TLSとHTTPSとは？

TLSとHTTPSの意味

トランスポート層の上で暗号化・完全性保護・サーバ認証を提供するプロトコルと、それをHTTPに適用した通信方式。ハンドシェイクで鍵交換とサーバ認証を行い、以降は共通鍵で本文を暗号化する。応用情報では利用する暗号方式の使い分けと、保護される範囲が問われる。

TLSとHTTPSの具体例

TLS 1.3では往復回数が1RTTに削減され、危殆化したRC4やCBCモードの旧方式が排除された。証明書の検証、鍵交換（ECDHE）、共通鍵による本文暗号化、MACによる完全性保護がハンドシェイク後に一続きで機能する。

TLSとHTTPSは試験でどう引っ掛けられる？

TLSが守るのは通信経路だけで、サーバに保存された後のデータやアプリケーションの脆弱性は守らない。HTTPS化してもSQLインジェクションやXSSは防げない。また通信先ホスト名は暗号化されず、経路上から見える。

TLSとHTTPSと関連する用語

• ハイブリッド暗号方式
• ディジタル証明書と認証局（CA）
• 鍵交換とディフィー・ヘルマン法

TLSとHTTPSが出た過去問

• A社のWebサーバは，サーバ証明書を使ってTLS通信を行っている。PCからA社のWebサーバへのTLSを用いたアクセスにおいて，当該PCがサーバ証明書を入手した…

  正解：サーバ証明書の正当性を，認証局の公開鍵を使って検証する。

  要点：認証局の公開鍵はサーバ証明書の署名検証に使う

  サーバ証明書には認証局が自身の秘密鍵で付けた署名が含まれている。PCは、あらかじめ持っている認証局の公開鍵でこの署名を検証し、証明書が改ざんされておらず正当な認証局が発行したものであることを確かめる。共通鍵のやり取りには証明書に入っているサーバの公開鍵を使う。

  出典：平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問37（IPA）

• 攻撃にHTTP over TLS（HTTPS）が使われた場合に起こり得ることはどれか。

  正解：攻撃者が社内ネットワークに仕掛けたマルウェアによってHTTPSが使われると，通信内容がチェックできないので，秘密情報が社外に送信されてしまう。

  要点：HTTPSは経路上での内容検査を妨げ情報持出しの発見を難しくする

  通信がTLSで暗号化されると、途中のファイアウォールやIDSなどでは中身を検査できない。攻撃者が仕込んだマルウェアがHTTPSで外部と通信すると、機密情報が送信されていても内容を確認できず、持ち出しを見逃してしまう。

  出典：平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問44（IPA）

• VPNで使用されるセキュアなプロトコルであるIPsec，L2TP，TLSの，OSI基本参照モデルにおける相対的な位置関係はどれか。

  正解：C：上位から下位へ TLS, IPsec, L2TP の順に層を積む構成

  要点：層の順はTLSが上、IPsecが中、L2TPが下

  L2TPはデータリンク層のトンネリングプロトコル、IPsecはネットワーク層でIPパケットを保護するプロトコル、TLSはトランスポート層より上でアプリケーションのデータを保護するプロトコルである。したがって上位から下位へ並べるとTLS、IPsec、L2TPの順になる。

  出典：平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問45（IPA）

• 楕円曲線暗号に関する記述のうち，適切なものはどれか。

  正解：公開鍵暗号方式であり，TLSにも利用されている。

  要点：楕円曲線暗号は離散対数問題に基づく公開鍵暗号でTLSでも利用。

  楕円曲線暗号は、楕円曲線上の離散対数問題の困難性を安全性の根拠とする公開鍵暗号方式である。RSAより短い鍵長で同等の強度が得られるため、鍵交換や署名の用途でTLSにも広く利用されている。共通鍵暗号ではなく、素因数分解に依拠するものでもない点が要点である。

  出典：平成30年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問37（IPA）

• インターネットに接続された利用者のPCから，DMZ上の公開Webサイトにアクセスし，利用者の個人情報を入力すると，その個人情報が内部ネットワークのデータベース（…

  正解：PCとWebサーバ間の通信データを暗号化するとともに，利用者を認証することができるようになる。

  要点：クライアント証明書付きTLSは通信路の暗号化と利用者認証を担う。

  TLSはPCと通信相手であるWebサーバとの間の通信を暗号化するもので、その先のDBサーバとの区間までは保護されない。ここで利用者個人のディジタル証明書（クライアント証明書）を使うと、サーバ側が証明書によって接続してきた利用者本人を確認できる。したがってPC−Webサーバ間の暗号化と、利用者の認証が同時に得られる。

  出典：平成30年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問40（IPA）