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WPA2

読み：だぶりゅーぴーえーつー　／　英語表記：Wi-Fi Protected Access 2

IEEE 802.11iに基づく無線LANのセキュリティ方式である。AESを利用するCCMPを標準的な保護方式とし、事前共有鍵を使うPersonal方式とIEEE 802.1Xを使うEnterprise方式がある。

イマシルちゃんの解説

WPA2は、無線LANへの接続を確かめ、電波で送る通信を守るセキュリティ方式だよ。
以前のWPAから暗号化の仕組みを強化し、内容の盗み見や不正な書換えへの対策を改善したんだ。

接続時には、端末とアクセスポイントが通信を保護するための鍵を用意するよ。
送る側がその鍵でデータを暗号化し、受け取る側が元に戻すとともに不正な変更がないか確かめるの。
接続者の確認には、共通のパスワードを使う方法や、利用者・端末ごとに認証する方法があるんだ。

ただし、保護するのは無線LANの区間だよ。
その先のインターネットでの通信まで、WPA2だけで守られるわけではないんだ。

より深い解説

WPA2とは

WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）は、2004年にWi-Fi Allianceが導入した無線LAN向けのセキュリティ方式である。IEEE 802.11iで定められた堅牢なセキュリティの仕組みを取り入れ、WPAよりも通信の暗号化を強化した。

WPAは、WEPの問題への暫定的な対応としてTKIPを中心に利用していた。一方、WPA2では暗号化と改ざん検出の仕組みが強化された。

暗号化と改ざん検出の仕組み

AESはデータを暗号化するための共通鍵暗号アルゴリズムである。一方、CCMP（Counter Mode with CBC-MAC Protocol）は、そのAESを利用して無線LANのフレームを保護する方式である。

機能役割
CTRモードデータの内容を暗号化し、第三者に読み取られにくくする
CBC-MAC内容が不正に変更されていないかを検証する
パケット番号古いフレームを再送して悪用するリプレイ攻撃を防ぐために使う

つまり、AESとCCMPは同じ意味の言葉ではない。AESは暗号アルゴリズム、CCMPはそれを使って無線のフレームを保護する仕組みである。

古い機器との互換性のためTKIPに対応した実装も存在するが、TKIPを使う設定をWPA2の推奨構成と考えてはいけない。通常はAES-CCMPを選ぶ。

PersonalとEnterpriseの違い

方式接続の認証主に使われる場所
WPA2-Personal（WPA2-PSK）ネットワークで共有するパスフレーズを用いる家庭、小規模なオフィス
WPA2-EnterpriseIEEE 802.1XとEAPを使い、利用者・端末ごとに認証する企業、学校

Enterprise方式では、アクセスポイントがRADIUSサーバへ認証のやり取りを中継することが多い。EAP-TLSなどの認証方式では証明書を使うこともある。

PersonalでAPと端末があらかじめ共有する秘密が事前共有鍵（PSK）である。一般的な設定では、同じパスフレーズとSSIDなどから共通のPSKを得る。パスフレーズが一致しなければ、同じ鍵を持つことを確認できず接続に失敗する。

なお、Personal方式で同じパスフレーズを設定しても、すべての端末が同じ通信暗号鍵をそのまま使うわけではない。接続時の4ウェイハンドシェイクで得られた情報をもとに、端末との通信に使う個別の鍵が導出される。一方、同報・マルチキャストの通信では共通のグループ鍵を使う。

WPA2-Personalの注意点

WPA2-Personalでは、攻撃者が接続時の認証に関する通信を入手すると、パスフレーズの候補を手元で何度も試すオフライン辞書攻撃につながる場合がある。

これはAESそのものが簡単に解読されたという意味ではなく、推測されやすいパスフレーズを利用することが弱点になる。十分に長く、他と使い回していないパスフレーズを使うことが重要である。

Enterprise方式では、利用者認証に証明書を用いる場合でも、端末側が接続先のサーバ証明書を正しく検証する必要がある。検証しなければ偽の認証サーバに接続してしまう危険がある。

WPAやWPA3との違い

世代主な保護方式・認証の特徴位置付け
WPATKIPが中心WEPを改良した古い世代
WPA2AESを利用するCCMPが中心広く普及した世代
WPA3PersonalでSAEを用い、管理フレーム保護を強化認証や保護をさらに改良した世代

WPA3のSAEは、WPA2-Personalで問題になる盗聴したやり取りからのパスフレーズ推測に対して、より強い保護を提供する。また、WPA3ではPMF（管理フレーム保護）が必須となる。WPA2ではPMFが必須とは限らない。

WPA2とWPA3の両方を許可する移行モードもあるが、WPA2で接続する端末が残るため、ネットワーク全体がWPA3専用と同じ強さになるわけではない。

APを移動するときの認証を短くする

端末が別のAPへ移るたびに完全な802.1X/EAP認証をやり直すと、音声などの通信が途切れる時間が長くなる。その負担を減らす仕組みの一つがPMKキャッシュである。以前に確立したPMKなどの関連情報が有効なら再利用し、完全なEAP認証を省略できる。

もう一つの事前認証では、端末が現在のAPへ接続している間に、移動先候補のAPとの認証を済ませる。現在のAPと有線側のネットワークを通して認証メッセージを届け、移動先で使うPMKを準備する。

方式準備するタイミング
PMKキャッシュ過去の認証で得た有効な情報を保持する
事前認証実際にAPを移る前に、移動先と認証する

これらはIEEE 802.11iで扱う仕組みだが、端末とAPの対応が必要である。通常は移動後にも4ウェイハンドシェイクで接続用の鍵をそろえるため、「再認証に関する通信がすべてなくなる」とは限らない。802.11rによる高速遷移などは別の仕組みである。

保護する対象と段階を区別する

IPsecのAH・ESPはIPパケット、CCMPは無線フレームを保護する。EAP-TLSで使うTLSは接続前の認証に関わる。認証する処理、鍵材料を作る処理、その鍵でフレームを暗号化する処理を分けて理解する。

参考資料

実際の試験ではここに出る！全5問

ネットワークスペシャリスト

午後Ⅱ
午後Ⅰ
午前Ⅱ

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