仮想プライベートネットワーク入門(VPN)
仮想プライベートネットワーク、またはVPNは、インターネットなどの安全なネットワーク上で安全で暗号化された接続を作成する技術です。 VPNは、オンラインプライバシーを強化し、機密データを保護し、インターネットへの安全なアクセスを可能にする強力なツールです。 ユーザーの定期的なインターネットサービスプロバイダ(ISP)ではなく、プライベートサーバーを介してデバイスのインターネット接続をルーティングすることで動作します。 これにより、ユーザーはVPNサーバーの場所からインターネットにアクセスし、IPアドレスをマスクしてデータを暗号化するかどうかが表示されます。
今日のデジタルランドスケープでは、データ侵害とプライバシーの懸念がランプントである場合、VPNは個人や企業にとって不可欠なツールとなっています。 それらはデータ伝送のための安全なトンネルを提供し、eavesdroppersおよびハッカーから保護します。 これは、公衆Wi-Fiネットワークを使用するときに特に重要です。これは、多くの場合、保護されていないと攻撃に脆弱です。
ビジネスの観点から、VPNは企業ネットワークの確保と、企業リソースへのセキュアなアクセスが可能なリモート・従業員を提供することが不可欠です。 リモートワークの上昇に伴い、堅牢でスケーラブルなVPNソリューションの必要性は大きくありませんでした。 適切に設計されたVPNアーキテクチャは、組織が、物理的な場所に関係なく、安全で生産的な労働力を維持するのに役立ちます。
このブログ投稿は、最新のVPNアーキテクチャ設計に包括的なガイドを提供します。 私たちは、VPNの基本的な概念を探索し、さまざまな種類のVPNプロトコルに導き、安全でスケーラブルなVPNソリューションを構築するためのさまざまな設計パターンについて説明します。 ベテランのネットワークエンジニアであるか、ネットワークセキュリティの世界での旅を始めるかにかかわらず、この投稿は、効果的なVPNソリューションの設計と実装に必要な知識と洞察を提供します。
VPNアーキテクチャのコアコンセプト
VPNアーキテクチャのコアコンセプトを理解することは、効果的なVPNソリューションの設計と実装に不可欠です。 VPNは、トンネル、暗号化、認証の原則に基づいて構築されています。 これらの3つの柱は、公共ネットワーク上で安全でプライベートな通信チャネルを作成するために一緒に働きます。
Tunnelingは、別のネットワークプロトコルをカプセル化するプロセスです。 VPN のコンテキストでは、インターネット経由で送信される前に、他のパケットにデータパケットが配置されることを意味します。 これにより、ネットワークからデータを隔離し、不正な締約国がトラフィックを傍受または検査することが困難である「トンネル」が作成されます。 トンネルの2つの主要なタイプは自発的および強制的です。 境界トンネルはクライアントによって開始されますが、強制トンネルはネットワークによって開始されます。
暗号化は、不正なアクセスを防ぐためのコードにデータを変換するプロセスです。 VPN は強力な暗号化プロトコルを使用して、トンネルを介して送信されたデータの機密性と完全性を保護します。 これは、ハッカーがデータを傍受するために管理しても、暗号化キーなしでそれを読み取れないことを意味します。 暗号化の強さは、AES-256のような高度な暗号化基準を採用した最新のVPNを使用して、使用されるプロトコルによって異なります。
Authentication は、ユーザーまたはデバイスのアイデンティティを検証するプロセスです。 VPN は、権限のあるユーザーがネットワークにアクセスできるだけを確保するために、さまざまな認証メカニズムを使用します。 これは、ユーザー名とパスワード、デジタル証明書、およびマルチファクタ認証の組み合わせを含むことができます。 強力な認証は、VPNへの不正なアクセスや保護するリソースを防止するために不可欠です。
これらの3つのコアコンセプトは、任意のVPNアーキテクチャの基礎です。 一緒に働く方法を理解することで、組織の特定のセキュリティと性能要件を満たすVPNソリューションを設計できます。 次のセクションでは、さまざまな種類のVPNとそれらに電力を供給するプロトコルについて説明します。
VPNの種類
VPNは、リモートアクセスVPNとサイトツーサイトVPNの2つの主要なタイプに広く分類できます。 各タイプは異なる目的を果たし、異なる使用例に適しています。 これらの2種類のVPNの違いを理解することは、組織の適切なソリューションを選択するために不可欠です。
リモートアクセスVPN
リモートアクセスVPNは、個々のユーザーがリモートからプライベートネットワークに接続できるようにします。 これは、VPNの最も一般的なタイプであり、リモート従業員、ビジネス旅行者、およびインターネット接続を保護したい個人によって広く使用されています。 リモートアクセス VPN では、サーバーや内部アプリケーションなどの企業リソースにアクセスできるため、オフィスネットワークに接続されているためです。
ユーザーは、企業ネットワークのエッジに座るサーバーであるVPNゲートウェイへの接続を開始します。 VPN ゲートウェイは、ユーザーを認証し、ユーザーのデバイスとプライベートネットワーク間で安全なトンネルを作成します。 ユーザーのデバイスとプライベートネットワークの間のすべてのトラフィックは暗号化され、機密を保持し、安全であることを確認します。
サイト内VPN
ルータ・ツー・ルータVPNとも呼ばれるサイト・ツー・サイト・VPNは、インターネット上の2つ以上のプライベート・ネットワークを接続するために使用されます。 このタイプのVPNは、異なる地理的な場所で複数のオフィスを持つ組織で一般的に使用されています。 サイト・ツー・サイト・VPNを使用すると、これらのオフィスは、同じローカル・ネットワークの一部であったかのように、リソースとデータを安全に共有することができます。
サイト・ツー・サイト・VPNでは、各拠点にVPNゲートウェイが展開されます。 これらのゲートウェイはネットワーク間で安全なトンネルを確立し、ネットワーク間のすべてのトラフィックが暗号化されます。 これは、高価な専用リースラインの必要性なしで、異なるオフィスの場所間のシームレスで安全な通信を可能にします。
サイトからサイトまでのVPNには、イントラネットベースとエクストラネットベースの2種類があります。 同じ組織の複数のオフィスを接続するために、イントラネットベースのサイトツーサイトVPNが使用されます。 エンタープライズおよびビジネスパートナーなどの2つの異なる組織のネットワークを接続するために、サイトに拠点を置くVPNが使用されています。
一般的なVPN プロトコル
VPN プロトコルは、VPN トンネルの確立とデータの暗号化に関するルールとプロセスのセットです。 複数の異なるVPNプロトコルがあります。それぞれ独自の強みと弱点があります。 プロトコルの選択は、VPN接続のセキュリティ、速度、信頼性に大きな影響を与える可能性があります。 このセクションでは、最新のVPNアーキテクチャで使用される最も一般的なVPNプロトコルのいくつかを探索します。
OpenVPNについて
OpenVPNは、長年業界標準の業界標準である高度に構成可能でオープンソースのVPNプロトコルです。 ファイアウォールを迂回する強力なセキュリティとその能力で知られています。 OpenVPN は TCP または UDP のいずれかで実行できます。これにより、柔軟に対応できます。 TCP は、ストリーミングやオンラインゲームなどのアプリケーションに適した UDP がより速く、より優れた接続を提供します。
OpenVPNの主な利点の1つは、暗号化用のOpenSSLライブラリを使用しています。 AES、ブローフィッシュ、Camelliaなどの幅広い暗号アルゴリズムへのアクセスを提供します。 OpenVPNは、事前共有キー、証明書、ユーザー名/パスワードの組み合わせなど、さまざまな認証方法をサポートしています。
IKEv2/IPsecの特長
Internet Key Exchange バージョン 2 (IKEv2) は、暗号化用の IPsec と組み合わせる VPN プロトコルです。 IKEv2は、特にモバイルデバイス上の速度と安定性で知られています。 一時的に失われた場合、自動的にVPN接続を再確立することができます。これにより、外出先にいるユーザーに最適です。
IPsec は IP レイヤーでインターネット通信のセキュリティを提供するプロトコルのスイートです。 2つのエンドポイント間ですべてのIPトラフィックを暗号化し、認証することができます。 IKEv2と組み合わせると、安全で信頼性の高いVPNソリューションを提供します。 IKEv2/IPsec は、Windows、macOS、iOS を含む多くのプラットフォームでネイティブにサポートされます。
ワイヤーガード
WireGuardは、近年人気が高まっている比較的新しいVPNプロトコルです。 シンプル、スピード、そして強いセキュリティで知られています。 WireGuardには、他のVPNプロトコルよりもはるかに小さいコードベースがあります。これにより、監査が容易になり、脆弱性が悪くなる可能性があります。
WireGuardは、認証のためにChaChaCha20暗号とPoly1305を含む近代的な暗号化を使用しています。 CPUの使用法の最低の影響の速く、有効であるように設計されています。 WireGuardはまだアクティブ開発中ですが、既にVPNプロトコルの将来としてハイリングされています。
現代のVPNデザインパターン
ネットワークアーキテクチャが進化するにつれて、VPNを実装するための設計パターンも行います。 従来のVPNアーキテクチャはクラウドコンピューティングの上昇と、より分散した労働力へのシフトによって挑戦されています。 このセクションでは、安全なリモートアクセスの未来を形づけている現代のVPN設計パターンのいくつかを探索します。
クラウドVPN
クラウドVPNはクラウドでホストされているVPNサービスです。 つまり、独自のVPNハードウェアの展開と管理ではなく、クラウドベースのサービスを使用して、ネットワークへの安全なリモートアクセスを提供できます。 クラウドVPNは、従来のオンプレミスVPNよりも多くの利点を提供します。スケーラビリティ、柔軟性、そして使いやすさを含みます。
クラウドVPNを使用すると、新しいハードウェアの購入と設定を心配することなく、必要に応じてVPNの容量を拡張することができます。 クラウドVPNは、世界中のどこからでもネットワークに接続できる、高い柔軟性を提供します。 また、第三者プロバイダが管理しているため、ITリソースを解放して他の優先事項に集中することができます。
ゼロトラストネットワークアクセス(ZTNA)
ゼロ・トラスト・ネットワーク・アクセス(ZTNA)は、「常に信頼して」という原則に基づいているセキュリティモデルです。 ZTNAモデルでは、社内ネットワーク内外を問わず、ユーザやデバイスがデフォルトで信頼されることはありません。 許可される前にすべてのアクセス要求が確認され、アクセスは少なくとも優先的に付与されます。
ZTNAは、信頼できる内部ネットワークと信頼できる外部ネットワークの考え方に基づいて、従来のVPNアーキテクチャから重要な出発点です。 ZTNA では、ネットワークはセキュリティの周囲にはありません。 代わりに、セキュリティ境界は、ユーザーとアクセスしようとしているアプリケーションによって定義されます。
ZTNAは、セキュリティの向上、可視性の向上、よりシームレスなユーザーエクスペリエンスなど、従来のVPNよりも多くの利点を提供しています。 すべてのアクセス要求を検証することで、ZTNAは企業リソースへの不正なアクセスを防ぐことができます。 また、ZTNAは、アプリケーションごとにアクセスが付与されるため、従来のVPNよりも、より詳細な制御レベルを提供できます。
コンクルージョン
このブログでは、現代のVPNアーキテクチャの設計の世界を探しています。 トンネリング、暗号化、認証など、VPNの基本的な概念をカバーしています。 また、さまざまな種類のVPN、最も一般的なVPNプロトコル、および安全なリモートアクセスの未来を形づけているモダンなデザインパターンについても議論しました。
デジタルランドスケープが進化し続けているため、ネットワークやデータを保護するために利用する技術や戦略も大きく変化します。 VPNは、今後もこの変化する環境において重要な役割を果たしていきます。 最新のトレンドとベストプラクティスを VPN アーキテクチャ設計で最新の状態に保つことで、組織が明日のセキュリティ課題にうまく対応できるようにします。
分散した労働力またはサイトツーサイトVPN用のリモートアクセスソリューションを構築している場合でも、この投稿で議論された原則とコンセプトは、成功のための確かな基盤を提供します。 安全で弾力のあるネットワークへの旅は、よく設計されたVPNアーキテクチャから始まります。 このガイドは、あなたが自信を持ってその旅に乗り出す必要がある知識と洞察をあなたに提供したことを願っています。