【ネットワーク】セキュリティのプロトコル

概要
ＩＰｓｅｃとＶＰＮ
ＴＬＳ／ＳＳＬとＨＴＴＰＳ
ＩＥＥＥ８０２．１Ｘ

概要

ここではセキュリティを実現するために使用されているプロトコルについて紹介します。

ＩＰｓｅｃとＶＰＮ

セキュリティの確保に欠かせない技術として、VPN（Virtual Private Network）があります。VPNを利用することで、リモートワーカーが会社の内部ネットワークに安全に接続したり、異なる地域に分散したオフィス間で安全な通信を確保することができます。VPNを構築する際に一般的に使用されているプロトコルがIPsecです。

IPsecでは、IPヘッダの後ろにESP（Encapsulating Security Payload）と呼ばれる暗号ヘッダやAH（Authentication Header）と呼ばれる認証ヘッダを付加して、データとヘッダーの暗号化や認証を行います。受信側では、まず受け取ったIPsecパケットのESPヘッダやAHヘッダを解釈し、その後で暗号化されたデータを復号処理します。これにより、VPNを通じて送信されるデータが第三者による盗み見から守られ、データが改ざんされた場合でも検知することができます。ユーザーはこれらのセキュリティ対策を意識することなく安全に通信を行うことができます。

IPsecはネットワーク層のプロトコルであり、IPパケット単位での暗号化や認証を提供します。IPsecは以下のセキュリティアーキテクチャで構成されています。

ESP	プロトコル番号	50	パケットの暗号化に関するヘッダ拡張を行う。
AH	プロトコル番号	51	認証に関するヘッダ拡張を行う。
IKE	UDPポート番号	500	ESPとAHに必要な公開鍵の交換方法を規定する。

IPsecは通信する機器間で同等な関係を確立し、SA（Security Association）と呼ばれる単方向のセキュリティコネクションを形成します。SAにはプロトコルや通信モードなどの暗号化に必要なパラメーターが含まれます。IPsecによる暗号化通信の手順は以下の通りです。

IKEとISAKMPを使用してSAを確立する。
ISAKMPはIKEが使用するフレームワークを提供し、セキュリティパラメータの交換や鍵管理を補助します。
IPsecを使用してデータを暗号化し、実際にデータの転送を行う。

ＴＬＳ／ＳＳＬとＨＴＴＰＳ

ネットショッピングなどでクレジットカード番号や口座番号などを入力して通信する際には、他人に読み取られることがないように情報を暗号化する必要があります。Web上では、TLS/SSL（Transport Layer Security / Secure Socket Layer）という仕組みを使用してHTTP通信を行います。この暗号化された通信のことをHTTPSと呼びます。HTTPSでは、共通鍵暗号方式でデータが暗号化され、公開鍵暗号方式が使われて共通鍵の安全な送信が行われます。公開鍵の正当性は、Webブラウザに組み込まれた認証局（Certificate Authority, CA）が発行した証明書で確認されます。Webブラウザに組み込まれていない認証の場合は、警告が表示され、利用者がその証明書の信頼性を判断する必要があります。

さらに、リモートアクセスVPNでは、TLS/SSLを利用したSSL-VPNとIPsecを利用したVPNがあります。SSL-VPNはセッション層で暗号化を行い、IPsecはネットワーク層での暗号化を提供します。どちらを選ぶかは使用目的によって選択する必要があります。