はじめに
ITの勉強において、やっぱり全範囲を網羅的に勉強しようと思ってもなかなか、先輩・上司に追いつき追い抜くことって時間がかかるものです。そのせいでモチベーション下がったり……
だったら、１つのことに１点集中して『これに関しては同レベルor自分の方が上だ！』と思える領域を少しずつ作っていきましょう！それを続けていけば、どんどんどんどん勝てる領域が多くなり、気づいたら自分が行きたい未来に辿りつきます！
そういえば、ネスペの過去問で「IPsec VPNには IKE Version 2を用いる」という文がありました。聞いたことはある単語たちなのに、全然イメージできなくてショックを受けました。みんなはこれを説明できる？？
なので、今日はこれを教えてください！
了解じゃ。結論を言うと、IPsec VPNには IKE Version 2を用いるとは『IPsecというセキュアにインターネット上を通信できるプロトコル群を使ってVPN接続（仮想的な専用線）をしている。で、仮想専用線を作る際の鍵交換方式として、鍵交換プロトコルのIKEを使っている。で、IKEの中でも、より洗礼されたバージョン2というものを使うよ』ということを言っています。
では、解説を見ていきましょう！
基本知識
IPsec (Internet Protocol Security) ：
インターネット上でデータを安全にやり取りするためのプロトコル群です。通常、インターネット上のデータ通信は暗号化されていないので、誰かに盗聴されたり、改ざんされたりするリスクがあります。IPsecは、これを防ぐためにデータを暗号化し、データの改ざんや偽装を防止します。
IPsec VPN：
リモート（離れた場所）と安全に通信するための仮想プライベートネットワーク（VPN）を構築するのに使われる技術です。
VPNには「トンネリング」という技術が使われている。これは、パケットの暗号化と新しいヘッダを付与することで、外部からはVPNゲートウェイの出入り口しか見えず、中身を隠すことができる。これによって仮想的な専用線を作ることができるのじゃ。
IKE (Internet Key Exchange) ：
IKE (Internet Key Exchange) は、IPsecがデータを安全にやり取りするための鍵を交換するためのプロトコル（鍵交換プロトコル）。つまり、データを暗号化するための「暗号鍵」を通信する両者が安全に共有する役割を果たします。
暗号化されたデータは、第三者が見ても内容が分からないように変換されています。この暗号化されたデータを元に戻すために、「複合鍵」（暗号を解除するための鍵）が必要です。
ただし、複合鍵をどのようにして安全に相手に渡すかが大きな課題です。鍵を安全に渡さないと、暗号化している意味がなくなってしまいます。そこで、IKE（Internet Key Exchange）が登場します。
暗号化されたデータにはそれを複合する、複合鍵が必要。で、その複合鍵を安全に共有してくれる仕組みがIKEってことですね！
そういうことじゃ！
では、次にIKEの２つのバージョンについてみていこう！
IKEv1：
IKEv1（Internet Key Exchange Version 1）は1998年に最初に定義されたバージョンで、IPsec VPNの鍵交換を行うための最初の標準化されたプロトコル。2つのフェーズに分けて鍵交換と認証を行います。
では、どのようなフェーズなのか見ていくぞよ！
フェーズ１：
- 通信を行う2つの機器（例えば、クライアントとVPNゲートウェイ）が互いに認証し合い、安全なチャンネル（SA: Security Association）を確立するフェーズです。
- フェーズ1の目的は、相手が誰なのか確認し、安全に鍵交換を行うための安全なトンネル構築の下地を整えることです。また、これにはメインモードとアグレッシブモードの2つの方法があります。
メインモード：
6つのメッセージを交換して相手を認証し、鍵交換を行います。
アグレッシブモード：
3つのメッセージで高速に認証・鍵交換が行われますが、セキュリティは若干劣ります。
SA：
通信する2つの機器間で暗号化や認証に使う情報を共有するための枠組みです。IPsecルータ（またはVPNゲートウェイ）間で「どの暗号化アルゴリズムを使うか」「どの認証方式を採用するか」などを決め、その情報をSAに保存して、通信の際にそれに従ってデータを暗号化・認証します。
具体的にSAが保持する情報は以下の通りです：
- 暗号化アルゴリズム（例：AES、3DES）
- 認証アルゴリズム（例：HMAC-SHA1、HMAC-SHA256）
- 鍵（暗号化や認証に使用する鍵）
- 有効期限（鍵やSAが有効な期間）
- SPI（Security Parameter Index）
- SPIは、SAを識別するための一意のIDです。IPsecパケットにはSPIが含まれており、これによってどのSAを使って暗号化や認証を行うかが判断されます。
SAっていうのは、どのようなルールでトンネルを構築していくかっていうのを明確にしたもの。つまり、トンネルのルールを決めた「契約書」のようなものって解釈でいいですか？
そういうことじゃ！
フェーズ2 (Phase 2)
- フェーズ1で作られた安全なチャンネルを使って、実際にIPsec通信に使う鍵の交換や暗号化アルゴリズムの選定を行います。
- IPsecトンネルの構築がここで完了します。
- フェーズ2では、ESPなどを使って、データ通信の暗号化に必要な情報が交換されます。このプロセスをクイックモードと言います。これによって鍵交換が行われます（フェーズ1より少ないメッセージで完了）。
IKEv1の問題点
- フェーズ1とフェーズ2に分かれているため、通信の遅延が発生しやすい。
- IKEv1の認証と鍵交換の手続きは、特にモバイルデバイスなどでは非効率で、再接続に時間がかかる。
- 複雑な手続きと多くの設定オプションがあるため、実装や管理がやや難しい。
IKEv2：
IKEv2（Internet Key Exchange Version 2）2005年に登場し、IKEv1の問題点を改善した新しいバージョン。鍵交換の手続きを大幅に簡素化し、効率化されています。IKEv1との後方互換性はありませんが、よりセキュリティが強化され、性能も向上しています。
後方互換性とは、システムやソフトウェアの新しいバージョンが、以前のバージョンと互換性があり、引き続き一緒に動作できる能力を指します。つまり「後方互換性がない」というのは、IKEv2はIKEv1と一緒に使えない、すなわち、IKEv2を使っているデバイスとIKEv1を使っているデバイスが直接通信できないという意味です。
IKEv2の主な特徴：
フェーズ1とフェーズ2が統合
IKEv2では、鍵交換と認証のフェーズが一体化され、フェーズ1やフェーズ2といった区別がなくなりました。
4つのメッセージの交換で鍵交換が完了し、フェーズ1とフェーズ2にかかる通信遅延が大幅に削減されました。
再接続が容易
モビリティやマルチホーミング（複数のインターフェースを持つデバイスが同時に複数のネットワークに接続できる）に対応。
たとえば、スマートフォンがWi-Fiから4Gに接続が切り替わっても、IKEv2は自動的にセッションを維持することができます。
単純化されたメッセージフロー
IKEv1の6つのメッセージ（メインモード）に比べ、IKEv2では最初の鍵交換が4つのメッセージで完了します。これにより、通信の効率が向上し、セキュリティも強化されています。
冗長な情報の削減
IKEv2では、使用されない古い情報や不必要なメッセージを削減し、プロトコル全体がシンプルになっています。たとえば、暗号アルゴリズムやポリシーの交渉が簡単になり、実装が容易になっています。
より強力なセキュリティ
IKEv2は、より強固な認証手段（例えば、デジタル証明書や事前共有鍵）を採用し、セキュリティを強化。また、DDoS攻撃（分散型サービス拒否攻撃）への耐性も改善されています。
要するに、IKEv2は
・冗長性を省いた高速化
・モバイル環境に強く
・セキュリティの強化
といった特徴があるってことだね！
そういうことじゃ！
では、整理した表があるから、それで頭も整理しとくれ。
| 特徴 | IKEv1 | IKEv2 |
|---|---|---|
| 登場時期 | 1998年 | 2005年 |
| メッセージ数 | フェーズ1：最大6メッセージ フェーズ2：3メッセージ | 4メッセージで完了 |
| フェーズ | フェーズ1とフェーズ2に分かれる | フェーズが統合され、シンプル |
| セキュリティ | 攻撃への耐性が限定的 | 改善されたセキュリティ |
| 再接続 | モバイルやマルチホーミングに弱い | 再接続やモバイル環境に強い |
| 効率 | メッセージが多く、遅延が発生しやすい | 効率化され、より高速 |
まとめ
要するに…
IPsec VPNにおいて、IKEv2を用いるということは、IPsecというプロトコル群を使って、安全にインターネット上で通信を行う際に、暗号化の鍵交換プロトコルとしてIKEv2を使用するという意味です。まず、IKEというのは鍵交換を行うためのプロトコルであり、IPsecの中で重要な役割を果たします。IKEにはバージョン1（IKEv1）とバージョン2（IKEv2）が存在します。
IKEv1は、IPsecのフェーズ1とフェーズ2に分かれています。フェーズ1では、SAを確立し、トンネルの下地を整えます。このプロセスにはメインモードとアグレッシブモードという2つの方法があります。メインモードでは6つのメッセージを交換し、アグレッシブモードでは3つのメッセージを交換してトンネルの基盤を作ります。アグレッシブモードは高速ですが、メインモードに比べてセキュリティが若干弱いとされています。フェーズ2では、実際にデータを暗号化して通信するための暗号化方式や認証方式が最終的に決定され、鍵交換が行われます。
ちなみにSAというのは、2点間でどのような暗号化や認証の方法を使ってトンネルを構築するかを定義するものです。暗号化方式、認証方式、トンネルの有効期限、そしてSAを識別するためのSPI（Security Parameter Index）などの情報が含まれています。SAは、通信の安全性を保証するために重要な役割を果たします。
しかし、IKEv1にはいくつかの欠点がありました。例えば、モバイル環境に対応しきれておらず、再接続に時間がかかることや、冗長な処理が多いという点です。これらの問題を解決するために、IKEv2が策定されました。IKEv2では、IKEv1のフェーズ1とフェーズ2のような分かれた概念がなくなり、鍵交換のプロセスが統合され、よりシンプルに実装できるようになっています。また、セキュリティが強化され、再接続も容易になっています。特にモバイル環境における接続の安定性が向上し、効率的な再接続が可能です。
つまり、IPsec VPNにおいてIKEv2を使用するというのは、暗号化通信を行う際の鍵交換プロトコルとして、より効率的でセキュリティが強化されたIKEv2を採用することで、安全で信頼性の高い通信を実現するということです。
おわりに
本日は『IPsec VPNには IKE Version 2を用いる』について知見を深まりました！今までは「IKE、SA、鍵交換プロトコル」とかがよく分からなかったけど、今回でしっかり理解できました！
やはり、知識をつけることは大切じゃからのぉ。知識があれば大抵のことはできる。逆に知識がなければ、できるもんもできない。これが世の理じゃよ。
でも、焦らず、１つずつ・１っ歩ずつ進んでいくことが大切じゃ！これからも一緒に頑張っていこう！
今日のSeeYouソングも「BDZｰTwice」です。BDZとはブルドーザーのことです。この曲を聴くと、目の前に立ちふさがる壁でも、ブルドーザーのように１つずう１ずつ壊していけばいいんだ！という逆境に立ち向かえる精神状態にしてくれます。では、どうぞ！
