インターネットの通信を安全にするIPsec

前回の勉強内容

ponsuke-tarou.hatenablog.com

勉強のきっかけになった問題

IPsecに関する記述のうち,適切なものはどれか。

  1. IKEIPsecの鍵交換のためのプロトコルであり,ポート番号80が使用される。
  2. 鍵交換プロトコルとして,HMAC-SHA1が使用される。
  3. トンネルモードを使用すると,暗号化通信の区間において,エンドツーエンドの通信で用いる元のIPのヘッダを含めて暗号化できる。
  4. ホストAとホストBとの間でIPsecによる通信を行う場合,認証や暗号化アルゴリズムを両者で決めるためにESPヘッダでなくAHヘッダを使用する。

平成28年秋期問15 IPsecに関する記述|情報処理安全確保支援士.com

インターネットの通信で使われるプロトコルをIPといいます。

  • 正式:Internet Protocol = Internet(インターネット) + Protocol(手順)

https://www.infraexpert.com/studygif/ipsecz13.gif
IPsec - AH・ESP・IKE

プロトコルとは、パソコンなどの機械同士が通信するときのお約束ごとのことです。

https://www.infraexpert.com/studygif/networking12.gif
ネットワーク - プロトコルとは

インターネットの世界には危険がいっぱいです。

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IPsecは、IPでの暗号化技術を使って安全にインターネットを使うための通信プロトコルです。

  • 正式:Security Architecture for IP または IP Security Architecture = Security(安全) + Architecture(構造) + for IP(IPのための)

IPsecは、認証とカプセル化と鍵交換のプロトコルを組み合わせています。

それぞれのプロトコルで種類はいろいろ選べます。

https://networklessons.com/wp-content/uploads/2015/08/ipsec-framework-protocols.png
IPsec (Internet Protocol Security)

https://i2.wp.com/www.bilisimonline.net/wp-content/uploads/2016/06/IPsec-framework.png?resize=620%2C330
IPSec (Internet Protocol Security) |

IPsecで「どんなプロトコルアルゴリズムを使うよ」という合意をSAといいます。

  • 正式 : Security Association = Security(安全) + Association(つながり)

共有鍵暗号方式をIPsecでは使っていて、そのアルゴリズムはいろいろ選べます。だから、SAでどんな物を使うかきっちり定義しておきます。

SAが確定するとSPIという32bitの整数が割り当てられ、IPsecで通信する時はこのSPIをいつもくっつけて暗号化のアルゴリズムやどんな鍵かの情報などがわかるようにします。
  • 正式 : Security Pointer Index = Security(安全) + Pointer(指針) + Index(索引)

http://image.itmedia.co.jp/ait/articles/0011/27/pc-phase.gif
http://image.itmedia.co.jp/ait/articles/0011/27/pc-key.gif
IT管理者のためのIPSec講座 (2/3):技術解説 - @IT

使う共通鍵を交換してSAの合意を取る鍵交換プロトコルが、IKEです。

  • 正式 : Internet Key Exchange = Internet(インターネット) + Key(鍵) + Exchange(交換する)

https://www.ipa.go.jp/security/pki/images/image081.png
PKI関連技術に関するコンテンツ

https://tech.nikkeibp.co.jp/it/article/COLUMN/20071012/284162/zu11s.jpg
https://tech.nikkeibp.co.jp/it/article/COLUMN/20071012/284162/zu12s.jpg
攻略編:全体をつかんで逆から見る,日経NETWORK流で理解しよう | 日経クロステック(xTECH)

IKEは、SAを合意するときも鍵を交換するときもISAKMP(Internet Security Association and Key Management Protocol / Internet SA と 鍵管理プロトコル)というプロトコルを使い、ISAKMPメッセージ専用のUDPの500番のポートを使います。

データはESPという入れ物に入れて暗号化して送ります。

  • 正式 : Encapsulating Security Payload = Encapsulating(カプセル化している) Security(安全な) + Payload(データ伝送されるパケットのヘッダー部を除いたデータの本体)

データが改ざんされていないことを確認できるようにMACというデータを付加します。

  • 正式 : Message Authentication Code = Message(メッセージ) + Authentication(認証) + Code(コード)
  • 日本語 : メッセージ認証コード

http://image.itmedia.co.jp/ait/articles/0011/27/pc-mac.gif
IT管理者のためのIPSec講座 (3/3):技術解説 - @IT

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/MAC.svg/512px-MAC.svg.png
MAC(メッセージ認証コード)とは - CubicLouve

MACは送信元で鍵と任意のデータで作られたハッシュ値です。送信先で同じ鍵と任意のデータでハッシュ値を作って受信したものと比較して認証を行います。
このやり方をメッセージダイジェストといいます。

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SPIMAC・通信のシーケンス番号をAHというパックにして通信する時パケットにくっつけます。

  • 正式 : Authentication Header = Authentication(認証) + Header(先頭部)
HA自体には暗号化機能はなく、入れ物です。

https://www.cs.odu.edu/~cs779/IPv6/security/img004.GIF
Authentication Header (AH)

http://www.cs.ru.nl/~ths/a3/html/h8/8-27s.jpg
A3 H8 Network Security

https://image.slidesharecdn.com/ipsecandvpn-160313101807/95/ipsec-and-vpn-40-638.jpg?cb=1457865892
IPSec and VPN

f:id:ponsuke_tarou:20181020222446j:plain

次回の勉強内容

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