IPv4とIPv6とは？

IPv4とIPv6の意味

IPアドレスの規格の世代。IPv4は約43億個で足りなくなったため、桁数を大幅に増やしたIPv6への移行が進んでいる。両者は直接やり取りできず併用の期間が長いため、機器や対策製品の対応可否が問われる。

IPv4とIPv6の具体例

社内のフィルタリング装置がIPv6に対応していないまま、新しい回線でIPv6の通信が有効になっていた。IPv4の通信だけが検査され、IPv6の通信は検査されずに素通りしていたことが、社内監査で判明した。

IPv4とIPv6は試験でどう引っ掛けられる？

「IPv6にすればセキュリティが上がる」という理解は誤り。使えるアドレスが増えるだけで、通信の絞り込みや記録の取得は改めてIPv6に対応させないと、守りに穴が空いたままになる。

IPv4とIPv6と関連する用語

• NAT／NAPT
• ファイアウォール

IPv4とIPv6が出た過去問

• IPv6において、拡張ヘッダを利用することによって実現できるセキュリティ機能はどれか。

  正解：暗号化機能

  要点：IPv6の拡張ヘッダはIPsecの暗号化機能を提供する

  IPv6では基本ヘッダの後ろに拡張ヘッダを連ねる構造を採り、認証ヘッダ（AH）と暗号ペイロード（ESP）が定義されている。ESPの拡張ヘッダを用いることでペイロードの暗号化が実現でき、IPsecの機能が仕様として組み込まれている点が特徴である。

  出典：平成28年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問12（IPA）

• PCからサーバに対し、IPv6を利用した通信を行う場合、ネットワーク層で暗号化を行うときに利用するものはどれか。

  正解：IPsec

  要点：ネットワーク層で暗号化・認証を行うのはIPsec

  IPsecは、IP層（ネットワーク層）で認証と暗号化を行うプロトコル群で、AHが完全性・認証、ESPが暗号化を担う。IPv6では当初から実装が前提とされており、上位のアプリケーションを変更せずに通信全体を保護できる。他の選択肢はいずれも別の層で動作する。

  出典：令和2年度 10月 高度共通_午前I試験 am1 問12（IPA）

• IPv4ネットワークにおいて、あるホストが属するサブネットのブロードキャストアドレスを、そのホストのIPアドレスとサブネットマスクから計算する方法として、適切な…

  正解：サブネットマスクの各ビットを反転したものとIPアドレスとの論理和を取る。

  要点：ブロードキャストはマスク反転とIPの論理和で求める

  ブロードキャストアドレスは、ネットワーク部はそのままでホスト部のビットをすべて1にしたアドレスである。サブネットマスクを反転するとホスト部だけが1のビット列になるので、これとIPアドレスの論理和を取ればホスト部が全て1、ネットワーク部は元のままとなり、目的のアドレスが得られる。

  出典：令和3年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• IPv4ネットワークで使用されるIPアドレスaとサブネットマスクmからホストアドレスを求める式はどれか。ここで、“～”はビット反転の演算子、“｜”はビットごとの…

  正解：a ＆ ～m

  要点：ホストアドレスは a ＆ ～m、ネットワークアドレスは a ＆ m

  サブネットマスクmは、ネットワーク部のビットが1、ホスト部のビットが0になっている。したがってホスト部だけを取り出すには、マスクを反転してホスト部だけが1のパターン(～m)を作り、アドレスaとビットごとの論理積をとればよい。すなわちa ＆ ～mでホストアドレスが得られる（a ＆ mならネットワークアドレスになる）。

  出典：令和3年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）

• IPv4ネットワークにおけるマルチキャストの使用例に関する記述として、適切なものはどれか。

  正解：ルータがRIP-2プロトコルを使用して、隣接するルータのグループに、経路の更新情報を送信する際に使用する。

  要点：RIP-2は経路更新をマルチキャストで隣接ルータへ送る

  マルチキャストは特定のグループに属する複数の受信者へ同時に配送する方式である。RIP-2は経路更新情報をマルチキャストアドレス224.0.0.9宛に送り、隣接するRIP対応ルータだけが受け取れるようにしている。RIP-1のブロードキャストから改善された点である。

  出典：令和5年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）