デジタル時代において、サイバーインフラストラクチャは私たちの生活でますます中心的な役割を果たしています。企業、政府、その他の機関は、コンピューターシステム、クラウドストレージ、相互接続されたネットワーク、その他のデジタル技術にますます依存しています。同時に、これらのインフラを効果的に運用するだけでなく、潜在的な攻撃やその他の類似したインシデントから安全に保護する能力への依存度も高まっています。
本稿では、サイバーインフラの概要、その重要性、サイバーセキュリティの役割、そしてこれらのシステムを保護する上で直面する課題について、一般的かつ詳細な見解を提供することを目的としています。
サイバーインフラストラクチャとは？
サイバーインフラストラクチャとは、デジタルネットワーク、コンピューティング、ビッグデータシステム、高度なネットワーク、ソフトウェアツールとアプリケーション、コラボレーションサービス、最先端のデジタル環境からなる統合インフラストラクチャを指します。サイバーインフラストラクチャはハードウェアやソフトウェアを超え、関連する人的インフラストラクチャ、すなわち科学研究と公共の両方においてサイバーインフラストラクチャの開発および／または利用を推進する人々、組織、政策を含みます。サイバーインフラストラクチャは、ネットワークやコンピュータの物理的構成要素以上のものです。
これは、情報と計算資源への堅牢で拡張性があり信頼性の高いアクセスを提供するために設計された包括的なシステムです。このインフラは、医療、金融、エネルギー、防衛分野で新たな道を切り開くビッグデータ、高性能計算（HPC）、大規模物理シミュレーションといった新技術を活用する手段を提供する。
サイバーインフラのセキュリティが重要な理由とは？
サイバーインフラのセキュリティは、現代社会における基盤的役割ゆえに極めて重要です。これらのシステムがより複雑化し相互接続されるにつれ、サイバー攻撃の主要な標的となります。インフラは最も脆弱な構成要素の性能と回復力に依存するため、サイバーインフラのサイバーセキュリティは極めて重要である。サイバーインフラへの攻撃が成功すれば、通信ネットワークから電力網に至るまで、多くの基盤システムが機能停止に陥る。また国家の利益、経済的安定性、公共の安全も脅かされる。サイバーインフラのセキュリティは、プライバシーの維持、重要サービスの稼働、国民からの信頼醸成を可能にする。脅威の様相が主に国家主体の関与、サイバー窃盗犯、または活動家グループによる組織的・個別の活動によって多様化する中、これまで以上に強固なサイバーセキュリティ対策が必要となっている。脅威の動的な性質と攻撃者の高度化が進むため、これらの対策は適応性を備えなければならない。
重要インフラ分野とは何か？
重要インフラ分野とは、その機能停止が国家安全保障、経済安定、公衆衛生または安全に影響を及ぼす可能性のあるシステムや資産を指します。米国サイバーセキュリティ・インフラセキュリティ庁（CISA）は重要インフラ分野を列挙しています。これには、発電・送電を含む「エネルギー」、公共水道供給や水処理・廃水処理施設を扱う「上下水道システム」が含まれます。「通信」には電気通信とインターネットインフラが含まれます。
その他の分野には、銀行や決済システムを含む金融サービス、医療、公衆衛生が含まれる。上記のような商業施設インフラは、ほぼ完全にサイバーインフラに依存しているため、サイバー脅威からの保護は国家の安全保障にとって極めて重要である。
サイバーインフラセキュリティとは？
サイバーインフラセキュリティとは、デジタルインフラを不正アクセスや攻撃から防御し、データとシステムの完全性、機密性、可用性を確保するために導入される一連の実践手法、ツール、ポリシーを指します。これにはファイアウォール、侵入検知システム、暗号化、アクセス制御、インシデント対応計画などの活用が含まれます。さらに、サイバーインフラセキュリティは、マルウェアやフィッシング攻撃からランサムウェア、分散型サービス拒否攻撃（DDoS）攻撃まで、あらゆる攻撃シナリオを考慮する必要があります。what-is-a-distributed-denial-of-service-ddos/" target="_blank" rel="noopener">(DDoS)攻撃まで、あらゆる攻撃シナリオを考慮する必要があります。セキュリティ専門家は、正当なアクセス権を持つ者が特権的なシステムアクセス権限を悪用する内部者脅威についても考慮しなければなりません。
データとシステムを保護するサイバーインフラを構築するために必要な重要なステップの一つは、脆弱性と脅威を継続的に監視し、新たな脅威形態が出現した際に企業/組織が環境を調整できるようにすることです。これには、攻撃に耐え、インシデントから迅速に回復できる強靭なサイバーインフラを構築するために、技術、プロセス、人材の組み合わせが必要です。
インフラセキュリティにおけるサイバーセキュリティツールの役割
ファイアウォール、侵入検知システム、暗号化などのサイバーセキュリティツールは、脅威からサイバーインフラを防御するために使用される。ファイアウォールは、外部からのトラフィックをローカルの信頼できるネットワークに流入させる前にフィルターを通過させ、一連のセキュリティルールに対してトラフィックを検証します。トラフィックがルールに一致しない場合、侵入防止システム（IPS）によってブロックされるか、侵入検知システム（IDS）を使用してシステム管理者にアラートとして報告されます。暗号化は、データをセキュリティクリアランスを持つユーザーのみが解読可能な符号化された言語に変換することで、データを保護し共有を可能にします。サイバー防御戦略を開始する際、セキュリティ情報イベント管理（SIEM）ツールは複数の情報源からデータを収集し統合するマスター概要を設定し、リアルタイムの攻撃検知と対応を集約します。エンドポイント保護プラットフォーム（EPP）は、アンチウイルスソフトウェア、ファイアウォール、およびその他のアンチマルウェアソフトウェアを各エンドデバイスに実装し、マルウェアや潜在的に望ましくないプログラム（PUP）から防御します。脆弱性管理ツールは、システムを危険にさらす可能性のあるソフトウェア、ハードウェア、設定上の弱点を特定し修正します。アクセス制御システムは、ネットワーク全体で身元を認証し、強力な認証を使用してリソースや活動へのアクセスを提供します。
サイバーインフラストラクチャの主要構成要素
サイバーインフラストラクチャには、その機能に不可欠な複数の主要構成要素が存在します。コンピューティングとは、スーパーコンピュータやクラスターなどの高性能システム、システムのサーバーおよびハードウェア、ユーザーがソフトウェアを実行しデータをオフサイトに保存するクラウドプラットフォームを指します。これは、処理やイノベーションのために加工される情報であるデータ部分が必要であるためです。
サイバーセキュリティとは、インフラを健全かつ完全な状態に保ち、セキュリティ境界内でシステムの完全性、機密性、可用性を維持するために必要な方針とツールを指します。人的資源とは、システムを適切に稼働させ、健全かつ安全な状態に維持するためのITおよびサイバーセキュリティ人材を意味します。
最後に、政策とガバナンスは、規制基準や法令の範囲内でインフラを管理し、そのために必要な要素を指します。
研究とイノベーションにおけるサイバーインフラの役割
サイバーインフラは、様々な分野における研究とイノベーションの推進において極めて重要な役割を果たします。必要なツールとリソースを提供することで、研究者が複雑な実験を行い、大規模なデータセットを分析し、世界中の同僚と協力することを可能にします。 サイバーインフラストラクチャの第二の不可欠な構成要素であるコラボレーションプラットフォームは、研究者を結びつけ、コミュニケーションと知識の共有を促進します。
これらは、地理的に分散したチーム間のコラボレーションを支援し、個人が単独で作成するには大きすぎる成果物の開発に取り組むことができます。こうした連携は研究と発見のスピードを加速させます。サイバーインフラストラクチャは新技術・新手法の開発も促進します。こうしたトレーニング機能により、AI研究者は医療・金融・交通など多様な分野への応用につながる最先端研究を実施可能です。そして、それらの応用が他の研究活動を支えることになる。
サイバーセキュリティにおけるサイバーインフラストラクチャの利点
サイバーインフラストラクチャは、特に、拡張性、回復力、応答性、協調性、自動化、先進性を備えているため、サイバーセキュリティの効率化に貢献する。組織は、業務量や IT 環境の拡大、脅威の進化に応じてサイバーインフラの容量を拡張でき、追加のサイバーセキュリティツール、ストレージ、計算能力を確実に拡張できます。
適切に設計されたインフラには、システムの回復力を高める機能が含まれており、攻撃を受けた場合でも運用を継続し、障害を迅速に特定して修復できるよう支援します。例えば、Amazonの高度に耐障害性のあるクラウドコンピューティングサービスは、複数のマザーボード故障を同時に耐えうる設計であり、攻撃を受けてもシステム障害や完全なシステム喪失を経験したことはない。
ビッグデータセットのリアルタイムかつ迅速な分析を可能にするサイバーインフラの先進性は、脅威の検知と対応を促進し、サイバーセキュリティ脅威に先手を打ち、被害を最小限に抑えます。最後に、サイバーインフラは、暗号化、アクセス制御、その他のデータ保護対策を提供することで、正当なユーザーが利用可能な状態を維持しつつ、機密データに対する盗難や悪意ある攻撃からの保護を強化できます。
サイバーインフラの限界と課題
サイバーインフラが提供する意義ある機会は多いものの、いくつかの制約や障害も存在します。主要な課題は複雑性である。プロセスやシステムに新たなシステムや技術を追加する既存組織は、脆弱性や設定ミスが生じやすく、管理とセキュリティ確保が困難になる。
特に小規模組織にとって、費用は極めて顕著な問題点である。高価なハードウェア、ソフトウェア、サイバーセキュリティツール、高度な専門知識を持つスタッフを必要とする複雑なサイバーインフラストラクチャの設計能力を提供し、その利点を確保しようとする場合、この問題は顕著になる。相互運用性もさらなる問題となる：様々なシステムが統合されると効率性が低下し、様々なセキュリティ問題も生じうる。
もう一つの課題は、サイバーセキュリティ分野におけるスキルギャップの拡大である。脅威の急速かつ絶え間ない進化により、新たな脆弱性や攻撃ベクトルを考慮するため、サービスを絶えず更新する必要がある。最後に、サイバーセキュリティとデータ保護の分野は高度に規制されており、特に複数の管轄区域で事業を展開する組織にとって、法的・規制的枠組みへの準拠には多大な時間とコストがかかる。
サイバーインフラストラクチャの問題点とは？
日常的に接するインフラ部分では、ソフトウェアやハードウェアの脆弱性が不正アクセスに悪用されるため重大な役割を果たします。内部者脅威も同様に深刻で、不満を抱えた従業員や不届きな従業員が、直接または信頼関係のある接続を介して、アクセス権限を悪用するよう騙されたり誘惑されたりする可能性があります。
特権情報への不正アクセスを伴うデータ侵害は、セキュリティ制御の不適切な設定や認証情報の侵害によって引き起こされる可能性があります。ゲートを攻撃してシステムリソースを消費する分散型サービス拒否（DDoS）攻撃は、システムを機能不全に陥らせ、長時間にわたって停止させる恐れがあります。ベンダーやその他のサードパーティプロバイダーは、組織に代わって特注パッケージを提供する機会を与えられる可能性があります。
サイバーインフラストラクチャの脅威とその軽減策
サイバーインフラストラクチャは、サイバー犯罪者から国家レベルのアクターまで、幅広い脅威に直面しています。これらの脅威を軽減するには、組織は包括的なサイバーセキュリティ戦略を実施する必要があります。ソフトウェアの更新は、主にシステムを最新のセキュリティ更新プログラムでパッチを適用し続けることによって重要であり、組織は既知の脆弱性の導入を回避します。
- パッチ適用は、既存の欠陥の悪用も防止します。これはネットワークのセグメンテーションに似ています。機密性の高いシステムをセキュリティレベルの低いネットワークから隔離することで、攻撃対象領域を最小化し、侵害がネットワーク全体に波及する可能性を低減できます。
- 多要素認証（MFA）では、攻撃者が侵入を成功させるには複数の認証ポイントを突破する必要があります。これには顔認証、音声認証など様々な形式があります。また、スタッフのトレーニングと意識向上は、サイバーインフラの脆弱性を低減する上で極めて重要です。インシデント発生時には、明確なインシデント対応計画も不可欠です。
- 堅牢なインシデント対応計画は、セキュリティインシデントや侵害の解決を迅速化します。定期的なセキュリティ評価とリスクアセスメントは、サイバーインフラストラクチャなどの情報インフラの現在の脆弱性を明らかにし、あらゆる種類のサイバー脅威に対する防御メカニズムの改善に役立ちます。
サイバーインフラストラクチャの事例
サイバーインフラストラクチャは様々な分野で不可欠であり、現代社会におけるその重要な役割を浮き彫りにしています。エネルギー分野では、電力網を管理し、高度計量インフラ（AMI）や監視制御・データ収集システム（SCADA）などのシステムを通じて効率的な電力供給を確保します。
- 医療分野では電子健康記録（EHR）を提供し、これなしでは不可欠なサービスが機能しません。 金融サービス分野では、その高い価値ゆえにハッカーの標的となりやすい分野の一つであり、通信技術の中核を担っている。
- 研究・教育分野、政府機関、防衛機関は、科学的発見や国際研究協力のためのデータマイニング、モデリング、高性能コンピューティングクラスター、データリポジトリにサイバーインフラを依存している。しかしおそらく最も重要なのは、これが既知のサイバー脅威から人間の自由と国家安全保障を守る主要な基盤の一つである点だ。
サイバーインフラストラクチャの活用事例
サイバーインフラストラクチャは、様々な分野にわたる数多くの活用事例を包含しています。自然災害発生後の効果的な緊急対応は、サイバーインフラストラクチャが提供するネットワーク、データ分析、情報共有なしには実現できません。都市サービスを管理し、エネルギー消費を削減し、市民の生活の質を向上させるサイバーインフラストラクチャなしに、現代的なスマートシティを開発することはできません。
気候変動の影響を緩和するモデルを開発する科学者たちは、気候パターンをシミュレートし環境データを分析するために、地球規模の気候モデリング産業がサイバーインフラストラクチャを活用しています。
サイバーインフラストラクチャは、疾患に対する新たな治療法や療法を発見するために、ゲノミクスにおける大規模な遺伝子データの分析を可能にします。人工知能（AI）の研究・開発・導入は、機械学習モデルの訓練・学習、大量データの操作、分野横断的な問題解決へのAI活用において、サイバーインフラストラクチャに依存している。
事例研究
欧州原子核研究機構（CERN）
欧州原子核研究機構（CERN）は、世界最大かつ最高エネルギーの粒子加速器である LHC（大型ハドロン衝突型加速器）を運営しています。LHCでの実験により膨大な量の実験データが生成され、「サイバーインフラストラクチャ」によって処理・分析されます。サイバーセキュリティを担当するIT部門を擁するCERNのインフラは、科学的データの機密性、完全性、可用性を確保するため、このデータと関連システムをサイバー脅威から保護する高度で厳格なシステムを備えています。
サイバーインフラの未来
将来のサイバーインフラストラクチャは、人工知能（AI）や機械学習を含む様々なトレンドに左右されるでしょう。これらはセキュリティタスクの一部を自動化し、脅威検知を改善し、多くの場合システム全体のパフォーマンスを向上させることで、インフラの効率を高めます。
到来する量子コンピューティングの時代は、コンピューターの速度と計算能力を飛躍的に向上させますが、暗号化には依然として大きな課題をもたらします。5Gネットワークの展開は、ネットワークレベルでのIoTの接続性と成長を促進する一方で、新たなセキュリティリスクももたらす。
接続デバイスの遅延を軽減するため、データ発生源に近い場所で処理を行うエッジコンピューティングは、分散システムに対するより強固なセキュリティを必要とする。スマートグリッドや自動運転車などのサイバーフィジカルシステムには、サイバー攻撃や（スマートグリッドの場合のように）物理的攻撃から保護するための新たなセキュリティ手法が必要となる。
最後に、高度化するサイバー脅威に対抗するには、政府・産業界・学術界が連携して基準を策定し情報を共有するグローバルな協力が不可欠である。
サイバーセキュリティツールに求めるべき要素とは？
意思決定者は、可能な限り広範な脅威に対する包括的な基本保護を実現するサイバーセキュリティツールを優先すべきである。サイバーセキュリティツールは、増大するデータ量とユーザー数に対応できる拡張性を備え、リアルタイム監視と自動応答を可能にする可能な限りクリーンなUIで操作できるものであるべきです。既存システムからのアラート、多様なツールへの対応、迅速な技術サポート、定期的な更新、費用対効果、機能と価格のバランス、報告要件に関する基本的なサイバーセキュリティ規制や業界ルールのすべてへの対応は、考慮すべき主要な要素である。
結論
サイバーインフラの完全性を維持することは、継続的な使命となるでしょう。今後、世界がデジタル技術への依存度を高めるにつれ、システム、ネットワーク、データの安全性を確保するためにはサイバーセキュリティが最重要課題となる。サイバーセキュリティは、悪意や犯罪的意図を持つ者からの保護を確保するため、技術、プロセス、人材を組み合わせたものである。
未来には人工知能、量子コンピューティング、5Gといった技術の進歩が見込まれる。組織がこれらの技術を業務プロセスに組み込む際には、新たかつ進化する脅威への備えが不可欠である。
FAQs
サイバースペースインフラストラクチャとは、インターネット、通信ネットワーク、データシステムなどのデジタル技術のネットワークであり、サイバースペースの仮想環境を形成するものです。
サイバーインフラストラクチャは、計算資源とネットワークを通じて研究とイノベーションを支援します。サイバースペースは、すべてのデジタル通信とオンラインプラットフォームを含む、より広範な仮想環境です。
重要インフラとは、エネルギーや交通などの不可欠なシステムを指し、その機能停止が国家安全保障、経済安定、または公共の安全に影響を及ぼすものです。
サイバーセキュリティインフラとは、デジタルシステムやデータをサイバー脅威から保護するために使用される、ファイアウォールや暗号化などのツールやプロセスを指します。