このページでは、WEP・WPA・WPA2・WPA3の違い（TKIP、CCMP、AES）、パーソナルモードとエンタープライズモード、IEEE 802.1Xの3つの構成要素がわかります。
- 一言で言うと：
- 電波で飛ぶ無線LANの通信を、どの規格で暗号化し、どうやって接続相手を認証するかの話
- 規格は WEP → WPA → WPA2 → WPA3 と、弱点を直しながら進化してきた
暗号化の規格（WEP → WPA → WPA2 → WPA3）→ 認証のモード（パーソナルモード・エンタープライズモード）→ 企業向けの認証の仕組み（IEEE 802.1X）
覚え方の軸
- 規格の進化は「暗号化アルゴリズムがRC4か、AESか」で分ける
- WEPとWPA（TKIP）は、RC4
- WPA2（CCMP）は、AES
- WPAは「WEPの機器を、アップデートだけで強くする」ための規格
- だから、WEPと同じRC4を使い、IVを長くしたり、鍵を定期的に変えたりして守りを固めた
- モードは「家庭か、企業か」で分ける
- パーソナルモードは家庭向け。事前に共有したパスフレーズ（PSK）で認証する
- エンタープライズモードは企業向け。IEEE 802.1XとRADIUSサーバで認証する
- IEEE 802.1Xの3要素は「頼む人・受け付ける人・判断する人」
- サプリカント（認証を頼むクライアント）→ オーセンティケータ（受け付けるアクセスポイントやスイッチ）→ 認証サーバ（判断するRADIUSサーバ）
無線LANにおける通信の暗号化：WEPからWPA3へ（★）
| 規格 | 策定 | 暗号化方式 | 暗号化アルゴリズム | ポイント |
|---|---|---|---|---|
| WEP | IEEE 802.11の当初 | WEP | RC4 | IV（24ビット）＋WEPキー（40か104ビット）。脆弱性があり、使用は推奨されない |
| WPA | Wi-Fi Alliance | TKIP | RC4 | WEP機器のアップデートを前提にした規格。IVを48ビットに拡張、動的な鍵の更新 |
| WPA2 | WPAの後続 | CCMP（AES-CCMP、CCMP（AES）） | AES | CCMPが必須。相手がCCMPを使えなければTKIPも使える |
| WPA3 | WPA2の後続 | − | − | WPA2の脆弱性が指摘されたため登場した |
① WEP
- WEP（Wired Equivalent Privacy）：
- IEEE 802.11が規格化された当初に作られた、初期の無線LANセキュリティ規格
- 名前は「有線と同等のプライバシー」という意味
- WEPの暗号化鍵：
- パケットごとに異なるIVに、アクセスポイントごとに設定した40ビットまたは104ビットのWEPキーをつなげたものを使う
- WEPの暗号化アルゴリズム：
- RC4
- IV：
- Initialization Vectorの略で、24ビットの初期化ベクトル
- パケットごとに値を変えて、毎回同じ暗号にならないようにするためのもの
- WEPの脆弱性：
- ユーザごとに暗号化鍵を変えられない
- IVが短い
- 暗号化の実装方法に弱点がある
- そのため、現在WEPの使用は推奨されていない
- WEPの例え：
- アパートの全部屋に同じ合鍵（WEPキー）を配っているようなもの。しかも鍵の形が単純（IVが短い）なので、合鍵を作られやすい
② WPA
- WPA（Wi-Fi Protected Access）：
- WEPの脆弱性を解決するため、Wi-Fi Allianceが作った無線LANのセキュリティ規格
- WEP対応機器のアップデートを念頭に置いた規格
- TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）：
- WPAが採用した暗号化方式
- WEPと同じ暗号化アルゴリズムRC4を使う
- TKIPの工夫：
- IVを48ビットに拡張する
- IVとWEPキーを混ぜる
- 定期的に暗号化鍵を更新する（動的な鍵の更新）
- これらで安全性を高めている
- TKIPとWEP機器：
- TKIPの技術は、基本的にWEPの技術を改善したもの
- だから、WEP対応機器は、ファームウェアのアップデートでTKIPに対応できる
- WPAの例え：
- 古い錠前（RC4）はそのままに、鍵の形を複雑にし（IVを48ビットに）、鍵を定期的に作り直す（動的な鍵の更新）ことで、守りを固めた
③ WPA2
- WPA2：
- WPAの後続として規格化された
- CCMP（Counter-mode with CBC-MAC Protocol）：
- WPA2が採用した暗号化方式
- AES-CCMP、あるいはCCMP（AES）とも呼ばれる
- 暗号化アルゴリズムに、強固なAESを使っているのが大きな特徴
- WPA2とWPAの関係：
- WPA2では、CCMPが必須
- ただし、通信相手がCCMPを使えない場合は、TKIPを使える
- また、WPAはオプションとして、CCMPを使うこともできる
④ WPA3
- WPA3：
- WPA2の脆弱性が指摘されたため、リリースされた暗号化方式
- 基本的には、WPA → WPA2 → WPA3と順当に進化してきていて、同じ構造をもつ発展版になっている
- 注意（新しい情報）：
- WPA3は2018年に登場した。パーソナルモードでは、WPA2のPSKに代えて「SAE（Simultaneous Authentication of Equals）」という、パスフレーズを総当たりで割り出されにくい認証方式を使う
- 試験では、「WPA3はWPA2の発展版」と覚えておけばよい
⑤ パーソナルモードとエンタープライズモード
- 2つのモード：
- WPAとWPA2では、パーソナルモードとエンタープライズモードを使い分けられる
| パーソナルモード | エンタープライズモード | |
|---|---|---|
| 想定 | 主に家庭 | 主に企業のような大規模環境 |
| 認証方式 | PSK認証（事前鍵共有方式） | IEEE 802.1X |
| 何で認証するか | アクセスポイントとクライアントに設定した8〜63文字のパスフレーズ（PSK）とSSID | RADIUSサーバが認証する |
| 呼び名 | WPA-PSK、WPA2-PSK | − |
- パーソナルモード：
- PSK認証という認証方式を使う
- PSK認証は事前鍵共有方式で、アクセスポイントとクライアントに設定した8〜63文字のパスフレーズ（PSK：Pre-Shared Key）とSSIDで認証する
- 例えば、家のWi-Fiルータの裏に書いてある「パスワード」を、スマホに入力する方式
- WPA-PSK、WPA2-PSK：
- WPAのパーソナルモードをWPA-PSK、WPA2の場合はWPA2-PSKという
- エンタープライズモード：
- 認証にIEEE 802.1X規格を使う
- 例えば、社員一人ひとりが自分のIDとパスワード（または証明書）でWi-Fiにつなぐ方式。退職者のIDだけを止められる
- IEEE 802.1X：
- LANに接続するノードを認証するための規格
- 有線でも無線でも使える
- 未認証のノードに接続される可能性が高い無線LANで、よく普及している
- IEEE 802.1Xを使う場合は、ネットワーク内にRADIUSサーバを立てる必要がある
IEEE 802.1Xの構成3要素（★試験で問われる）
| 要素 | 役割 | 具体例 |
|---|---|---|
| サプリカント | 認証を要求するクライアント | 無線LANノード（PCやスマホ） |
| オーセンティケータ | 認証要求を受け付ける機器 | IEEE 802.1X対応のスイッチやアクセスポイント |
| 認証サーバ | 実際に認証する | RADIUSサーバ |
- オーセンティケータの働き：
- RADIUSクライアントの機能を持つ
- サプリカントと認証サーバの間の、認証プロセスを中継する
- 3要素の例え：
- 会社の受付。来客（サプリカント）が受付係（オーセンティケータ）に名前を言うと、受付係が社内の名簿係（認証サーバ）に問い合わせ、OKなら通す
- 試験での出方（試験）：
- IEEE 802.1Xを構成する3つの要素が問われる
混同しやすいペア
- WEP ／ WPA
- WEPは、IEEE 802.11の当初の規格。IVが24ビットと短く、脆弱性があり推奨されない
- WPAは、Wi-Fi Allianceが作った。TKIPでIVを48ビットに拡張し、鍵を動的に更新する
- TKIP ／ CCMP
- TKIPは、WPAの暗号化方式。アルゴリズムはRC4
- CCMPは、WPA2の暗号化方式。アルゴリズムはAES
- RC4 ／ AES
- RC4は、WEPとWPA（TKIP）が使うストリーム暗号
- AESは、WPA2（CCMP）が使うブロック暗号
- IV ／ WEPキー
- IVは、パケットごとに変わる初期化ベクトル（WEPでは24ビット）
- WEPキーは、アクセスポイントごとに設定する鍵（40ビットか104ビット）
- WPA2 ／ WPA3
- WPA2は、CCMP（AES）が必須
- WPA3は、WPA2の脆弱性を受けて登場した発展版
- パーソナルモード ／ エンタープライズモード
- パーソナルモードは、家庭向け。PSK（8〜63文字のパスフレーズ）とSSIDで認証する
- エンタープライズモードは、企業向け。IEEE 802.1XとRADIUSサーバで認証する
- サプリカント ／ オーセンティケータ
- サプリカントは、認証を要求するクライアント
- オーセンティケータは、認証要求を受け付け、認証サーバに中継する機器（スイッチやアクセスポイント）
- オーセンティケータ ／ 認証サーバ
- オーセンティケータは、RADIUSクライアントとして中継する
- 認証サーバは、RADIUSサーバとして実際に認証する