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公開：2024-09-03

PPPとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

PPP(Point-to-Point Protocol)とは

PPP(Point-to-Point Protocol)は、インターネットプロトコルスイートの一部で、2つのネットワークノード間でデータリンク接続を確立するためのプロトコルです。PPPは、シリアル接続やダイヤルアップ接続など、さまざまな種類の物理的リンク上でデータグラムを送信するために使用されます。

PPPは、インターネット標準の一つとして定義されており、RFC 1661で規定されています。PPPは、データリンク層プロトコルであり、ネットワーク層プロトコルの上位に位置付けられます。

PPPは、認証、暗号化、圧縮など、さまざまな機能を提供します。PPPは、PAP(Password Authentication Protocol)やCHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol)などの認証プロトコルを使用して、接続の認証を行います。

PPPは、LCP(Link Control Protocol)を使用して、リンクの確立、設定、テスト、および終了を行います。LCPは、PPPの制御プロトコルであり、PPP接続の確立や維持に使用されます。

PPPは、NCP(Network Control Protocol)を使用して、ネットワーク層プロトコルを構成します。NCPは、IPやIPX、AppleTalkなど、さまざまなネットワーク層プロトコルに対応しています。

PPPの認証方式

PPPの認証方式に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• PAPを使用したPPP認証の仕組み
• CHAPを使用したPPP認証の仕組み
• EAP-TLSを使用したPPP認証の仕組み

PAPを使用したPPP認証の仕組み

PAP(Password Authentication Protocol)は、PPPの認証プロトコルの一つです。PAPは、平文でユーザー名とパスワードを送信するため、セキュリティ上の問題があります。

PAPでは、クライアントがサーバーに接続要求を送信し、サーバーがクライアントにユーザー名とパスワードの入力を要求します。クライアントは、ユーザー名とパスワードを平文で送信し、サーバーはそれらを検証します。

PAPは、簡単に実装できるという利点がありますが、パスワードが平文で送信されるため、盗聴される可能性があります。そのため、PAPは、セキュリティ要件が低い環境でのみ使用されるべきです。

CHAPを使用したPPP認証の仕組み

CHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol)は、PPPの認証プロトコルの一つです。CHAPは、パスワードを平文で送信せず、チャレンジとレスポンスを使用して認証を行います。

CHAPでは、サーバーがクライアントにチャレンジ(乱数)を送信し、クライアントはチャレンジとパスワードを使用してレスポンスを計算します。クライアントは、レスポンスをサーバーに送信し、サーバーはレスポンスを検証します。

CHAPは、パスワードを平文で送信しないため、PAPよりもセキュアです。また、CHAPは、接続中に定期的にチャレンジを送信することで、接続の有効性を確認することができます。

EAP-TLSを使用したPPP認証の仕組み

EAP-TLS(Extensible Authentication Protocol-Transport Layer Security)は、PPPの認証プロトコルの一つです。EAP-TLSは、TLSを使用して、クライアントとサーバー間の相互認証を行います。

EAP-TLSでは、クライアントとサーバーは、それぞれの証明書を使用して相手の身元を確認します。クライアントとサーバーは、TLSハンドシェイクを行い、セキュアな接続を確立します。

EAP-TLSは、CHAPよりもセキュアであり、Wi-Fiネットワークでの認証などに使用されています。ただし、EAP-TLSを使用するには、クライアントとサーバーの両方で証明書を管理する必要があります。

PPPの暗号化方式

PPPの暗号化方式に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• MSCHAPを使用したPPP暗号化の仕組み
• EAP-TLS を使用したPPP暗号化の仕組み
• L2TPを使用したPPP暗号化の仕組み

MSCHAPを使用したPPP暗号化の仕組み

MSCHAP(Microsoft Challenge-Handshake Authentication Protocol)は、Microsoftが開発したPPPの認証および暗号化プロトコルです。MSCHAPは、CHAPを拡張したプロトコルであり、Windows OSで広く使用されています。

MSCHAPでは、サーバーがクライアントにチャレンジを送信し、クライアントはチャレンジとパスワードを使用してレスポンスを計算します。レスポンスは、ハッシュ関数を使用して計算され、サーバーに送信されます。

MSCHAPv2では、より強力な暗号化アルゴリズムが使用されており、パスワードの漏洩リスクを軽減することができます。ただし、MSCHAPv2にも脆弱性が存在することが知られているため、より強力な暗号化方式の使用が推奨されています。

EAP-TLSを使用したPPP暗号化の仕組み

EAP-TLSは、PPPの認証だけでなく、暗号化にも使用することができます。EAP-TLSでは、クライアントとサーバーがTLSハンドシェイクを行い、セキュアな接続を確立します。

TLSハンドシェイクでは、クライアントとサーバーが暗号化アルゴリズムとキーを交換し、以降のデータ通信を暗号化します。EAP-TLSでは、AES(Advanced Encryption Standard)などの強力な暗号化アルゴリズムが使用されます。

EAP-TLSは、Wi-Fiネットワークでの暗号化などに使用されています。EAP-TLSは、証明書ベースの認証を行うため、高いセキュリティを提供することができます。

L2TPを使用したPPP暗号化の仕組み

L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)は、PPPをトンネリングするためのプロトコルです。L2TPは、IPSecと組み合わせて使用することで、セキュアなVPN(Virtual Private Network)を構築することができます。

L2TP/IPSecでは、まずIPSecを使用してセキュアなトンネルを確立します。IPSecでは、IKE(Internet Key Exchange)を使用して、暗号化アルゴリズムとキーを交換します。

その後、L2TPを使用して、PPPフレームをIPSecトンネル内で転送します。L2TPは、PPPフレームをカプセル化し、IPSecトンネルを通じて転送することができます。

PPPの圧縮方式

PPPの圧縮方式に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• Stac LZSを使用したPPP圧縮の仕組み
• MPPC を使用したPPP圧縮の仕組み
• DEFLATE を使用したPPP圧縮の仕組み

Stac LZSを使用したPPP圧縮の仕組み

Stac LZSは、PPPの圧縮アルゴリズムの一つです。Stac LZSは、ストリーム型の圧縮アルゴリズムであり、データをバイト単位で圧縮することができます。

Stac LZSでは、スライディングウィンドウと呼ばれる技術を使用して、データ内の繰り返しパターンを検出し、それらを短い符号で置き換えることで圧縮を行います。スライディングウィンドウのサイズは、2KB～8KBの範囲で設定することができます。

Stac LZSは、比較的高速に動作し、圧縮率も高いため、PPPの圧縮アルゴリズムとして広く使用されています。ただし、Stac LZSは特許に関する問題があるため、一部の環境では使用が制限されています。

MPPCを使用したPPP圧縮の仕組み

MPPC(Microsoft Point-to-Point Compression)は、Microsoftが開発したPPPの圧縮アルゴリズムです。MPPCは、LZ77アルゴリズムをベースとしたストリーム型の圧縮アルゴリズムです。

MPPCでは、LZ77アルゴリズムを使用して、データ内の繰り返しパターンを検出し、それらを短い符号で置き換えることで圧縮を行います。MPPCは、最大8KBのスライディングウィンドウを使用することができます。

MPPCは、Stac LZSと比較して若干圧縮率が低いですが、特許の問題がないため、広く使用されています。また、MPPCは、Microsoftの製品との互換性が高いため、Windows環境での使用に適しています。

DEFLATEを使用したPPP圧縮の仕組み

DEFLATEは、PPPの圧縮アルゴリズムの一つであり、LZ77アルゴリズムとハフマン符号化を組み合わせたアルゴリズムです。DEFLATEは、ZIPファイルなどでも使用されている圧縮アルゴリズムです。

DEFLATEでは、まずLZ77アルゴリズムを使用して、データ内の繰り返しパターンを検出し、それらを短い符号で置き換えます。その後、ハフマン符号化を使用して、符号の出現頻度に基づいて可変長の符号を割り当てることで、さらに圧縮を行います。

DEFLATEは、高い圧縮率と高速な処理速度を実現することができます。また、DEFLATEは、特許の問題がないため、広く使用されています。DEFLATEは、PPPの圧縮アルゴリズムとして広く使用されている他、HTTPやSSHなどのプロトコルでも使用されています。

参考サイト

1. Apple. https://www.apple.com/jp/
2. Microsoft. https://www.microsoft.com/ja-jp

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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