情報処理安全確保支援士 2016年 秋期 午前2 問15

IPsecのトンネルモード【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 各選択肢が述べる技術要素（IKE、HMAC-SHA1、トンネルモード、AH/ESPの役割）を分解する。
2. IKEの基本役割と使用ポート、ESPとAHの機能差、HMACの分類（暗号化か認証か）を確認する。
3. トンネルモードとトランスポートモードの違いを確認し、どちらが元のIPヘッダを暗号化するかを判定する。
4. 各選択肢を照合して、技術的に正しい記述を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「IKEはIPsec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。」
  IKEは鍵交換とSAの交渉を行うが、ポート番号80（HTTP）は誤り。通常はUDP/500、NAT越えではUDP/4500を使用する。
• イ: 「暗号化アルゴリズムとしてHMAC-SHA1が使用される。」
  HMAC-SHA1は暗号化（機密性）アルゴリズムではなく、メッセージ認証コード（MAC）であり整合性や認証に使われる。暗号化にはAESや3DESなどが使われる。ESP内部で認証にHMACが使われることはあるが、記述は「暗号化アルゴリズム」としては誤り。
• ウ: 「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。」
  正しい。トンネルモードでは元のIPパケット全体がカプセル化され暗号化されるため、元のIPヘッダも暗号化される（その上に新しいIPヘッダが付加される）。
• エ: 「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ヘッダではなくAHヘッダを使用する。」
  誤り。アルゴリズムやSAの交渉はAHでもESPでもなくIKEが行う。AHは認証（整合性・送信元認証）を提供するヘッダであり、ESPは暗号化（とオプションの認証）を提供するヘッダである。用途が異なるため比較記述も誤り。

よくある誤解

• IKEとESP/AHを混同する：IKEはネゴシエーション（鍵交換・SA確立）用のプロトコルであり、ESP/AHはデータの保護（暗号化・認証）を行うヘッダ／プロトコルである。
• HMACは暗号化に使われると誤認する：HMACは整合性（検査）や認証のためのMACであり、機密性（暗号化）は別のアルゴリズムが担当する。
• AHはIPヘッダまで暗号化すると思い込む：AHはIPヘッダの一部を認証（署名）するが、暗号化は行わない。さらにNATが介在するとAHは使えないことが多い。

補足コラム

• モード比較：
  • トンネルモード：元のIPパケット全体をカプセル化して暗号化。VPNゲートウェイ間やネットワーク間接続で多用。
  • トランスポートモード：元のIPヘッダはそのままで、ペイロード部分のみを保護。ホスト間のエンドツーエンド通信で使われることが多い。
• IKEのポート：IKEv1はUDP/500。NAT越え（NAT-T）でUDP/4500を使用。IKEv2では改善されており、再接続や認証方式も向上している。
• ESPは暗号化と（オプションの）認証を単独で提供できるため、通常はESPのみで機密性と整合性を両立できるケースが多い。AHはESPで賄える機能が増えたため、現場ではAHの使用は限定的。

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