メッセージ認証符号（MAC）とは？

メッセージ認証符号（MAC）の意味

送信者と受信者が共有する秘密鍵とメッセージから生成する短い検証値。受信側が同じ鍵で再計算して一致を確かめることで、通信路上での改ざん検知と送信元の認証を同時に行える。ハッシュ関数を用いるHMACが代表的な方式である。

メッセージ認証符号（MAC）の具体例

WebAPIの呼出しで、本文とタイムスタンプをHMAC-SHA256でMAC化してヘッダに付ける方式が広く使われる。TLSでも各レコードにMACまたはGCMの認証タグを付けており、経路上でビットが改変されれば復号側が破棄する。

メッセージ認証符号（MAC）は試験でどう引っ掛けられる？

MACは共有鍵方式なので否認防止には使えない。受信者も同じMACを作れるため「本人が送った」ことを第三者へ証明できず、この点が公開鍵を使うディジタル署名との決定的な違いになる。

メッセージ認証符号（MAC）と関連する用語

• ハッシュ関数
• ディジタル署名
• 共通鍵暗号方式

メッセージ認証符号（MAC）が出た過去問

• TCP/IPネットワークにおけるARPの説明として、適切なものはどれか。

  正解：IPアドレスからMACアドレスを得るプロトコルである。

  要点：ARPはIPアドレスからMACアドレスを解決する

  ARP（Address Resolution Protocol）は、通信相手のIPアドレスから同一データリンク上のMACアドレスを求めるプロトコルである。ブロードキャストで問い合わせを送り、該当ホストがユニキャストで自分のMACアドレスを返す。結果は一定時間ARPキャッシュに保持される。

  出典：平成28年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）は，フレームの蓄積機能，速度変換機能や交換機能をもっている。このようなスイッチングハブ…

  正解：ブリッジ

  要点：L2スイッチ＝多ポートのブリッジ、データリンク層で動作

  レイヤ2スイッチはMACアドレスを見てフレームを転送するデータリンク層の装置である。同じデータリンク層で動作し、フレームを蓄積してから転送する装置がブリッジで、スイッチングハブは多ポート化したブリッジといえる。動作階層が一致するのはブリッジである。

  出典：平成28年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）は、フレームの蓄積機能、速度変換機能や交換機能をもっている。このようなスイッチングハブ…

  正解：ブリッジ

  要点：レイヤ2スイッチはデータリンク層の装置で、ブリッジと同階層

  スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）はMACアドレスを見てフレームを転送する装置で、OSI基本参照モデルのデータリンク層（第2層）で動作する。同じ第2層でフレームを蓄積・転送し、ネットワークを分割する装置がブリッジであり、スイッチングハブは多ポート化されたブリッジと言える。

  出典：平成30年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• 図のようなIPネットワークのLAN環境で、ホストAからホストBにパケットを送信する。LAN1において、パケット内のイーサネットフレームの宛先とIPデータグラムの…

  正解：イーサネットフレームの宛先=MAC3、IPデータグラムの宛先=IP2

  要点：宛先IPは最終終点、宛先MACは同一LAN上の次ホップを指す

  IPデータグラムの宛先アドレスは、経路の途中で変わらず最終的な相手であるホストBのIP2のままである。一方、イーサネットフレームの宛先MACアドレスは同一LAN内の次の転送先を指すので、LAN1ではルータのLAN1側インタフェースであるMAC3になる。この「IPは終点、MACは次ホップ」という使い分けが要点である。

  出典：令和1年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• TCP/IPネットワークにおけるARPの説明として、適切なものはどれか。

  正解：IPアドレスからMACアドレスを得るプロトコルである。

  要点：ARPはIPアドレスからMACアドレスを解決する

  ARP（Address Resolution Protocol）は、通信相手のIPアドレスから対応するMACアドレスを求めるプロトコルである。同一リンク内にブロードキャストで問い合わせ、該当ホストがユニキャストで自分のMACアドレスを返す。結果はARPキャッシュに一定時間保持される。

  出典：令和3年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）