IKEとは何ですか？

インターネット・キー・エクスチェンジ（IKE）は、IPsecトンネルの両端を認証し、使用する暗号アルゴリズムやディフィー・ヘルマン群をネゴシエートし、IPsecセキュリティアソシエーションが動作するために必要な鍵を生成するプロトコルです。IKEがなければ、IPsecのピア間では、トラフィックを暗号化する前に鍵について合意する安全な手段がなくなります。

主なポイント

• IKEは、IPsecのピアを認証し、その暗号パラメータをネゴシエートします。
• これは2つのフェーズで実行されます。まずセキュアチャネルが確立され、次にデータプレーンのセキュリティアソシエーション（SA）が確立されます。
• IKEv2が現在のデフォルトとなっていますが、レガシーな相手との通信にはIKEv1が引き続き使用されます。
• ディフィー・ヘルマン群は、ネゴシエーションによって決定される鍵の強度を決定します。
• Versa VOSデバイスは、トンネルごとにIKEv1、IKEv2、またはその両方をサポートしています。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 ・ IKE &Versa · よくある質問

IKEはなぜ重要なのでしょうか？

IKEは、IPsecのデータプレーン暗号化に対応する制御プレーンのプロトコルです。自動化された鍵ネゴシエーションがなければ、すべてのトンネルについて手動で鍵を設定・更新する必要があり、これはスケーラビリティに欠けるプロセスとなります。IKEは、トラフィックが流れる前に各ピアを認証することでなりすましを防止し、双方が使用する暗号スイートとディフィー・ヘルマン群を自動的にネゴシエーションします。

また、IKEはトンネルを中断することなく維持します。時間やトラフィック量に基づいたスケジュールに従ってセッションの鍵を更新し、鍵の有効期限が切れる前に更新を行うほか、応答のない相手先を検知することで、トンネルが半開きの状態のまま放置されることなく、古いトンネルを再構築できるようにします。 IKEはオープンでベンダー中立の標準であるため、Versa デバイスは、Cisco、Palo Alto、あるいはクラウドプロバイダーのゲートウェイと同一のプロトコルを使用してトンネルのネゴシエーションを行うことができます。この相互運用性により、マルチベンダーネットワーク全体でサイト間VPNやSD-WANオーバーレイの実用化が可能になります。

IKEとは何ですか？

IKEは2つのフェーズに分けてネゴシエーションを行います。フェーズ1では、ディフィー・ヘルマン交換を用いて共通秘密鍵を導出し、身元を証明するために証明書または事前共有鍵（PSK）を使用することで、ピア間の安全で認証済みの通信チャネル（IKEセキュリティアソシエーション）を確立します。フェーズ2では、その保護された通信チャネルを利用して、データトラフィックを保護するIPsecセキュリティアソシエーション（暗号化変換、ハッシュアルゴリズム、鍵の有効期間）のネゴシエーションを行います。

あらゆる交渉には、同じ構成要素が用いられます。ディフィー・ヘルマン群を用いることで、双方は秘密鍵を送信することなく、同一の秘密鍵を導き出すことができます。SHA-256などのハッシュアルゴリズムは、交渉されたメッセージが改ざんされていないことを検証します。デッドピア検出は、相手側が依然として到達可能であるかを定期的に確認し、期限切れや通信量に基づいて行われる鍵の更新（リキー）により、鍵の有効期限が切れる前に新しい鍵に置き換えられるため、保護された通信が中断されることはありません。

IKEの種類

プロトコルには2つのバージョンが存在します。IKEv2は最新の標準規格であり、IKEv1の6つ以上かかっていたトンネル確立を4つのメッセージで完了させ、NATトラバーサルやネットワークの変更にネイティブに対応し、鍵の更新を簡素化しています。IKEv1が依然として使用されているのは、主に古いピアとの互換性を確保するためです。新しいトンネルを確立する際は、デフォルトでIKEv2を使用するか、ピアの対応状況が不明な場合は「どちらのバージョンでも可」に設定すべきです。

認証は、もう一つの軸となります。証明書ベース（PKI）の認証は、大規模な導入において最も優れた拡張性を発揮し、失効チェックにも対応しています。事前共有鍵（PSK）は、少数のポイントツーポイントトンネルに適しています。 リモートアクセス環境では、IKEv2の上にEAPを追加することで、デバイスではなく個々のユーザーを認証することができます。ディフィー・ヘルマングループ（従来の768ビットのモジュラスグループから最新の楕円曲線グループまで）が全体像を完成させ、ネゴシエーションのコストと鍵の強度のバランスを取っています。

IKE &Versa

Versa Director では、IKE 設定はIPsec VPN プロファイル内に格納されています。管理者は、IKE バージョン（v1、v2、または v2-or-v1）を選択し、リキータイマー、デッドピア検出タイムアウト、フラグメントサイズを設定し、ハッシュ、暗号化、およびディフィー・ヘルマン・グループ変換を、単一の変換として、あるいは優先順位付きのリストとして選択します。 ピアおよびローカルの認証には、CAチェーンとオプションのOCSP失効確認を伴う証明書、または事前共有鍵のいずれかが使用されます。

サイト間トンネルの構成では、IKEがサードパーティ製ゲートウェイと相互運用していることが示されています。具体的には、Cisco ASRおよびCSRデバイスへのIKEv2ルートベースのトンネル、Cisco ASAデバイスへのIKEv1ポリシーベースのトンネルです。これらはそれぞれ、トンネルインターフェースがアップ状態であることを確認する前に、イベント履歴に「IKE Done」と記録されていることを確認することで検証されています。また、デバイステンプレートでは、組織ごとのデフォルトのIKE認証モード（PSKまたはPKI）が設定されており、これがすべての支店に適用されます。

よくある質問

IKEv1とIKEv2の違いは何ですか？

IKEv2は、IKEv1よりも少ないメッセージ数でトンネルを確立し、NATトラバーサルやネットワークモビリティをネイティブにサポートしているほか、鍵の更新処理を簡素化しているため、更新中にセッションが切断されることはほとんどありません。IKEv1は、主に旧式のピアとの互換性を確保するために引き続き使用されていますが、新規の導入においては、デフォルトでIKEv2を採用するか、ピアが不明な場合は「v2またはv1」を設定すべきです。

IKEとIPsecの違いは何ですか？

IKEは、ピアの認証を行い、鍵やパラメータのネゴシエーションを行うコントロールプレーンプロトコルです。IPsec（具体的にはESP）は、IKEが生成した鍵を使用して、トラフィックそのものを暗号化および認証するデータプレーンプロトコルです。正常に機能するトンネルには、セキュリティアソシエーションを確立するためのIKEと、パケットを保護するためのIPsecの両方が必要です。

IKEはどのような認証方式をサポートしていますか？

IKEは、デジタル証明書（CAチェーンおよびオプションのOCSP失効確認を含む）または帯域外で共有された事前共有鍵（PSK）を使用して、ピアの認証を行います。リモートアクセス環境では、IKEv2の上にMSCHAPv2やTLSなどのEAP方式を重ねて実装することで、デバイスの識別情報ではなく個々のユーザーを認証することができます。

IKEにおけるディフィー・ヘルマン群とは何ですか？

ディフィー・ヘルマン・グループとは、IKEが使用するパラメータ（モジュラスサイズまたは楕円曲線）の番号付き集合であり、これにより2つのピアは、ネットワークを介して共有秘密鍵を送信することなく、同一の共有秘密鍵を導き出すことができます。グループ番号が大きいほど、鍵の強度は高くなりますが、その代わりにネゴシエーションに要する時間が長くなります。

IKEトンネルのピアが応答しなくなった場合、どうなるのでしょうか？

「デッドピア検出」は、設定されたタイムアウト時間内にピアからトラフィックが届かない場合、プローブを送信します。ピアが応答しない場合、デバイスはセキュリティアソシエーションを解除し、古くなった片方向の接続を無期限に維持するのではなく、新しいトンネルを再ネゴシエーションします。

IKEに関する詳細

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