基礎知識

IPsecはIPレベルで暗号化を扱うためのプロトコル(の総体)である。 IPsecのセキュリティプロトコルとして、ペイロードの暗号化・認証のためのESPと、ヘッダも含めた認証のためのAHがある。これらの他に鍵交換のためのIKEがあるがこれは後述する。詳細はマスタリングTCP/IP IPsec編 第1章を参照。

ペイロード

積み荷。IPヘッダなどを除いた通信の中身のこと。ただしIP層の話をしているのでTCPヘッダなどはペイロードに含まれる。

暗号化

狭義には第三者が盗聴しても通信内容を分からないようにすること。

認証

以下では特に明示しない限りメッセージ認証の略として用いる。メッセージ認証とは偽造や改竄がなされていないことを確認することである。

ESP

Encapsulating Security Payload. ペイロードを暗号化・認証するプロトコル。

AH

Authentication Header. ヘッダを含めて認証するプロトコル

• ポイント
  • ESPだけではヘッダの改竄が可能
  • AHだけでは盗聴が可能
  • ESPとAHは同時に使用することが出来る。

モード

パケットの処理方法として二つのモードがある。挙動をESPの場合で例示すると次のようになる。 一つは、ペイロードだけを暗号化する転送モードである。転送モードはエンドポイント同士での暗号化に用いる。 もう一方は、IPパケット自体を暗号化して、新しいIPヘッダを取り付けるトンネルモードである。トンネルモードはルータ間の暗号化などで用いる。

AHの場合はというと、転送モードでは元のパケット全体が認証の範囲となり、トンネルモードでは元のパケットの外側に新しいIPヘッダを取り付けた上で新しいヘッダを含めた全てが認証の範囲となる。

• ポイント
  • トンネルモードはIPヘッダが二重になる。
  • ESP
    • 転送モード(トランスポートモード)はペイロードが暗号化される。
    • トンネルモードは元のIPヘッダ丸ごと暗号化される。
  • AH
    • どちらのモードもパケット全体が認証される。
    • つまりトンネルモードは新しいIPヘッダさえも認証の範囲内になる。

SAとSP

IPsecにおける通信はSA(Security Association)という論理的な接続として扱われる。SAには制御用のISAKMP SAと実際の通信内容を送るためのIPsec SAがあるが、IPsec SAはプロトコル別かつ一方通行であり、双方向の通信には少なくとも上りと下り計二つのSAが必要になる。 暗号化や認証に必要な鍵はSAと紐付けられることになる。

SAには識別のためSPIという値が割り振られている。これはセキュリティプロトコル別である。よって、通信の一端から見るとプロトコルとSPIの組によってSAが区別できる(送信元IPアドレスが必要、あるいは逆に宛先IPアドレスが必要、という情報もあるが)。

また、あるパケットをIPsecで暗号化して通信するかどうか、暗号化する場合はどのプロトコルやモードを使うかという設定をSP(Security Policy)とよぶ。

SA

Security Association. IPsecにおける論理的な接続

SAD

Security Association Database

SPI

Security Parameter Index. SAを区別する値

SP

Security Policy. パケットをIPsecで暗号化するかなどの設定

SPD

Security Policy Database

References

• "IPsec/IKEとKAME" BSD magazine No.6

• ipsec(4)