# 未踏まとめ

スタンドアロン型通信パケットを可視化するLANケーブルの開発

## 概要(400~800字)

実世界のLANケーブルそのものに、通信パケットが可視化されるLANケーブルを開発する。パケットの方向に合わせて、まるでパケットが流れたかのようにLANケーブルが光り、パケットの種類ごとに色分けされている。接続するネットワーク機器にツールのインストール等を必要とせず、挿すだけで使えるスタンドアロン型での開発を目的とする。

## 背景

**パケット**
コンピュータネットワークの通信は，幾種類ものパケットが階層化されたプロトコルによって情報伝達し合うことによって実現されている。その仕組みは，複雑かつ不明瞭であるがゆえに，**初学者にとっては学習が難しい**。

ネットワークを独学でしか学んでいない麻生は、ネットワークスペシャリスト試験に2回落ちた経験をしている。

**ネットワークの解析**
ネットワークのトラフィックを解析するには，主にtcpdumpやWiresharkが使われる。

Wiresharkのキャプチャ画面

これらは，パケットの宛先，送信元アドレス，プロトコルやペイロードなどの詳細な情報を記録する反面，**文字の羅列**であるために**リアルタイムで理解することが難しい**。そのため，時間差でパケットを解析することになり，コンピュータを操作したタイミングとそのときに発生したパケットとの対応が取れなくなってしまう。

調べたいパケットが発生したときに、本人がどんな操作をしていたかは覚えていないだろう。

## 関連研究

リアルトラフィック可視化ツール NIRVANA

ネットワーク通信の視覚化に関する研究を紹介する.パケットの情報を可視化する手法は，画面上に仮想的に描画される場合がほとんどである。NIRVANAは，組織のネットワークを流れるトラフィックをネットワークトポロジの背景とともにパケットオブジェクトを三次元的にリアルタイムで描画する。

一方で，実世界の物体でパケットの情報を表現する手法も存在する。インターネット物理モデルは，インターネットで情報が伝わるしくみを，白と黒のボールの動きで視覚化した。ネットワークとして機能するように実際の仕組みを忠実に再現しているが，限られたネットワーク構成の中で特定のパケットしか表現されていない。

## 課題

- 初学者に厳しい
- ARP
- ワイヤーシャークだめ
- 文字列の羅列であるために人が解釈するのに時間を要する
- リアルタイムで向きを理解できない
-
- 街のやつダメ
- 強度のみ
- アートである
- イルミパケットの課題

- 未踏でやること

## 利点
* 物理構成の理解
* ネットワークの論理構成図上で可視化するのでは、対応するルータがどれなのかを把握しておかなければならない。
* LANケーブルそのものに可視化すると、論理構成を頭に入れておく必要がない。そのため、不正がパケットが発生しているノードを、見たままで特定できる。
* インパクトが大きい
* これまで様々なモノづくりをして周囲の人を楽しませてきたが、画面上のデジタルな表現よりも、実世界の物体で表現した方が得られるリアクションが大きい傾向にある。例えば、画像をスマホで見せるよりも、プリントして見せた方が、インパクトが大きい。
* 異常検知
* 普段は光らせずに、異常検知したパケットや、パケットの流量が通常と異なる時にだけを赤く光らせることにより、セキュリティインシデントの早期発見につながる。
* (赤く光らせた画像)
* IPアドレスディスプレイになる
* サーバにSSHで接続したい場合に、IPアドレスを知る必要がある。しかし、同じLAN内にいくつもサーバが存在する場合、特定のサーバのIPアドレスを取得するのは困難である。（ディスプレイに接続したり、逐次的にpingをとばしてLANポートが光った時と判断したりする必要がある。）
* このイルミパケットでは、それぞれのLEDの光の有無を2進数の0と1に対応させることで，IPアドレスを表示することが可能となる。
* ネットワークアドレスやクラスなど，IPアドレスは 2 進数の表記で意味を成すことが多い。図のように，同一ネットワーク内の2つのIPアドレスを比較することで，サブネットマスクの理解にもつながる.
* 

## 目的

- イルミパケットのスタンドアロン化
- 具体的には、小型のマイコンボード(Raspberry Pi Zero等)に NICを2つ設置してスイッチングハブ化する。NICからキャプチャしたパケットをLED(NeoPixel等)を用いて光らせる。
- スタンドアロン化されたLANケーブルを用いたネットワーク全体の可視化
- 具体的にはDNSサーバやDHCPサーバ、ルータ、スイッチを用意して使う。
- 複数台用いた際に同期させて、同一のパケットを1つの光で表現する
- 具体的にはデイジーチェーン接続により可能にする

## 提案(実装方法)

### 概要

- 方法の概要

ベストエフォートで行う。

### 詳細

- 方法の詳細
- Raspberry Pi zero にUSB/LANのNICを2つ付けてスイッチングハブ化
- USBハブでUSB拡張
- [4つ拡張できるモジュール](https://www.switch-science.com/catalog/3215/)
-
- 透明な熱収縮チューブで巻くことで見た目をスタイリッシュにする。
- [透明な熱収縮チューブ](https://www.amazon.co.jp/%E3%82%AB%E3%83%A9%E3%83%BC%E7%86%B1%E5%8F%8E%E7%B8%AE%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%96-%E5%8F%8E%E7%B8%AE%E5%89%8D%E5%86%85%E5%BE%8450-8%CF%86mm-2%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%81-HSTT200-48-5C-%E3%83%91%E3%83%B3%E3%83%89%E3%82%A6%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%88%EF%BC%88PANDUIT%EF%BC%89%E3%81%AE%E7%86%B1%E5%8F%8E%E7%B8%AE%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%96/dp/B005TCGP30)

## 結果

- 実際に動いている画像など
- 公開しているものがあればそれも載せる

### 3. 斬新さの主張、期待される効果など

#### プロトタイプの反響
プロトタイプでは、SNSや動画サイトへの投稿、さまざまなカンファレンスへの展示、ワークショップの開催等を行い、その斬新さゆえに多くの反響をいただいている。それらの動画や展示の様子がWebメディアにも取り上げられた。

##### ツイート
- 第三者がSecHack365でのデモ展示を様子を撮影して投稿したツイート(https://twitter.com/Leader_General/status/1180348733776490496)が6.2万いいね、2.5万リツイート、1000件を超えるコメントをいただいた(2019年10月当時)。コメントの大半は「すごい」「欲しい」「感動」「面白い！」を占めていた。これだけ多くの人目に触れて、先行事例があるとの指摘が1つもなかったため、おそらく世界初の試みだと言える。似ているものとして「バック・トゥ・ザ・フューチャーのフラックスキャパシタ」や「シュガー・ラッシュオンライン」が挙げられていたくらいである。

##### 展示
- オープンソースカンファレンス2019秋東京 出展(2019年11月)
- Tsukuba Mini Maker Faire 2020 出展(2020年2月)
- インタラクション2020 デモ発表(2020年3月)
- Maker Faire Tokyo 2020 出展(2020年10月)

#### ワークショップ開催
- SECCON ワークショップ「パケットが光るLANケーブルを作ろう」(2019年12月)

##### メディア掲載
- GIGAZINE | パケットの流れが光って見えるLANケーブルでICMPの流れが見られるムービー
https://gigazine.net/news/20200824-lan-illumi-packet-icmp/

- 日経クロステック | パケットや量子ビットはどう動く？Maker Faire Tokyoで可視化装置に注目集まる https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/04699/

- ＠IT | CTFもDevOpsで――2020年代に入ったSECCON CTFの新しい挑戦 (ワークショップを取材された) https://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/2003/03/news005.html

## 活用方法・応用先・活用例

* 分散型ネットワークの可視化
* 冗長ネットワーク
* **ネットワーク全体を可視化**

## 熱い想い，思想

- なぜネットワークが好きなのか？
- なぜネットワークの可視化に取り組んでいるのか？
- 情報工学，ネットワークに出会ったきっかけ
- ネットワークのどこが面白いのか？

## 参考

* [研究紹介 | NICT-情報通信研究機構](https://www.nict.go.jp/cyber/research.html)
* [イルミパケットの論文 |インタラクション2020](https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjrrbjInZvvAhUF7WEKHWzAD9YQFjACegQIAhAD&url=http%3A%2F%2Fwww.interaction-ipsj.org%2Fproceedings%2F2020%2Fdata%2Fpdf%2F3D-65.pdf&usg=AOvVaw2Pmc6fY1zZzV7Y_ZRxIZQP)
* [WM×LI: Rapberry Pi をスイッチングハブ化する 【bridge-utils】](http://nort-wmli.blogspot.com/2019/09/rapberry-pi-bridge-utils.html)

## 図
イメージ図

構成図



実装


活用例


IPアドレス表示

展示の説明資料・使い方

様子

デモの構成図

趣味(動画)

LAN姉ちゃん