ネットワーク認証と認証連携とは ── 実機を触ったことがない人のための 802.1X・RADIUS・ケルベロス・SAML

午後のセキュリティ分野では「誰を・どの機器を・ネットワークやサービスに入れるか」が必ず問われます。登場する仕組みは 802.1X と RADIUS(機器を LAN/無線 LAN に入れる認証)、ケルベロス(社内サーバへのシングルサインオン)、SAML(クラウドサービスとの認証連携)の 3 系統で、 どれも「認証する人と、認証結果を受け取って門を開ける人が別」という同じ構造をしています。この共通構造を軸に、1 つずつ説明します。

1. 認証の仕組みが解いている問題

会社のネットワークに関わる「入れてよいか」の判断は、場面ごとに 3 段階あります。

場面問い仕組み認証する人/門番
LAN ケーブルを挿す、無線 AP につなぐこの機器(と利用者)を LAN に入れてよいかIEEE 802.1X + RADIUSRADIUS サーバ/認証スイッチ・AP
社内の業務サーバを使うこの利用者は誰か。サーバごとにパスワードを聞かずに済ませたいケルベロス(Active Directory)KDC/各サーバ
クラウドサービスを使う社外のサービスに、社内の ID で入れたい。パスワードを外に渡したくないSAML(OIDC)IdP/SP
認証と認可は別 「本人であることを確認する」のが認証、「その人にこの操作を許すか」が認可です。令和4年 午後Ⅰ問1 設問2(3) は、この 2 つの目的を分けて書かせました(認証: 利用者が本人であることを確認するため/認可: 操作ごとに実行権限を有するかを確認するため)。 どの仕組みも「認証はまとめて 1 か所(RADIUS、KDC、IdP)、認可は門番の側(VLAN 割当て、サーバの権限、SP の設定)」という分担です。
シングルサインオン(SSO)が必要な理由 サーバが増えるとパスワードの使い回しが起き、1 か所の漏えいがパスワードリスト攻撃で全部に波及します(令和4年 午後Ⅰ問3 出題趣旨)。 1 回認証すれば以後は証(チケット、アサーション、Cookie)で通す SSO にすると、パスワードを入れる場所が 1 つになります。

2. 機器を LAN に入れる認証(IEEE 802.1X と RADIUS)

サプリカントPC・スマホの中のソフト オーセンティケータ認証スイッチ・無線 AP/WLC 認証サーバRADIUS サーバ EAPoL(L2 フレーム) RADIUS(UDP 1812) 認証前はこれしか通さない EAP を中に入れて転送 LDAP / AD利用者・証明書情報 EAP-TLS: クライアント証明書 PEAP: ID+パスワード 中身(EAP)は読まず、 結果(Accept/Reject と VLAN)だけ受け取る サプリカントと認証サーバが EAP で直接会話し、オーセンティケータはその「郵便係」兼「門番」
図1 802.1X の 3 者。オーセンティケータは認証の中身を見ず、結果だけで門を開ける

登場する 3 者と 2 つのプロトコル

サプリカントとオーセンティケータの間は EAPoL(EAP over LAN、イーサネットフレーム)、オーセンティケータと認証サーバの間は RADIUS(UDP 1812/1813)で、認証のやり取り(EAP)はその中に入れて運ばれます。 認証が終わるまで、オーセンティケータのポートは EAPoL 以外を通しません。だから DHCP すら届かず、IP アドレスも取れません。

認証方式(EAP の種類)を選ぶ

方式サプリカントが示すもの必要な準備向き
EAP-TLSクライアント証明書(と秘密鍵の所有)端末ごとに証明書を発行・配布。CA が必要最も強い。会社管理の端末だけを入れたいとき
PEAP(EAP-MSCHAPv2)利用者 ID とパスワード。サーバ証明書で TLS を張った中で送るRADIUS サーバのサーバ証明書だけ導入が楽。AD のパスワードをそのまま使える
EAP-TTLSPEAP と同様、TLS の中で各種認証同上PEAP とほぼ同じ位置づけ
証明書の配り方が設問になる EAP-TLS では各端末に「CA の自己証明書(ルート証明書)」と「クライアント証明書+その秘密鍵」を入れます(平成29年 午後Ⅱ問2 設問4(1))。 配布用サーバの認証情報が漏れると、来訪者も証明書を取れてしまう(同 設問4(2))、証明書の有効期限が切れた端末や新しく配属された人の端末は接続できなくなる(同 設問4(3))、という運用面が問われます。

結果を受け取って門を開ける(ダイナミック VLAN)

RADIUS サーバは Access-Accept/Reject を返すとき、属性として「この端末は VLAN 20 に入れろ」も返せます。オーセンティケータはそれに従ってポートの VLAN を切り替えます。これがダイナミック VLANで、同じ AP・同じポートでも社員は業務 VLAN、来訪者はゲスト VLAN、というように利用者で分けられます。 認証に失敗した端末を隔離 VLAN(修復用セグメント)に入れる設計も定番です。

802.1X を使えない機器 複合機や IoT 機器はサプリカントを持ちません。そこでMAC 認証(MAC 認証バイパス)で、MAC アドレスを ID として RADIUS に問い合わせて通します。MAC アドレスは偽装できるので弱く、「802.1X ができる端末は 802.1X、できない機器だけ MAC 認証」が設計の型です。 令和元年 午後Ⅰ問3 は、認証スイッチを入れずに DHCP スヌーピングと ARP を応用して未許可端末を遮断する方式で、「IP アドレスを固定設定すれば正常 PC 以外でも通信できる」という弱点を問いました。

無線 LAN では鍵も作る

無線 LAN(WPA2/WPA3 エンタープライズ)では、802.1X の認証が成功すると、その過程で端末と認証サーバが共有した PMK(マスター鍵)から暗号化鍵を作ります。PMK は WLC が保持するので、端末が別の AP へハンドオーバするとき再認証なしで引き継げます(平成29年 午後Ⅱ問2 設問5(5))。 個人向けの WPA2 パーソナルは全員共通の PSK(事前共有鍵)で、来訪者に教えた瞬間に外へ漏れるため、企業ではエンタープライズ方式を使います。

3. 社内サーバのシングルサインオン(ケルベロス)

Active Directory のログオンの正体がケルベロスです。「パスワードはログオン時に 1 回だけ、以後はチケットで各サーバに入る」仕組みで、令和4年 午後Ⅰ問3 が丸ごと出題しました。

PC利用者 A KDCAS + TGS(AD の DC) 業務サーバsrv1.example.jp ① 私は A です(パスワードは送らない) ② TGT(身分証。A の鍵で暗号化して返す) ③ TGT を添えて「srv1 用のチケットを」 ④ ST(srv1 の鍵で暗号化された入場券) ⑤ ST を提示(有効期限内は使い回せる) ⑥ 自分の鍵で復号できれば本物と判断 (KDC には問い合わせない) チケットには時刻が入る。PC・KDC・サーバの時刻が一定以上ずれると有効期限の判定で失敗(時刻同期が必須) PC は「KDC はどこか」を DNS の SRV レコードで探す(_kerberos._tcp.example.jp)
図2 ケルベロスの流れ。TGT が身分証、ST がサーバごとの入場券

ログオン時に身分証(TGT)をもらう

PC は KDC(鍵配布センター。AD のドメインコントローラ)の認証サーバ(AS)に「私は A です」と名乗ります。パスワードそのものは送らず、KDC が「A のパスワードから作った鍵」で暗号化した応答を返し、PC が正しいパスワードを持っていれば復号できます。 復号して得るのが TGT(チケット発行チケット)で、以後の「身分証」になります。有効期限は既定 10 時間程度です。

サーバごとに入場券(ST)をもらう

業務サーバ srv1 を使いたくなったら、PC は TGT を添えて KDC のチケット発行サーバ(TGS)に「srv1 用のチケットをください」と頼みます。TGS は ST(サービスチケット)を返します。ST は srv1 の鍵で暗号化されているので、PC には中身が読めず、srv1 だけが復号できます。

「どのサーバ用か」は SPN(サービスプリンシパル名、例: HTTP/srv1.example.jp)で指定します。PC はアクセス先の FQDN から SPN を組み立てるので、IP アドレスでアクセスしたり、プロキシ経由で FQDN が変わったりすると ST を取り出せません(令和4年 午後Ⅰ問3 設問2(1)「ST を取り出せないから」、設問1(1) プロキシ例外リストへの登録)。

ST を見せて入る

PC は srv1 に ST を提示します。srv1 は自分の鍵で ST を復号できれば「KDC が発行した本物で、利用者は A」と確認でき、KDC に問い合わせずに認証を完了します。以後、有効期限内は同じ ST を使い回せます。

時刻同期が前提 チケットには発行時刻と有効期限が入り、再利用攻撃を防ぐために一定以上(既定 5 分)時刻がずれていると拒否されます。「ケルベロス導入時に PC とサーバで必要な設定」は「時刻同期を行う」(令和4年 午後Ⅰ問3 設問2(3))。NTP の話が突然出てきたらこれです。
KDC の場所は DNS で探す PC は「ケルベロス認証を行うサーバの FQDN」を DNS の SRV レコード(_kerberos._tcp.ドメイン名)で引きます(令和4年 午後Ⅰ問3 設問3(1))。SRV レコードには優先度・重み・ポート・ホスト名が入り、複数の KDC を冗長化できます。 だから社内 DNS が引けない環境(プロキシ経由で名前解決を PC がしない構成など)ではケルベロスが動きません。

4. クラウドとの認証連携(SAML)

社外のクラウドサービス(SP)に社内の ID で入りたい。しかしパスワードをクラウド側に預けたくないし、サーバ同士で社内の認証基盤を直接叩かせたくもない。この制約で考えられたのが SAML(Security Assertion Markup Language)です。令和5年 午後Ⅱ問2 設問6 がこの仕組みを問いました。

ブラウザ SPクラウドサービス IdP自社の認証基盤 ① サービスにアクセス ② IdP へリダイレクト(認証要求つき) ③ IdP で認証(ID/パスワード、証明書、多要素) ④ SAML アサーション(IdP の秘密鍵で署名)+ SP へ POST する指示 ⑤ アサーションを SP へ提出 ⑦ ログイン済みとして利用開始 ⑥ IdP の公開鍵で署名検証 SP と IdP は直接通信しない。すべてブラウザ経由(リダイレクトと POST)で運ぶ SP が事前に持つのは「IdP の公開鍵証明書」。パスワードは IdP の外に出ない
図3 SP-initiated の SAML フロー。IdP が認証し、署名つきの結果(アサーション)をブラウザ経由で SP に渡す

SP が IdP へ送り返す

利用者が SP にアクセスすると、SP は「私は認証できないので IdP に行ってください」とブラウザをリダイレクトします。これが SP-initiated(SP 起点)です。先に IdP のポータルにログインし、そこからサービスを選ぶ IdP-initiated もあります。

IdP が認証し、アサーションを発行する

IdP(Identity Provider、自社の認証基盤)が利用者を認証します。方法は IdP の自由で、パスワード、クライアント証明書、多要素のどれでも構いません。 成功すると IdP は「この利用者は A、所属は X 社、権限は購買担当」といった情報を XML にまとめ、自分の秘密鍵で署名します。これが SAML アサーションです。令和5年 午後Ⅱ問2 設問6(1) は、アサーションに含める情報として「アクセス元の購買担当者が所属している会員企業の情報」を答えさせました。

SP がアサーションを検証する

アサーションはブラウザ経由(HTTP POST)で SP に届きます。SP は事前に預かっている IdP の公開鍵証明書で署名を検証し(同 設問6(2))、次の 2 点を確認してログイン済みとして扱います(同 設問6(4))。

なぜ偽造できないか 攻撃者がアサーションを作っても、IdP の秘密鍵を持っていないので正しい署名を付けられません(同 設問6(3)「IdP の鍵を所有していないから」)。 SP と IdP が直接通信しないのに信頼できるのは、この署名のおかげです。パスワードは IdP の外に出ず、SP には利用者の属性だけが渡ります。
OAuth / OpenID Connect との違い SAML は XML ベースで企業向け SSO の定番。OpenID Connect(OIDC)は OAuth 2.0 の上に作られた JSON ベースの認証で、スマホアプリや Web サービス間の連携に使われます。 OAuth 2.0 単体は「認可」(アプリに代わりに API を叩く権限を渡す)であって認証ではない、という区別が午前Ⅱの定番です。午後では「SAML=IdP と SP、アサーション、署名」が分かれば足ります。

古い SSO として、リバースプロキシが認証して Cookie を発行し、以後は Cookie で通す方式もあります(平成27年 午後Ⅰ問1。Cookie に Secure 属性を付けて HTTPS 以外で送らせない)。SAML が「ドメインをまたげる」のに対し、Cookie は同じドメイン内でしか使えません。

5. 証明書の役割(どの仕組みでも出る)

3 つの仕組みに共通して証明書が出てきます。「誰の・何のための証明書か」を整理しておきます。

証明書誰が持つ何を証明する出てくる場面
サーバ証明書サーバ(RADIUS、SSL-VPN 装置、Web)「このサーバは本物」。コモン名(Subject)と URL のドメインが一致している必要がある(令和5年 午後Ⅱ問2 設問2(1))PEAP、HTTPS、SSL-VPN。なりすまし装置への接続防止(令和4年 午後Ⅱ問1 設問3(3))
クライアント証明書利用者または端末「この端末・利用者は会社が発行した本物」。秘密鍵は本人しか持たないので所有=本人(令和4年 午後Ⅱ問1 設問3(1))EAP-TLS、SSL-VPN の端末認証。証明書の利用者 ID で VDI の仮想 PC を割り当てる(同 設問4)
CA のルート証明書検証する側全員信頼の起点。これで署名を検証する端末に配布(EAP-TLS、SSL-VPN、TLS 復号プロキシ)
IdP の公開鍵証明書SPIdP の署名を検証するSAML
プライベート CA を使う理由 社内の端末認証用の証明書は、公的 CA から買わず自社で CA を立てて発行します。発行枚数が多く、社内でしか使わないからです。その代わり、CA のルート証明書を全端末に配る作業が発生します。 証明書の失効は CRL や OCSP で行い、失効リストには証明書のシリアル番号が載ります(令和4年 午後Ⅱ問1 設問3(6))。退職者や紛失端末の証明書を失効させる運用が問われます。
署名と暗号化で鍵が逆 署名は署名者の秘密鍵で作り、署名者の公開鍵で検証する(令和4年 午後Ⅱ問1 設問3(5))。暗号化は受信者の公開鍵で行い、受信者の秘密鍵で復号する。 TLS の鍵交換に DHE/ECDHE を使うと、サーバの秘密鍵が後で漏れても過去の通信は復号されない(前方秘匿性。同 設問3(4)「秘密鍵が漏えいする前に行われた通信のデータ」が守られる)。

6. 用語集(午後で出る順)

用語意味午後でのポイント
認証 / 認可本人確認/操作の許可目的を分けて書く
IEEE 802.1Xポート単位でネットワーク接続を認証する枠組み認証前は EAPoL 以外を通さない
サプリカント / オーセンティケータ / 認証サーバ認証される端末/門番(スイッチ・AP・WLC)/RADIUS図のどの機器がどれかを答える
EAP / EAPoL認証のやり取りの枠組み/それを LAN で運ぶフレームEAP-TLS(証明書)、PEAP(ID/PW を TLS の中で)
RADIUS認証サーバのプロトコル。UDP 1812(認証)/1813(アカウンティング)。共有秘密で機器を認証Accept に VLAN 属性を乗せる
ダイナミック VLAN認証結果で VLAN を割り当てる社員/来訪者/隔離の振分け
MAC 認証(バイパス)MAC アドレスを ID にして RADIUS へサプリカントのない機器用。偽装に弱い
PMK / PSK802.1X で作るマスター鍵/全員共通の事前共有鍵PMK を WLC が持つとハンドオーバが速い
DHCP スヌーピングスイッチが DHCP のやり取りを監視し、正規の割当てだけ通す固定 IP 設定で回避されうる
ケルベロスチケット方式の SSO。AD のログオンKDC、TGT、ST、時刻同期、SPN、SRV レコード
KDC / AS / TGS鍵配布センター/認証サーバ/チケット発行サーバドメインコントローラが兼ねる
TGT / ST身分証(ログオン時)/サーバごとの入場券ST はサーバの鍵で暗号化。FQDN が違うと取れない
SPNサービスの名前。サービス種別/FQDNプロキシ例外、hosts、CNAME に注意
SRV レコードサービスの提供ホストを DNS で示す(優先度・重み・ポート・ホスト)KDC や SIP サーバの探索
SAMLXML ベースの認証連携。IdP が認証し SP が結果を受け取るアサーション、IdP の署名、公開鍵証明書
IdP / SP認証する側/サービスを提供し結果を信頼する側直接通信しない。ブラウザ経由
アサーションIdP が発行する認証結果と属性の署名つき文書「誰が生成したか」「改ざんされていないか」を検証
OAuth 2.0 / OIDC認可の委譲/その上の認証SAML との違いを一言で
サーバ証明書 / クライアント証明書サーバの本物性/端末・利用者の本物性秘密鍵の所有=本人
ルート証明書 / プライベート CA信頼の起点/自社で運用する CA端末への配布と失効(CRL、シリアル番号)
Cookie 型 SSOリバースプロキシが認証して Cookie を発行同一ドメイン内のみ。Secure 属性

7. 午後での問われ方と答え方の型

設問の型答え方出た年度
図中でサプリカント/オーセンティケータになる機器端末(NPC)/認証スイッチ・AP・WLC(図の表記で)H29 午後Ⅱ問2
EAP-TLS で端末に入れるものCA の自己証明書、クライアント証明書とその秘密鍵H29 午後Ⅱ問2
証明書運用で接続できなくなる人有効期限切れの端末、新規配属で未配布の端末H29 午後Ⅱ問2
ハンドオーバが続く理由PMK と認証情報を WLC が保持しているからH29 午後Ⅱ問2
認証と認可の目的認証: 本人であることを確認するため。認可: 操作ごとの実行権限を確認するためR4 午後Ⅰ問1
利用者情報を持つサーバLDAP サーバ(AD)R4 午後Ⅰ問1
ケルベロスで ST が取れない理由アクセス先の FQDN から SPN を作れない(プロキシ経由で FQDN が変わる)からR4 午後Ⅰ問3
ケルベロス導入で PC・サーバに必要な設定時刻同期を行うR4 午後Ⅰ問3
SRV レコードで得られる情報ケルベロス認証を行うサーバの FQDN(とポート)R4 午後Ⅰ問3
SAML で SP が持つべき鍵IdP の公開鍵証明書R5 午後Ⅱ問2
アサーションを偽造できない理由IdP の秘密鍵を所有していないからR5 午後Ⅱ問2
SP がアサーションで確認すること信頼関係のある IdP が生成したこと、改ざんされていないことR5 午後Ⅱ問2
クライアント証明書で本人と言える理由公開鍵に対する秘密鍵は本人しか保有していないからR4 午後Ⅱ問1
サーバ証明書を検証しないリスクなりすまされた装置へ接続してしまうR4 午後Ⅱ問1
署名に使う鍵/検証に使う鍵利用者の秘密鍵/利用者の公開鍵R4 午後Ⅱ問1
未許可端末の遮断を回避される弱点IP アドレスを固定設定すれば DHCP による制限を受けないR1 午後Ⅰ問3
Cookie を HTTPS 以外で送らせない対策Cookie に Secure 属性を付けるH27 午後Ⅰ問1
書き方の型 鍵を問われたら「誰の・秘密鍵か公開鍵か」を必ず書く(「公開鍵」だけでは不正解、「IdP の公開鍵証明書」)。 理由を問われたら「何を持っていないから/何が一致しないから」の形にする(「IdP の鍵を所有していないから」「FQDN から SPN を作れないから」)。 機器を問われたら図中の名前(WLC、NPC)で答え、役割名(オーセンティケータ)で答えない。

8. ミニ確認問題

クリックで答えが開きます。

Q1 802.1X の 3 者と、それぞれの間のプロトコルサプリカント(端末)─EAPoL─オーセンティケータ(認証スイッチ・AP/WLC)─RADIUS─認証サーバ。EAP の中身は端末と認証サーバが直接やり取りし、オーセンティケータは転送と結果の適用だけ。
Q2 認証が終わるまでスイッチのポートは何を通すかEAPoL だけ。DHCP も通らないので IP アドレスも取れない。
Q3 EAP-TLS と PEAP の違いを一言でEAP-TLS は端末のクライアント証明書で認証(端末ごとに証明書を配る)。PEAP はサーバ証明書で TLS を張った中で ID とパスワードを送る(配るのはサーバ証明書の CA だけ)。
Q4 ダイナミック VLAN とはRADIUS の応答に含まれる VLAN 属性に従って、オーセンティケータがそのポートの VLAN を利用者ごとに割り当てること。
Q5 ケルベロスの TGT と ST の違いTGT はログオン時に KDC からもらう身分証。ST はそれを使ってサーバごとにもらう入場券で、そのサーバの鍵で暗号化されている。
Q6 ケルベロスで時刻同期が必要な理由チケットの有効期限とタイムスタンプで再利用攻撃を防いでおり、PC・KDC・サーバの時刻が一定以上ずれると正当なチケットも拒否されるから。
Q7 サーバに IP アドレスでアクセスすると ST が取れないのはなぜかST の要求には SPN(サービス種別/FQDN)が必要で、PC はアクセス先の FQDN から SPN を組み立てる。FQDN でないと SPN が作れない。
Q8 SAML で IdP と SP が直接通信しないのに信頼できる理由アサーションに IdP が秘密鍵で署名しており、SP は事前に持つ IdP の公開鍵証明書で「IdP が生成し、改ざんされていない」ことを検証できるから。
Q9 クライアント証明書を提示できれば本人と言える根拠証明書の公開鍵に対応する秘密鍵は本人しか持っておらず、その秘密鍵で署名できることを示すから。
Q10 プライベート CA で証明書を発行する場合、全端末に追加で配るものその CA のルート証明書。これがないと CA が発行したサーバ証明書・クライアント証明書を検証できない。

用語の振り返り

このページの用語集(21 語)から作った確認問題です。「意味 → 用語」は意味の説明(用語そのものは__で伏せてある)を読んで用語を入力し、Enter で答え合わせします。 表記ゆれで × になったときは「合っていた」で直せます。「用語 → 意味」は口で説明してから答えを開いて自己採点します。結果はこのブラウザに保存され、「×だけ」で間違えた語だけを解き直せます。

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作成 2026-10-28。ネットワークスペシャリスト 科目B(午後)対策。出典は平成27・29年秋・令和元年秋・令和4・5年春の午後Ⅰ・Ⅱ(IPA 公開問題と解答例)。 関連: 拠点間 VPN とは(SSL-VPN)、プロキシと SWG とは(TLS 復号とルート証明書)。