無線LANとは―11ad、11axなどの規格、セキュリティについて

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無線LANとはどのようなものか、無線LANの認定規格の１つのWI-FI（無線LANのアダプタのブランド名）中心に11ad、11axなどのIEEEの規格、セキュリティについてまとめています。

1. 無線LANとは

無線LANとは、無線LANとは、LANケーブルでつなぐ有線のLAN（ローカルエリアネットワーク）を無線通信で実現したLANのことです。

無線LANには、IEEE 802.1Xという無線LANの通信のルールを定義した規格があります。よく聞くWi-Fi（わいふぁい）は、WECAという無線LANの業界団体がIEEE 802.11という無線LANの規格群につけた名前です。つまり、Wi-Fiは、無線LANのブランド名になります。

Wi-Fi

Wi-Fiは、IEEE 802.11伝送規格を使用した異なるメーカの無線LAN製品同士で相互接続性が保証されていることを示すブランド名です。

2. 11ad、11axなど、IEEE 802.11の規格

IEEE 802.1Xとは、IEEEによって策定されたネットワーク環境でユーザ認証を行うための規格です。

もともとは有線LAN向けの仕様として策定が進められましたが、その後EAPとして実装され、現在では無線LAN（IEEE 802.11X）環境での認証システムの標準仕様として広く利用されています。

IEEEは「あいとりぷるいー」といいまして、Institute of Electrical and Electronics Enginieersを省略したものです。つまり、アメリカ合衆国の電気電子技術者協会のことを表します。

IEEE 802.11は、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11c・・・とIEEE 802.11を基本にした規格の総称、もしくは無線LANの通信方式の１つとしてつかわれる用語になります。

IEEE 802.11の種類と特徴

IEEE 802.11の主な規格の特徴は以下です。

IEEE802.11b、IEEE802.11g
電波は2.4GHz帯、最大11Mbps。CSMA/CAを採用し、普通は通常基地局を介して通信します。
IEEE802.11a
電波は5GHz帯、最大54Mbps。電子レンジなどで使われる2.4GHz帯を使用していないので干渉を受けにくいという特徴の規格です。
IEEE802.11ad
11adは従来の無線LANで使われている2.4～5GHz帯の「マイクロ波」ではなく、60GHz帯の「ミリ波」を使います。既存の無線LAN機器と物理的な互換性はなく、利用には11ad専用の子機およびアクセスポイントが必要になります。
IEEE802.11ax
11axは2.4GHz/5GHz帯の両方をサポートし、これまで、Wi-Fiとも呼ばれるIEEE 802.11a/b/g/n/acとの下位互換性を持ちます。 11ac（wave2で6.93Gbps）の約1.5倍に当たる約9.6Gbpsの最大伝送速度で通信できるものとなります。
IEEE802.11b、IEEE802.11n
電波は2.4GHzまたは5GHz帯、最大150Mbps。複数のアンテナを同期させて通信するMIMOという技術を採用という特徴の規格です。

3. WiMAX

WiMAXとは、読み方はワイマックス、Worldwide Interoperability for Microwave Accessの略で、最大半径50kmの広範囲において最大75Mビット/秒の通信が可能であり、周波数帯域幅を1.25～20MHz使用するという特徴をもつ広域無線アクセス技術のことをいいます。

4. 無線LANのセキュリティ

無線LANを安全に使うには、暗号化と認証を組み合わせて使う必要があります。無線LANのセキュリティの規格には、WEPという規格がありますが、WPAには脆弱性があります。 WEPの脆弱性に対処するため、セキュリティ面を強化した無線LANの規格として、IEEE 802.11iという規格があります。

WEP

WEPとは、Wired Equivalent Privacyの略で、従前から無線LANに実装されている暗号化方式です。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11iとは、WEPの脆弱性に対処するため、セキュリティ面を強化した無線LANの規格です。その枠組みの中に、WPA、WPA2があります。

WPA

WPAとは、Wi-Fi Protected Accessの略でIEEE 802.1X規格による認証機能とTKIP方式を採用した規格です。 WEPの脆弱性を克服した規格ですが、脆弱性が懸念されるRC4を使用するため、WEPと大きな差異がない規格となっています。

WPA2

WPA2とは、Wi-Fi Protected Access 2の略で、暗号化アルゴリズムにAESを採用した規格です。 WEPの暗号が容易に解読されてしまうというWEPの脆弱性を改善し、暗号強度を高めた暗号化方式です。

WPA2は、WEPでは短い時間で暗号が解読されてしまう問題が報告されたことから、より暗号強度をたかめるために利用が推奨されてる無線LANの暗号化方式です。

WPA2-PSK

WPA2-PSKとは、WPA2のうち個人や小規模オフィスなどのネットワークに使用される共有キーあるいはこれを使用した認証のことをいいます。

WPA2-PSKの機能

WPA2-PSKには、アクセスポイントに設定されているのと同じSSIDとパスワード（Pre-Shared Key）が設定されている端末だけに接続を許可する機能があります。

第三者による無断接続の防止

無線LANは、アクセスポイントの不正利用対策が必要です。

無線LANを利用できるものを限定したいとき、アクセスポイントへの第三者による無断接続の防止には、 MACアドレスフィルタリング設定やSSID強度よりも、セキュリティ方式にWPA2-PSKを使用し、十分に長い事前共有鍵を設定する方が効果があります。

無線LAN接続環境のセキュリティ対策の例

たとえば、参加者が毎回変わる100名程度の公開セミナにおいて、参加者に対して無線LAN接続環境を提供する場合、参加者の端末以外からのアクセスポイントへの接続を防止するために効果がある情報セキュリティ対策は、アクセスポイントがもつ認証機能において、参加者の端末とアクセスポイントとの間で事前に共有する鍵をセミナごとに変更するのが有効です。

5. 無線LANに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下では無線LANに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

もっと知識を広げるための参考

ネットワーク
通信プロトコル、osi基本参照モデル7階層の覚え方などネットワーク関連の知識をまとめています。
情報セキュリティ
情報セキュリティとは何か、情報セキュリティのテキストコンテンツをテーマに知識をまとめています。またIPAの情報処理試験の情報セキュリティ関連の問題も解説しています。
テクノロジ系
情報処理試験対策用のサイトオリジナル教科書をテーマにテクノロジ系の知識をまとめています。

更新履歴

2019/9/25 第三者による無断接続の防止について追記しました。
2019/7/1 WPA2について追記しました。
2019/3/29 無線LAN接続環境のセキュリティ対策の例について追記しました。
2019/3/5 WPA2について追記しました。
2018/9/9 Wi-Fiについて追記しました。
2018/7/30 記事をアップしました。

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