NWネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ

平成29年度秋期 ネットワークスペシャリスト 午後Ⅰ 問1

事例を読んで設問の答えを考えてから、解説のポイントとIPA公式の解答例・採点講評で確認しましょう。

問題

問1 SSL-VPNの導入に関する次の記述を読んで,設問1~4に答えよ。 H社は,顧客の業務システムの構築(以下,顧客システム構築という)を主力業務とする,中堅のシステム開発会社である。顧客システムは,様々なサーバ機器,OS,ミドルウェアなどを組み合わせて構築され,利用されるプロトコルも様々である。H社の拠点で構築されて,最終的に顧客の拠点に納入されたシステムは,顧客社内のPCなどから利用される。 〔H社の現行ネットワーク〕 H社では,受注した顧客システム構築専用のネットワーク(以下,顧客システム構築ネットワークという)をそれぞれ設け,一つの顧客システム構築ネットワークに,H社の内部LANのサブネットを一つ割り当てている。顧客システム構築は,開発LANに接続されたPCから顧客システム構築ネットワークにアクセスして行っている。現在,E社,F社,G社の3社から受注した顧客システムを構築中である。H社は,内部LANからインターネットへのWebアクセスを,DMZのプロキシサーバを経由して行っている。H社の現行ネットワーク構成を,図1に示す。 図1 H社の現行ネットワーク構成(抜粋) 〔顧客システム構築業務の問題とその解決策〕 H社では,顧客システム構築業務において次に示す問題を抱えている。 (問題1)顧客システム構築ネットワークに対して,当該構築業務とは関係がないPCから不正なアクセスを受ける可能性がある。 (問題2)顧客システム構築をH社の拠点で行っているので,顧客はシステムが納入されるまで動作確認ができない。 これらの問題に対処するために,解決策の検討を任されたH社情報システム部のSさんは,SSL-VPNを利用すれば解決できると考えた。Sさんの検討結果を次に示す。 (1)SSL-VPNについて SSL-VPNは,SSL/TLSプロトコルを利用したVPN技術である。その利用には,SSL/TLSのプロトコルのバージョン,及びプロトコルに含まれるアルゴリズムについて,次に示す点を考慮する必要がある。 ・十分な安全性を確保できないとされるハッシュアルゴリズムであるMD5又は【ア】を使用しないで済むように,TLSプロトコルのバージョン【イ】以上を利用する。 ・SSL/TLSのコネクション開設時に,クライアント側から送られる【ウ】メッセージと,サーバ側から返される【エ】メッセージの交換が行われる。このとき,それ以降で用いられる暗号スイート(アルゴリズムの組合せを示した情報)が決定される。その情報には,アプリケーション層の暗号化に使われる暗号アルゴリズム以外に,(I)2種類の暗号アルゴリズムと1種類のハッシュアルゴリズムが含まれる。 (2)SSL-VPNの動作方式 SSL-VPNの基本的な動作には,【オ】,ポートフォワーディング,L2フォワーディングの3方式がある。(II)H社の場合はL2フォワーディング方式が望ましいと,Sさんは判断した。Sさんがベンダに確認したL2フォワーディング方式の動作概要を次に示す。 ・PCにインストールするクライアントモジュールからSSL/TLS接続を行う。 ・(III)接続時の認証に応じて,PCに適切なIPアドレスを割り当てる。 ・PCとSSL-VPN装置間のSSL/TLS接続トンネル上で,レイヤ2の中継を行う。 Sさんは,これらの検討結果から,開発LAN及び顧客各社のPCから顧客システム構築ネットワークに対する必要なアクセスを全てSSL-VPN経由で行うようにすることで,問題1と問題2に対応できると考え,SSL-VPN装置を新たに導入することにした。また,その問題の対応には,FW,L3SWなどの設定変更も必要になると考えた。 〔SSL-VPN装置の導入のための検討〕 Sさんは,SSL-VPN装置導入のための具体的な項目の検討を行った。検討結果は,次のとおりである。 (1)SSL-VPN装置の設置位置 ・顧客からインターネット経由でVPN接続することと,開発LANからVPN接続することを考慮して,SSL-VPN装置の設置位置はDMZとL3SWの間とする。 ・SSL-VPN装置から内部LANへの通信用に,L3SWに新たなVLAN(VLAN201)を設け,SSL-VPN装置の内側のインタフェースをL3SWに接続する。PCから顧客システム構築ネットワークへのアクセス経路が[PC→SSL-VPN装置→VLAN201→顧客システム構築ネットワーク]となるように経路を設定する。 (2)SSL-VPN装置へのユーザに関する情報登録 ・SSL-VPN装置に,VPNを利用するユーザに関する情報(以下,ユーザ情報という)を登録する。ユーザ情報には,VPN接続時のユーザ認証のための情報も含まれる。 ・ユーザ情報中の設定項目であるグループ番号には,そのユーザに対応する顧客番号を設定する。顧客番号は,顧客ごとに割り当てられている1以上100以下の整数である。以下,この整数をkで表す。 (3)IPアドレスの割当て ・顧客番号kの顧客(以下,顧客kという)に対応する顧客システム構築ネットワーク:172.16.z.0/24(ここで,zは99+kとする) ・顧客kに対応するVPN接続PC用IPアドレスプール:10.100.k.1~10.100.k.200 ・VPN接続時には,認証されたユーザに対応する顧客番号を用いて,IPアドレスプールを選択する。 (4)FWのルール設定 SSL-VPN導入後のFWのルールは,表1のとおり設定する。 表1 通信を許可するFWルール設定(抜粋) 〔検討後のネットワーク構成〕 Sさんは,更に検討を進め,図2に示すネットワーク構成を作成した。 図2 検討後のネットワーク構成(抜粋) 〔問題1の解決策〕 Sさんは,問題1の解決策として,次の二つの通信制限をすることにした。 (1)VLAN間の不正通信制限 (IV)表2に示すアクセスリストをL3SWに設定して通信制限する。 表2 VLAN間通信制限のためのアクセスリスト 表2のアクセスリストは,H社内のVLAN間通信のうちで不正なものを禁止する。具体的には,開発LANから顧客システム構築ネットワークへの直接アクセス(SSL-VPNを経由しないアクセス)と,(V)それ以外の不正な通信を禁止する。 (2)SSL-VPN接続するPC(以下,VPN-PCという)の通信制限 (VI)表3に示すアクセスリストをL3SWに設定して通信制限する。 表3 VPN-PCの通信制限のためのアクセスリスト 表3のアクセスリストは,VPN-PCからの不正な通信を禁止する。その通信は,VPN-PCから,そのVPN-PCと関係がない顧客システム構築ネットワークへのアクセスである。 H社では,Sさんの検討結果を踏まえてSSL-VPNの導入を行った。その結果,社内PCからも顧客PCからも安全にアクセスできる,利便性が高い顧客システム構築ネットワークが実現した。 設問1 本文中の【ア】~【オ】に入れる適切な字句を答えよ。 設問2 〔顧客システム構築業務の問題とその解決策〕について,(1)~(3)に答えよ。 (1)本文中の下線(I)について,2種類の暗号アルゴリズムと1種類のハッシュアルゴリズムのそれぞれの用途を答えよ。 (2)本文中の下線(II)について,判断の根拠となった,H社が構築する顧客システムの特徴を,30字以内で述べよ。 (3)本文中の下線(III)について,割り当てられたIPアドレスは,PCのどのネットワークインタフェースに設定されるか。図2中の字句を用いて答えよ。 設問3 表1中の【カ】~【ケ】に入れる適切な字句を答えよ。 設問4 〔問題1の解決策〕について,(1)~(3)に答えよ。 (1)本文中の下線(IV)について,表2のアクセスリストを設定すべきインタフェースを,図2中の①~⑥の記号で全て答えよ。ここで,アクセスリストはインタフェースの入力方向に設定するものとする。 (2)本文中の下線(V)について,禁止される通信は何か。本文中の字句を用いて,45字以内で答えよ。 (3)本文中の下線(VI)について,表3のアクセスリストを設定すべきインタフェースを,図2中の①~⑥の記号で答えよ。ここで,アクセスリストはインタフェースの入力方向に設定するものとする。
図1 H社の現行ネットワーク構成(抜粋)。H社のインターネット、DMZ、FW、L3SW、開発LAN、社内LAN及び顧客各社のシステム構築ネットワークを示す現行構成図。
図1 H社の現行ネットワーク構成(抜粋)。H社のインターネット、DMZ、FW、L3SW、開発LAN、社内LAN及び顧客各社のシステム構築ネットワークを示す現行構成図。
表1 通信を許可するFWルール設定(抜粋)。FWで許可する通信について、アクセス経路、送信元と宛先のIPアドレス、プロトコル及びアドレス変換を示す表。
表1 通信を許可するFWルール設定(抜粋)。FWで許可する通信について、アクセス経路、送信元と宛先のIPアドレス、プロトコル及びアドレス変換を示す表。
図2 検討後のネットワーク構成(抜粋)。SSL-VPN装置、DMZ、FW、L3SW内部ルータ、VLAN、顧客システム構築ネットワーク及び開発LANの接続構成図。
図2 検討後のネットワーク構成(抜粋)。SSL-VPN装置、DMZ、FW、L3SW内部ルータ、VLAN、顧客システム構築ネットワーク及び開発LANの接続構成図。
表2 VLAN間通信制限のためのアクセスリスト。VLAN間通信を制限するため、内部LAN宛て通信を禁止し、それ以外を許可するアクセスリストの表。
表2 VLAN間通信制限のためのアクセスリスト。VLAN間通信を制限するため、内部LAN宛て通信を禁止し、それ以外を許可するアクセスリストの表。
表3 VPN-PCの通信制限のためのアクセスリスト。VPN-PCのIPアドレス範囲ごとに、対応する顧客システム構築ネットワークへの通信だけを許可する表。
表3 VPN-PCの通信制限のためのアクセスリスト。VPN-PCのIPアドレス範囲ごとに、対応する顧客システム構築ネットワークへの通信だけを許可する表。
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判断に用いる前提の範囲をそろえる

導入に関する判断では、記述されている条件がどの範囲に適用されるかを意識しましょう。一部に関する前提を全体へ広げていないか、条件と判断の対応を確かめることが、内容を整理する手掛かりになります。

この問題で問われていること

この問題では、判断の根拠となる前提の適用範囲に着目しましょう。対象や場面が変わっても同じ条件をそのまま使ってよいと決めつけず、与えられた情報の範囲で根拠を確かめる姿勢を保つことが大切です。

視点

前提を使って判断するときは、その前提が当てはまる範囲も一緒に捉えましょう。条件と対象の対応を意識することで、書かれている情報を必要以上に広げずに整理できます。

確認ポイント

  • 根拠となる条件は、どの範囲に適用されるか
  • その範囲を超えて条件を当てはめていないか
  • 判断の対象と、前提が適用される範囲は対応しているか
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解説

SSL-VPNで社内外のPCを認証し、顧客ごとのIPアドレスを割り当て、FWとL3SWのアクセスリストで通信を制限する問題です。TLSの基本機能に加え、トンネルの通信とトンネル内の通信を区別して経路を追うことが解答の要点です。

問題の全体像

H社には、構築業務と無関係なPCから顧客システムへアクセスされる危険と、顧客が納入前に動作確認できない問題があります。社内の開発PCと社外の顧客PCの双方にSSL-VPNを利用させ、認証したユーザに顧客別のIPアドレスを割り当て、対応する構築ネットワークだけへアクセスさせます。出題趣旨では、SSL-VPNの認証・暗号化とネットワーク機器の機能を組み合わせ、安全なネットワークを構築する能力を問うとしています。図2ではVPN接続の経路と、VPN接続後に顧客システムへ向かう経路を分けて読むことが重要です。

設問1(ア)

公式解答例では「SHA-1」です。空欄の前後では、MD5と並んで十分な安全性を確保できないハッシュアルゴリズムを問うています。暗号化方式の名前ではなく、ハッシュアルゴリズムの名前を答える点に着目します。採点講評でも、TLSの安全性を考慮したプロトコルやバージョンの選定は、ネットワーク技術者に必要な知識とされています。

設問1(イ)

公式解答例では「1.2」です。本文は、MD5やSHA-1を使用しない構成を選べるTLSのバージョンを求めています。TLS 1.2では、従来のハッシュアルゴリズムに依存しない選択が可能になります。ただし、TLS 1.2を選ぶだけで使用アルゴリズムが全て安全になるわけではなく、本文にある暗号スイートの選定も合わせて理解する必要があります。

設問1(ウ)

公式解答例では「Client_Hello」です。本文の「クライアント側から送られる」という記述に着目します。クライアントはこのメッセージで、利用可能なTLSのバージョンや暗号スイートの候補などをサーバに提示します。サーバ側の応答と合わせて、その接続で使う条件を決めます。

設問1(エ)

公式解答例では「Server_Hello」です。本文の「サーバ側から返される」という記述が手掛かりです。サーバはClient_Helloで提示された条件を踏まえ、選択した暗号スイートなどをServer_Helloで通知します。送信する主体と、候補の提示・選択結果の通知という役割を対応させて覚えます。

設問1(オ)

公式解答例では「リバースプロキシ」です。本文ではSSL-VPNの基本的な動作方式として、空欄の方式、ポートフォワーディング、L2フォワーディングを列挙しています。リバースプロキシ方式は、SSL-VPN装置がクライアントからの要求を受け、内部のWebサーバなどへのアクセスを仲介する方式です。本文の3方式を区別して押さえます。

設問2(1)

公式解答例では、2種類の暗号アルゴリズムの用途は「鍵交換」と「認証」、ハッシュアルゴリズムの用途は「メッセージ認証」です。下線(I)の直前に、アプリケーション層の暗号化に使うアルゴリズムは別に示されているので、ここではそれ以外の用途を答えます。鍵交換は暗号通信に必要な鍵を共有するため、認証は相手の正当性を確認するため、メッセージ認証は通信内容の改ざんなどを検出するために用います。採点講評では、暗号スイート中の各項目の用途を正しく理解することが求められています。

設問2(2)

公式解答例では「顧客システムは,様々なプロトコルを利用している。」です。根拠は冒頭の「利用されるプロトコルも様々である」という記述です。L2フォワーディングはトンネル上でレイヤ2の中継を行うため、多様なプロトコルを使う顧客システムへのアクセスに適しています。30字以内の答案では、顧客システムの特徴である「様々なプロトコルを利用している」を中心にまとめます。採点講評でも、方式の理解と問題文全体の読み取りが重視されています。

設問2(3)

公式解答例では「vNIC」です。図2のPCにはNICとvNICが描かれ、SSL-VPNトンネルの端点はvNIC側にあります。接続時の認証に応じて割り当てられる10.100.k.1~10.100.k.200のIPアドレスは、VPN通信に使う仮想ネットワークインタフェースに設定されます。例えばE社PCのNICに示された192.168.0.2は、顧客社内のネットワークへ接続するためのアドレスです。

設問3(カ)

公式解答例では「内部LAN」です。表1の第1行は、宛先がDMZのネットワークである202.y.44.0/28の通信を許可しています。H社では内部LANからDMZのプロキシサーバへアクセスし、導入後は開発LANからDMZ側のSSL-VPN装置へも接続します。この通信の出発側が内部LANなので、アクセス経路の【カ】に入ります。

設問3(キ)

公式解答例では「DMZ」です。表1の第1行の宛先202.y.44.0/28は、図1・図2でDMZに割り当てられているネットワークです。したがって、この行のアクセス経路は「内部LAN→DMZ」となります。宛先IPアドレスと図中のネットワーク名を対応させて判断します。

設問3(ク)

公式解答例では「172.16.0.0/16」です。図1・図2でH社の内部LAN全体に示されているネットワークアドレスを用います。開発LANの172.16.10.0/24は内部LANの一部ですが、表1の第1行は内部LANからDMZへの通信を許可するルールなので、送信元には内部LAN全体の範囲を記入します。

設問3(ケ)

公式解答例では「202.y.44.2/32」です。表1の第3行は、インターネットからDMZへのTCP/443の通信を許可するルールです。顧客PCが接続する相手はSSL-VPN装置であり、そのDMZ側IPアドレスは図中の202.y.44.2です。/32は、この1台のアドレスだけを指定することを表します。DMZ全体やプロキシサーバのアドレスを指定せず、VPN接続先と対応させます。

設問4(1)

公式解答例では「②,③,④,⑤」です。表2は、宛先が内部LANの172.16.0.0/16である通信を禁止し、それ以外を許可します。入力方向への設定なので、顧客システム構築ネットワークから内部ルータへ入る②・③・④と、開発LANから入る⑤に適用します。これにより顧客間の通信と、開発LANからの直接アクセスを禁止できます。一方、VPN-PCへの応答は宛先が10.100.k.xなので、この禁止ルールには該当しません。⑥に設定するとVPN経由の正当な顧客システムへのアクセスも禁止してしまいます。①側からの直接アクセスについては、表1のFWルールも合わせて判断します。採点講評でも、隣接するFWの設定を考慮しない誤答が指摘されています。

設問4(2)

公式解答例では「顧客システム構築ネットワークから他社の顧客システム構築ネットワークへの通信」です。表2を②・③・④の入力方向に設定すると、ある顧客の構築ネットワークから別の顧客の構築ネットワークへ向かう通信も、宛先が172.16.0.0/16に含まれるため禁止されます。設問は開発LANからの直接アクセス以外を尋ねているので、45字以内で「顧客システム構築ネットワークから」「他社の顧客システム構築ネットワークへの通信」という送信元・宛先を明示します。

設問4(3)

公式解答例では「⑥」です。本文は、VPN接続後のアクセス経路を「PC→SSL-VPN装置→VLAN201→顧客システム構築ネットワーク」としています。VPN-PCからの通信は、トンネルを出た後にVLAN201から⑥を通って内部ルータへ入るので、⑥の入力方向に表3を適用します。表3は、E社用の10.100.1.0/24からE社用の172.16.100.0/24への通信など、顧客ごとの対応だけを許可し、それ以外は暗黙に禁止します。顧客別の認証結果をIPアドレスに反映し、そのアドレスを使ってアクセス先を制限する仕組みです。

学習のポイント

暗号スイートの用途、SSL-VPNの方式選択、物理NICとvNICの違い、入力方向のアクセスリストとFWルールの組合せを重点的に学習してください。

出典:独立行政法人 情報処理推進機構(IPA)平成29年度秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ 問1(公式資料:問題冊子(PDF) / 解答例 / 採点講評)

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