シラバス参照
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| 科目一覧へ戻る | 2025/03/27 現在 |
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開講科目名 ／Course |
計算機システム特論／Advanced Computer Systems |
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時間割コード ／Course Code |
S2201477_S6 |
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開講所属 ／Course Offered by |
システム工学研究科／Graduate School of Systems Engineering |
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ターム・学期 ／Term・Semester |
2025年度／Academic Year 第3クォーター／3Q |
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曜限 ／Day, Period |
木／Thu 2 |
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開講区分 ／Semester offered |
後期／the latter term |
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単位数 ／Credits |
1.0 |
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学年 ／Year |
1,2 |
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主担当教員 ／Main Instructor |
菅間 幸司 |
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科目区分 ／Course Group |
_ |
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授業形態 ／Lecture Form |
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教室 ／Classroom |
北１号館Ａ２０４／北１号館Ａ２０４ |
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開講形態 ／Course Format |
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ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy |
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教員名 ／Instructor |
教員所属名 ／Affiliation |
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| 菅間 幸司 | システム工学部（教員） |
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授業の概要・ねらい ／Course Aims |
セキュリティホールを持つ脆弱なシステムを仮想環境上に作成し，そのシステムに対する攻撃，および，その攻撃に対する防御を，実際に体験します．この演習を通じて，プログラムの動作原理，メモリの使われ方，関数呼び出しの仕組み等の，計算機システムについての理解を深めます． |
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到達目標 ／Course Objectives |
学部時代に学習した計算機システムに関する知識を再確認し，さらに以下の項目について理解を深める - CPUの仕組み（レジスタの使われ方，等） - メモリの動作原理（仮想記憶，ユーザ空間とカーネル空間，等） - 機械語，アセンブリ言語（これらの言語を覚えるのではなく，CPUがどのように命令を解釈し実行するのか，を理解する） - 関数呼び出しの仕組み（レジスタの使われ方，スタックフレームの構造，等） - OSの動作・操作 など |
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成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria |
期末レポート（100%） ただし，欠席が4回以上の場合は，成績評価の対象としない．（毎回の授業で出席確認課題を課す．講義に出席していても，課題の提出がない場合，または，まともに課題に取り組んでいないと判断される場合（白紙回答など）には，欠席扱いとなることがあり得る） |
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教科書 ／Textbook |
記載事項なし（配布資料による） |
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参考書・参考文献 ／Reference Book |
記載事項なし |
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履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students |
情報セキュリティに関する授業ではありません．あくまで，計算機システムをより深く理解することが目的であり，そのための題材として，（学生に興味を持ってもらえることを期待して，）セキュリティ関連のトピックを扱うことにしています． |
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履修する上で必要な事項 ／Prerequisite |
- 充電済みのPCとイヤホンを持参してください． （毎回の講義の後半で行う演習は，動画を視聴しつつ取り組んでいただきます．） ※Windows のノートPCを推奨します． ※MシリーズのMacbookなど，ArmベースのCPUを搭載したPCでは演習を行えない場合があります． - C言語の基本的な文法を理解していること． ※適宜授業内で補足しますので，以前勉強したけど忘れてしまった，というレベルの方でも大丈夫です． - Linux の簡単なコマンド操作（ディレクトリの移動など）ができること． ※これも適宜補足しますので，さほど慣れていなくても大丈夫です． |
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履修を推奨する関連科目 ／Related Courses |
計算機システム・OS（学部授業） |
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授業時間外学修についての指示 ／Instructions for studying outside class hours |
毎回の授業後に3時間程度の復習を行なってください． |
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その他連絡事項 ／Other messages |
記載事項なし |
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授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes |
毎回の講義で演習課題を課し，次回の講義でその解説を行う． 「アクティブ・ラーニング」実施要項⑪ |
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オフィスアワー ／Office Hours |
月曜３，４コマ A515 |
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科目ナンバリング ／Course Numbering |
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実務経験 ／Practical Experience |
無 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考（担当） ／Notes |
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| 1 | 1（10/2） | 本講義全体の概要と環境構築 | 概要の説明，演習のための環境構築 | 菅間／PC使用 |
| 2 | 2（10/9） | C言語の復習 | 基本文法，ポインタ，等 | 菅間／PC使用 |
| 3 | 3（10/16） | デバッガ | gdbの使い方 | 菅間／PC使用 |
| 4 | 4（10/23） | プログラムの動作原理 | 主にメモリの使われ方の解説 | 菅間／PC使用 |
| 5 | 5（10/30） | アセンブリ | Hello, world! をアセンブリで | 菅間／PC使用 |
| 6 | 6（11/13） | シェルコード１ | シェルコードの概要と作成方法① | 菅間／PC使用 |
| 7 | 7（11/20） | シェルコード２ | シェルコードの概要と作成方法② （前回の演習の続き） |
菅間／PC使用 |
| 8 | 8（11/27） | 脆弱なプログラム１ | 脆弱なプログラムの作成 | 菅間／PC使用 |
| 9 | 9（12/11） | 脆弱なプログラム２ | 脆弱なプログラムの作成 （前回の演習の続き） |
菅間／PC使用 |
| 10 | 10（12/18） | 脆弱なプログラムに対する攻撃１ | バッファオーバーフロー | 菅間／PC使用 |
| 11 | 11（12/25） | 脆弱なプログラムに対する攻撃２ | シェルコード生成と実行 | 菅間／PC使用 |
| 12 | 12（1/8） | 脆弱なプログラムに対する攻撃３ | シェルコード生成と実行 （前回の演習の続き） |
菅間／PC使用 |
| 13 | 13（1/15） | 防御方法 | スタック保護等によるシェルコード対策 | 菅間／PC使用 |
| 14 | 14（1/22） | セキュアなプログラム | 脆弱なプログラムをセキュアなプログラムに書き換える方法 | 菅間／PC使用 |
| 15 | 15（1/29） | まとめ | 全体の振り返りとまとめ | 菅間／PC使用 |