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今回の記事では、フロントエンドとバックエンドについて詳しく探っていきます。これらの2つの側面は、Web開発における重要な要素であり、協力してWebアプリケーションの魅力と機能を実現します。
フロントエンドとバックエンドの役割、違い、そしてお互いがどのように影響しあっているのかに焦点を当て、それぞれがWebサイトやアプリケーション全体でどのように連携しユーザーエクスペリエンスを向上させるのかを探求します。
フロンドエンドとバックエンドとは
まずはフロントエンドとバックエンドの違いを理解していきましょう。
フロントエンドは、ユーザー（私たち）が直接目で見る部分で、Webページの外観と動作を担当します。より簡単に言えば「ユーザーがWebページ上でクリック・スクロール・入力などを行う際に、それに応じてページがどのように反応するかを制御する部分」です。
一方、バックエンドはWebサーバー上で行われる裏方の処理を担当します。より簡単に言えば「ユーザーの行動に対する応答やデータの処理を担当する部分」です。
もう少し詳しく見ていきましょう。
フロントエンドとは
フロントエンドの基本概念は、「Webページを作成するための言語やツール」でユーザーとWebサイトの接点です。フロントエンドで扱う主要な要素はHTML（ハイパーテキストマークアップ言語）、CSS（カスケーディングスタイルシート）、JavaScriptなどが存在します。
例として、Googleで何かを検索し、クリックしたときに表示されるWebサイトがあります。これがフロントエンドと呼ばれるユーザーが直接対話する部分です。Webサイトの見た目のデザインや、Webサイト上でプログラムの裏側とユーザーをつなげるような役割を担っていると考えるのが分かりやすいでしょう。
バックエンドとは
バックエンドの基本概念は、「サーバーサイド処理」でWebサーバーとデータベースを管理し、Webアプリケーションの裏側で行われる処理を制御します。
データベース管理
ユーザーの情報、コンテンツなどのデータを保存する役割を果たします。
セキュリティ
悪意のあるアクセスからWebアプリケーションを守る重要な役割を果たします。
リクエスト処理
ユーザーからの要求を受け取り、適切な応答を生成する役割を果たします。
例えば、お問い合わせフォームで自分の名前やメールアドレスを入力し、送信ボタンを押します。そのデータはどうなるのでしょうか？ここでバックエンドの出番です。バックエンドは、入力されたデータを受け取りデータベースに保存したり、適切な処理を行ったりする役割を果たします。
フロントエンドの具体的な役割と機能
フロントエンドはWebページの外観や操作を担当します。ユーザーがWebページでクリック入力・スクロールなどをすると、フロントエンドはそれに反応してWebページがどう動くか決めます。
フロントエンドの主要な機能と要素
フロントエンドの主要な機能には、次のような要素があります。
機能1：HTML (ハイパーテキストマークアップ言語)
HTMLはHyper Text Markup Languageの略で、主にWebページの骨組みを担当し、テキストや画像を特定の場所に配置する役割があります。家に例えると、HTMLの機能は「家の骨組みを作る」ことに似ています。
機能2：CSS (カスケーディングスタイルシート)
CSSはCascading Style Sheetsの略で、主にWebページのデザインやスタイルを担当します。背景の色・フォント・ボタンの形などを調整します。家に例えると、CSSは「家の内装を飾る」役割で、Webページの見た目を整えます。
機能3：JavaScript
JavaScriptはWebページをもっと楽しく、便利にするための言語です。静的なWebサイト上に、さまざまな動きを加え、コントロールします。例として、HTMLやCSSでは実現の難しい、Webページ上でクリックするゲームや、画像のスクロールなどが存在します。JavaScriptの活用で、Webサイトに幅広い動的な動きを実装可能です。家で例えると、JavaScriptは「家のスイッチ」の役割を担っています。
フロントエンドの役割：ユーザーインターフェース（UI）の設計と開発
ユーザーインターフェース（UI）の設計と開発は、Webページがユーザーにとってどのように見え、どのようにしたら使いやすくできるかを考えていくことです。ユーザーがWebページを快適に操作できるように、ボタンの配置場所、カラーやフォントの選択などを考えます。
Webページを家に例えると、家の中でどこに何を配置するかを考える作業です。例えばリビングルームにはソファやテレビをどこに置くか、どんな色を使うかを決めるのと似ています。Webページがごちゃごちゃしていたり、ボタンが分かりにくい場合、家が散らかっていたり、物を見つけにくい場合と同様です。優れた機能を持っていても、どこから使うか分からなければ、意味がありません。
そのため、ユーザーにとって分かりやすいUIの設計と開発は必須項目であり、Webページの使いやすさに直結します。
バックエンドの具体的な役割と機能
バックエンドはWebアプリケーションの裏方を担当し、Webサーバーとデータベースの管理をします。データの保管やセキュリティを守りつつ、ユーザーからの要求に応じて正しい情報を提供するのがバックエンドの役割です。
バックエンドの主要な機能と要素
バックエンドの主要な機能には、次のような機能があります。
主要機能1: アプリケーションの論理処理
バックエンドは、Webアプリケーションの “頭脳” のようなものです。ユーザーの要求に対して、具体的な処理を考えるのがこの機能です。例えばユーザーがWebショップで商品を選び、購入する場合、バックエンドはその取引処理や在庫の管理を担当します。これは、お店で商品を管理するスタッフのようなものです。
主要機能2: ユーザーアカウントと認証
ユーザーがWebアプリケーション内で自分のアカウントを作成し、ログインすることを可能にします。具体的には、ユーザーが家に鍵を持ち自分の部屋に入ることに似ています。バックエンドは、ユーザーが正当なユーザーであることを確認し、ユーザーの個人情報を安全に保管します。
主要機能3: 通信との連携
Webアプリケーションは、他のアプリケーションやWebサービスと連携することがあります。例として、家で電話を使って友達や家族と話すようなものです。バックエンドは、別のアプリケーションとデータを共有し、連携して動作する手助けをします。バックエンドはWebアプリケーションの “頭脳” で、論理処理やユーザーアカウント、通信と連携など、様々な役割を果たしています。
バックエンドの役割：データベース管理とAPIの実装
データベース管理は、Webアプリケーションが情報を整理する役割です。考えてみてください、あなたがおもちゃのコレクションを持っているとします。
コレクションには幅広いおもちゃがあり、それぞれのおもちゃには名前・色・サイズ、そしてどこにしまってあるかという情報が必要です。データベースは、この情報を整理し、必要な情報をすばやく見つけるのを助けてくれます。例えばあなたが特定のおもちゃを見つけたいとき、データベースはおもちゃの名前を調べて、どこにあるかを教えてくれます。
API（Application Programming Interface）は、Webアプリケーションが他のアプリケーションと連携する手段です。簡単に言えば、APIはコンピューター同士のコミュニケーションの仲介人のようなものです。具体例を挙げると、天気アプリが天気情報を提供するWebサイトのAPIを使用して、そのWebサイトの天気情報を表示するなどが挙げられます。
フロントエンドとバックエンドの求められるスキル
フロントエンドエンジニアは、Webページやアプリケーションのユーザーインターフェース（UI）を作成し、ユーザー体験を向上させます。一方、バックエンドエンジニアは、Webアプリケーションの裏側でデータ処理やサーバー管理を担当し、アプリケーションの機能性を保ちます。
| フロントエンドエンジニア | バックエンドエンジニア | |
| 必要なスキル | コーディングスキル プログラミングスキル 開発者ツールを扱うスキル デザインフレームワークの知識・スキル |
サーバーサイド向けプログラミングスキル データベース管理スキル APIの知識 問題解決能力と論理的思考 |
フロントエンドエンジニア
まずはフロントエンジニアに必要なスキルを紹介します。
コーディングスキル
フロントエンドエンジニアは、HTMLやCSSを使ってWebページを構築し、見た目を整えます。コードの正確さとクリエイティブなデザインが求められます。
プログラミングスキル
Webシステムのブラウザ側の処理をプログラミングする必要があり、JavaScriptの知識が重要です。プログラムのロジックを作成し、バグを修正するスキルも必要です。
開発者ツールを扱うスキル
ブラウザの開発者ツールを利用してバグ修正を行ったり、コーディングしたコードの構造の可視化を行います。
デザインフレームワークの知識・スキル
CSSではTailwindCSSやBootstrapなどのフレームワークを活用した開発が一般的です。
バックエンドエンジニア
続いて、バックエンジニアに必要なスキルを紹介します。
サーバーサイド向けプログラミングスキル
バックエンドエンジニアは、Java、Python、SQL、PHP、.NET、Rubyなどのプログラミング言語を使用します。
データベース管理スキル
バックエンドエンジニアはデータベースを管理し、MySQL、MongoDB、PostgreSQLなどのデータベースを使用して情報を保存します。大容量データの効率的な処理も担当します。
APIの知識
APIは他のソフトウェアとのコミュニケーションに不可欠です。バックエンドエンジニアはAPIを設計・開発し、外部サービスとのデータ交換を可能にします。
問題解決能力と論理的思考
バックエンドを開発していると、予期せぬバグなどが多発します。そこで、バックエンドエンジニアは素早く問題を特定し、効果的な対処策を見つけることが必要です。
フロントエンドとバックエンドの使用言語の違い
フロントエンドとバックエンドそれぞれ、担う役割が別々であれば、使用するプログラミング言語、マークアップ言語も違いがあります。この項目では、フロントエンドとバックエンドの使用する言語の違いを整理していきます。
フロントエンド
フロントエンドでは、Webサイト、アプリケーションの見た目を構築する言語を使用します。HTMLなどマークアップ言語をはじめとし、JavaScriptやPHPなどの言語も使用されます。主に使用されることが多い言語を紹介していきます。
HTML
Webページの構造を定義し、テキストや画像を配置します。ファイルのインポートを行うためのフォームも設置でき、Webページ全体の骨組みに使用するマークアップ言語です。フロントエンドでは必ず使用する言語のため、習得は必須です。2024年4月現在では「HTML Living Standard」が最新です。
CSS
ページのスタイルやデザインを制御し、ページを美しく見せます。文字の表示を揃える、ボタンを設置する、色をつける、などさまざまな使い方が可能。書き方は難しくなりますが、簡単なアニメーション処理も実現できます。CSSの簡略化、応用に、Sassというプロフィール言語も存在します。
JavaScript
ページの動的な要素を追加し、Webアプリケーションをより使いやすくします。CSSでは不可能なアニメーションや、動的な要素を可能にします。フレームワーク・ライブラリも充実しており、Webアプリケーションにも活用できます。バックエンドも利用されており、人気のプログラミング言語です。
PHP
主にバックエンドで使用されていますが、WordPressの普及に伴い、フロントエンドも使用することが多い言語です。HTMLと組み合わせて使用ができ、JavaScriptと同様に動的な要素をページに加えられます。構文が難しくないため、比較的覚えやすい点も魅力です。WordPressを利用したWebサイトの制作を考えているのであれば、習得は必須といえます。
バックエンド
バックエンドではWeb上ではユーザーに見えない、データベースなどを動かすための言語が使われます。フロントエンドと同様に使用する言語もありますが、別の視点から解説していきます。
JavaScript
基本的にはNode.jsと呼ばれるプラットフォームの利用で活用されます。Node.jsの活用でバックエンドに必要な、サーバー管理やデータベースの管理などさまざまな内容が実行可能です。また、フロントエンド側がJavaScriptを使用できれば、連携も取りやすいです。サーバーに依存せず、実行速度が速い点も魅力です。
PHP
バックエンドにおけるPHPは、APIとの連携や、パッチ処理の作成、データベースとの連携など、多くの場面で活用されます。その他の活用例として挙げられるのは、ECサイトや、お問い合わせフォーム、SNSが一般的です。サーバーサイド言語のため、学習環境に注意が必要です。WordPressの利用が世界的に広まっているため、多くの利用者がいます。
Python
プログラミング言語としては非常に書きやすく、データベースの管理はもちろん、APIの開発や、Webアプリケーションにも利用されます。ライブラリやフレームワークも非常に多いため、使いやすい言語です。近年ではAI開発にも用いられています。
Java
多くの開発者が活用しており、汎用性が高いプログラミング言語です。幅広い環境に適応できる、バックエンドの代表言語といっても過言ではありません。Webサイトやアプリケーションの制作だけではなく、システムの構築にも活用可能。豊富なライブラリ、フレームワークから、暗号化やアクセス制限などのセキュリティ対策を用いるのも容易です。
SQL
データーベースを管理、操作するための言語です。データベースの制作は勿論、削除、大量のデータの中から特定して検索を行うなど、一通りのデータベース操作ができます。Javaと並んで汎用性が高く、多くのOSに対応しています。命令文も簡単なので、使いやすいのもポイントです。SQLのみで利用する場面はなく、他のプログラミング言語と組み合わせてデータベースの管理に用いられます。
フロントエンドとバックエンドのセキュリティリスクの違い
Webサイトやアプリケーションは、ハッカーの攻撃にさらされることがあります。そのため、セキュリティ対策は必須です。ユーザーのデータやアプリケーションの安全性を保護するため、フロントエンドとバックエンド、両方のセキュリティ対策を行わなければなりません。
まず、脆弱性スキャンソフトによる定期的な修正とセキュリティアップデートを行い、最新の脅威への対処も怠ってはいけません。合わせて、不正アクセスを監視し早期に対応するためのセキュリティ対策も実施します。セキュリティは常に進化するため、継続的な対策が不可欠です。
また、セキュリティ対策はWebサイト、アプリケーション開発のプロセス全体に組み込まれるべきです。エンジニアはセキュリティ意識を持ち、ユーザーのデータを守ることを最優先事項にして、開発段階から安全性の高いコーディングをすることが大切です。
以下は、フロントエンド、バックエンド、それぞれが考えるべきセキュリティ対策の一例です。
フロントエンド
フロントエンドでは、不正なコードからの守りや、データの適切な入力テストが重要です。セキュリティを向上させるために、安全な接続（HTTPS）、セッション管理の適切な設定も行いましょう。
クロスサイトスクリプティング (XSS)
XSSは、フロントエンドのセキュリティ脆弱性です。不正なコードがWebページに挿入され、結果としてユーザーに対して害を及ぼす可能性があります。例えばコメント欄に挿入されたコードが、Webサイトやアプリケーションに害を及ぼす可能性が考えられます。ほとんどの場合はHTMLの記述に関しての攻撃のため、強固なセキュリティ対策を考える場合、エスケープの処理が必要です。しかし、全てにエスケープを施すとデバッグが難しくなり、結果としてセキュリティの脆弱性に繋がる場合もあります。どの部分までセキュリティ処理を行うか考慮する点も、フロントエンドの役割と言えるでしょう。
クロスサイトリクエストフォージェリ (CSRF)
CSRF攻撃は、ユーザーが悪者から送られてきた不正な要求を意図せず送信する場合に発生します。悪意のあるサイトからのリンクをクリックした場合、ログイン済みのユーザーの情報を悪用される可能性があります。例として、登録情報が勝手に変更をされる、不正送金、などが挙げられます。入力フォームへCSRFトークンの導入や、SameSite属性を設定することで、対策を講じることが可能です。先述以外にも、セキュリティソフト等を使用した対策は必須と言えるでしょう。
バックエンド
バックエンドでは、不正なデータベースアクセスから保護し、セキュリティが高い認証を実装する必要があります。定期的にログの確認を行い、不正なアクセスがないか監査する必要もあります。
SQLインジェクション
ユーザーがお問い合わせフォームのテキストフィールドに不正なSQLコマンドを入力し、それがデータベースへ送られた結果、不正な実行につながる危険にさらされます。セキュリティ対策を施し、入力データを適切に検証・処理することで、SQLインジェクションのリスクを軽減できます。
データの暗号化
予測不能なキー（秘密のパスワード）の設定を行い、暗号化されたデータは適切に保存します。ユーザーのデータを大切な箱にしまい、その箱を鍵でロックするイメージです。悪い人が箱に触れられても、鍵がなければ中身を見ることができないようにします。多くの場合、HTTPS通信を用いることで漏洩を防げますが、より高いセキュリティ対策を施すのであれば、データベースのシステム自体に暗号化機能の実装を行うのが望ましいです。
パッチ適用
服に穴があいたら、それを縫って修理するのと同じように、アプリケーションやソフトウェアにも定期的な修理が必要です。ライブラリやフレームワークの修理は、新たな脅威から保護するために重要です。
アクセス制御
ユーザーに適切な権限を与え、データへのアクセスを制御する必要があります。特別な場所には特別な鍵が必要です。ユーザーにはそれぞれの鍵があり、与えられた鍵でのみ入れる場所もあれば、入ってはいけない場所もあります。
フロントエンドとバックエンドの連携
フロントエンドとバックエンドは、Webアプリケーションの協力プレイヤーです。一緒に連携することで、素晴らしいWebアプリケーションが誕生します。
フロントエンドはWebページの表面に注力し、外観や使いやすさを考えます。イメージとしては、Webページの見た目を整えるデザイナーに近いです。ボタンや文字の配置を考えたり、ページに統一性を持たせて、見やすくします。
バックエンドはWebページの中や裏側で働き、データやセキュリティの管理が可能です。Webページの外見ではわかりませんが、裏側から情報の整理や、Webページを守る役割を行っています。
データのやりとり（フロントエンドとバックエンド）
フロントエンドとバックエンドの連携の一部として、データのやりとりが重要です。
例として、ユーザーが新しい友人を追加すると仮定しましょう。ユーザーはフロントエンドのフォームを通して友人の情報（名前・写真・住所など）を入力し、入力された情報はバックエンドに送信されます。バックエンドはデータベースに情報を保存し、今後の参照のためにそれを保持します。データはフロントエンドからバックエンドに情報が渡され、処理されます。
Webアプリケーションの動作原理
Webアプリケーションは、ユーザーがWebページで何かをクリック、入力、または要求したとき、フロントエンドとバックエンドが協力して動作します。
例えばユーザーが新しいメッセージを送信すると、フロントエンドはメッセージの内容を取得し、そのデータをバックエンドに送信します。
バックエンドは届いたメッセージをデータベースに保存し、それと同時に受信者に通知を送ります。結果、ユーザーはフロントエンドで新しいメッセージの閲覧が可能です。Webアプリケーションは上のフロントエンドとバックエンドは、ユーザーの要求を処理し、適切な情報を提供する役割を担っています。
1ページでなんでもできるアプリケーション（SPA）
SPA（Single Page Application）は、1つのWebページで全ての情報を表示し、新しい情報を取得する際にページ全体をリロードせずに済むアプリケーションの形態です。
ユーザーがWebメールで「新しいメールを読む」「次のメールに移動する」「メールを書き直す」などを行う際に、全て1つのページ上で行えるようにします。SPAは、フロントエンドが迅速に動作するため、ユーザーがストレスなく使うことが可能でユーザーエクスペリエンス（UX）を向上させます。
SPAにおけるフロントエンドとバックエンドの連携は、Webアプリケーションの使いやすさを高め、ユーザーがスムーズに操作できるようにしています。
まとめ：開発にはフロントエンドとバックエンドのどちらも重要
フロントエンドとバックエンドは、開発において両方とも欠かせない役割を担っています。
フロントエンドは、Webサイトやアプリケーションの外見と使いやすさに焦点を当てています。HTML、CSS、JavaScriptといった言語や技術を使用して、ユーザーが快適に利用するための画面を構築します。
一方、バックエンドは、Webサイトやアプリケーションの裏側で動いているプログラムの開発を担当しています。ユーザーが見えない部分でデータの処理、セキュリティ、データベースの管理などを行います。
役割が異なれば、必要なスキルや使用する言語も違ってきます。フロントエンドとバックエンドは協力し合い、Webサイトやアプリケーションを完成させます。両方が協力することで、使いやすくて安全なコンテンツが提供可能です。もちろん、双方セキュリティの対策を怠ってはいけません。
もしWebサイトやアプリケーションの開発について「セキュリティについて疑問や関心がある」「安全で効率的に構築したい」という方は、ぜひ株式会社Jiteraにお問い合わせください。フロントエンドとバックエンド、どちらも優秀なエンジニアが在籍しており、AIを活用した開発を通して、高速で高品質な開発を提供します。
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