「2038年問題」の版間の差分

'''2038年問題'''（にせんさんじゅうはちねんもんだい）は、[[2038年]][[1月19日]]3時14分7秒（[[協定世界時|UTC]]、以下同様）を過ぎると、[[コンピュータ]]が誤作動作する可能性があるとされる[[年問題]]。

[[ファイル:Year 2038 problem.gif|right|400pxupright=2.0|thumb|上から、2進・十進・問題のある時刻・正しい時刻。（[[GIFアニメ]]）3時14分7秒を超えたところで負の値となり、時刻に狂いが生じる恐れがある。]]

コンピュータおよび[[プログラム (コンピュータ)|コンピュータプログラム]]における[[時刻]]の表現として「[[UNIX時間]]」《[[協定世界時]]における1970年1月1日0時0分0秒からの経過秒数<ref>{{efn|「ただし、うるう秒を無視して現在時刻から逆算した値を使用する」として運用されていることが専らである。</ref>}}》を使採用しているコンピュータ等のシステムがある。この起点の時刻は、最初に[[UNIX]]にそのような機能が実装された時にキリがよかった過去の時刻であり、たまたまそう決めたというだけのものに過ぎない。

こ[[UNIX]]およびUNIX派生の[[オペレーティングシステム]] (OS) における基幹[[ソフトウェアコンポーネント|ソフトウェア部品]]の多くは[[C言語]]で書かれているが、前述の経過秒数を表現する型は、現在の標準では、「[[time_t]]型」である。[[C言語]]の標準である「ISO/IEC 9899:1999」では、<code>time_t</code>型の範囲や精度はいずれも実装定義としている<ref>"The range and precision of times representable in clock_t and time_t are implementation-defined.", ISO/IEC 9899 7.23.1.4</ref>。UNIXの標準（ ([[POSIX]]）) には「shall be integer or real-floating types.」とのみ記述があり、ビット幅ないしおよび値の範囲については何らの定めも無い。

伝統的な実装では<code>time_t</code>を<code>int</code>または<code>long</code>の[[typedef]]による型エイリアス（別名）とし、そのint型は符号つ付き[[32ビット]]整数型であった。このため最大値は (2³¹ − 1) = 2,147,483,647 となり、取り扱えるのは2,147,483,647秒（≒ 68年）までに限られていた。これを前提として作成されたプログラムは、協定世界時における'''1970年1月1日0時0分0秒'''（[[日本標準時]]では1970年1月1日9時0分0秒）から'''2,147,483,647秒'''を経過した、'''2038年1月19日3時14分7秒'''（日本標準時では2038年1月19日12時14分7秒、[[閏秒]]は考慮していない）を過ぎると、この値が[[算術オーバーフロー|オーバーフロー]]し、{{efn|Cではオーバーフロー発生時の動作は未定義。整数が[[2の補数]]でオーバーフローした値が[[負の整数|負]]と扱われる<ref>時刻の場合、2038年1月19日3時14分7秒の次は、'''1901年12月13日20時45分52秒'''となる。</ref>ため}}、もし時刻を正しく扱えていることを前提としたコードがあれば、誤作動作する。

ある実装における <code>time_t </code>の型を変更することだけであれば、プログラム中のたった1箇所 ([[typedef]]) を書き換えるだけであるが、実際の運用では、アプリケーションプログラムにおける時刻の扱い全てが正しくある必要がある。また、すでにあるデータ構造中で32ビット固定長として割り当てられていれば、問題が発生する。たとえば、Linuxの[[ファイルシステム]]を例に挙げであると、[[ext2]]、・[[ext3]]、・[[ReiserFS]]の[[タイムスタンプ]]は同日付までしか対応していない。

この期日以前でも[[プログラム (コンピュータ)|プログラム]]で内部的にこの制限を超えた時刻データを扱おうとすれば同様のエラーが発生するため、たとえばちょうど半分を経過した2004年1月11日にはすでに[[現金自動預け払い機|ATM]]の誤作動作といったトラブルが発生した<ref>{{Cite news|author=大和田尚孝「[http|url=https://itproxtech.nikkeibpnikkei.co.jpcom/it/free/NC/NEWS/20040202/139212/ |title=コンピュータの“西暦2038年問題”発生、早くも日本を揺るがす]」|publisher=[[日経コンピュータ]]、|date=2004年2月2日-02-02}}</ref>。この事例ではプログラム中のある時刻と別の時刻の中間の時刻を求めるような処理で、相加[[平均]]を単純に求める <math>(t_1 + t_2) / 2</math> のような式を利用していたものとみられる（{{efn|計算機による計算におけるいては、このような一見して何の変哲もない式による、バグは入力数値がある程度大きくならないと露呈しにくいバグはく、この問題に限らず普遍的なものであり、一般に注意を要する）。}}。他にも顕在化していないトラブルが今後表面化するという可能性はあり得る。

対策としては、<code>time_t</code>型を符号つ付き64ビット整数型（一般には'''<code>long long int</code>型'''）にするという方法がある。符号つ付き64ビット整数型の場合、上限は'''9,223,372,036,854,775,807{{val|9223372036854775807|fmt=commas}}''' (（{{2^{^|63}}} − 1) 1）である。これを年数に変換するとおよそ西暦3000億年<ref>9,223,372,036,854,775,807{{efn|{{val|9223372036854775807|fmt=commas|u=秒}} ÷ (60² × 24 × 365.2425) ≒ 2.9228{{Eval|112.9228e11}}年 ≒ 3000億年。これは[[太陽系]]の寿命よりもはるかに長い（[[太陽]]の[[白色矮星]]化は西暦68億年ごろ）。</ref>}}まで使用できるので、事実上問題が発生することはない。最近64ビット版の[[オペレーティングシステム]]や[[処理系]]では、<code>time_t</code>型は符号つ付き64ビット整数型で表されるようになってきている。UNIXベースのOSでは、64ビット版で<code>time_t</code>も併せて64ビット化されることが多い。

また、何らかの事情により<code>time_t</code>を64ビット化できない環境に対しては、<code>time_t</code>を符号な無し32ビット整数型（一般的には'''<code>unsigned long int</code>型'''）にするという回避策が使われることもある。この場合、上限は'''4,294,967,295{{val|4294967295|fmt=commas}}''' (（{{2^{^|32}}} − 1) 1）となり、[[2106年]]2月7日6時28分15秒（閏秒を考慮しない場合）まで表現可能になる。従って2038年問題は回避できるが、結局2106年には問題が発生するため、あくまで64ビット化が困難な環境に限って適用すべき方法とされる。

[[macOS]]（OS X）([[Mac OS X]] 10.0) では<code>NSDate</code>クラスにて[[協定世界時]]の2001年1月1日0時丁度ちょうどをエポックタイムに更として刷新したため<ref>[https://developer.apple.com/reference/foundation/nsdate?language=objc NSDate - Foundation | Apple Developer Documentation]</ref><ref>[https://developer.apple.com/library/prerelease/content/documentation/CoreFoundation/Conceptual/CFDatesAndTimes/Concepts/DataReps.html#//apple_ref/doc/uid/20001139-CJBEJBHH Date Representations]</ref>、また経過時間の内部表現として[[倍精度浮動小数点数]]を用いるようになったため<ref>[https://developer.apple.com/documentation/foundation/nstimeinterval NSTimeInterval | Apple Developer Documentation]</ref>、これらを使用している限り、2038年については問題を回避できる。なお、[[macOS Mojave]]は32ビットアプリケーションを動作させることのできる最後のバージョンとなり、[[macOS Catalina]]では起動することができなくなった<ref>[https://support.apple.com/ja-jp/HT208436 32 ビット App と macOS High Sierra 10.13.4 以降の互換性 - Apple サポート]</ref>。

*時刻aと時刻bのちょうど中間の時刻を求めたいる時、それぞれのUnixタイムをTaとTbとして、(Ta+Tb)/2 のようにと計算すると、2038年問題の半分以降が経過していればTa+Tbの計算で[[算術オーバーフロー|オーバーフロー]]し、間違誤った結果にとなる。これは1,073,741,824{{val|1073741824|fmt=commas|u=秒}}目であり、2004年1月10日13時37分4秒以降がこの場合に相当する（実際に。2004年1月10日乃至あるいは11日に、そのようにして起きたもこの事例と思わ推察されるトラブルの報告があった<ref>

「[http{{Cite news|url=https://itpro.nikkeibpxtech.conikkei.jpcom/it/members/NC/ITARTICLE/20040325/1// |title=「西暦2038年問題」でトラブル相次ぐ]」|publisher=[[日経コンピュータ]]、|author=|date=2004年4月1日-04-01}}</ref>）。 この問題を回避するためには、計算方法を工夫する必要がある。例えば、時刻の中間を求める際に、オーバーフローを避けるために次のような方法が考えらる:

*[http://sunpillar.jf.land.to/bekkan/javascript/2038.shtml#TIMER 2038年問題へのカウントダウン]{{Ja icon}}

[[Category:コンピューター問題2038年]]

[[Category:年問題日時の表現法に起因するバグ|2038]]

[[Category:情報社会未来問題]]