TLS（Transport Layer Security）は、インターネット上でデータを安全に送受信するための暗号化プロトコルです。以下に、TLSの詳細、経緯、メリット・デメリット、他の方法との相違点について詳しく説明します。
TLSの概要
TLSは、クライアント（例えば、ウェブブラウザ）とサーバー間の通信を暗号化し、第三者による盗聴や改ざんを防ぐためのプロトコルです。TLSは、デジタル証明書を使用して通信相手の認証を行い、暗号化された通信チャネルを確立します。
TLSの経緯と歴史
TLSは、SSL（Secure Sockets Layer）の後継プロトコルとして開発されました。SSLは1994年にNetscape Communicationsによって開発されましたが、セキュリティ上の問題が発見されたため、1999年にTLS 1.0がリリースされました。その後、TLS 1.1、TLS 1.2、TLS 1.3とバージョンアップが行われ、現在ではTLS 1.3が最新バージョンとして使用されています。
TLSによる接続から通信までの流れ
1. TCP接続の確立
TLS通信は、まずTCP接続を確立することから始まります。これにより、クライアントとサーバー間でデータを送受信するための基盤が構築されます。
2. TLSハンドシェイク
TLSハンドシェイクは、通信の暗号化を開始するためのプロセスです。以下のステップで進行します：
- Client Hello:
- クライアントがサーバーに「Hello」メッセージを送信します。
- このメッセージには、TLSのバージョン、暗号スイート（暗号化アルゴリズムの組み合わせ）、ランダムデータなどが含まれます。
- Server Hello:
- サーバーがクライアントに「Hello」メッセージを返信します。
- 使用する暗号スイートやTLSバージョンを確定し、サーバーのランダムデータを送信します。
- 証明書の送信:
- サーバーは自身のデジタル証明書をクライアントに送信します。
- クライアントはこの証明書を検証し、サーバーが信頼できるかどうかを確認します。
- サーバーの公開鍵証明書です。
- 鍵交換:
- クライアントとサーバーが鍵交換を行い、セッション鍵を生成します。
- 鍵交換にはRSA、Diffie-Hellman、ECDHEなどのアルゴリズムが使用されます。
- 暗号化開始:
- セッション鍵が共有されると、通信が暗号化されます。
- 共通鍵暗号方式による通信です。
3. データ通信
ハンドシェイクが完了すると、クライアントとサーバーはセッション鍵を使用してデータを暗号化し、安全に通信を行います。以下の特徴があります：
- 暗号化:
- データはセッション鍵を使用して暗号化され、第三者による盗聴を防ぎます。
- データ整合性:
- データが途中で改ざんされていないことを確認するための仕組みが組み込まれています。
- 認証:
- サーバーの正当性が保証されているため、フィッシングなどのリスクが軽減されます。
4. セッション終了
通信が終了すると、クライアントとサーバーはセッションを終了します。セッション鍵は破棄され、再利用されることはありません。
TLSのメリット
- データの暗号化: 通信データを暗号化することで、第三者による盗聴や改ざんを防ぎます。
- 認証: デジタル証明書を使用して通信相手の認証を行い、信頼性のある通信を確保します。
- データの完全性: データが送信中に改ざんされていないことを確認します。
TLSのデメリット
- パフォーマンスの低下: 暗号化と復号化の処理が追加されるため、通信のパフォーマンスが低下することがあります。
- 証明書の管理: デジタル証明書の取得や更新、管理にはコストと手間がかかります。
- 脆弱性: 古いバージョンのTLSにはセキュリティ上の脆弱性が存在し、攻撃者による悪用のリスクがあります。
他の方法との相違点
- SSL（Secure Sockets Layer）: SSLはTLSの前身であり、TLSはSSLのセキュリティ上の問題を解決するために開発されました。TLSはSSLと互換性があり、現在ではTLSが主に使用されています。
- IPsec（Internet Protocol Security）: IPsecは、ネットワーク層でデータを暗号化し、認証を行うプロトコルです。TLSはトランスポート層で動作するのに対し、IPsecはネットワーク層で動作します。
TLSは、インターネット上での安全な通信を確保するための重要なプロトコルです。
