メッセージ認証符号（MAC）とは？

メッセージ認証符号（MAC）の意味

送信者と受信者があらかじめ共有した鍵を使って、メッセージの改ざんの有無と送信者の正当性を確認するための短い符号。ハッシュ関数と共通鍵を組み合わせて計算されることが多く、デジタル署名よりも軽量に完全性を検証できる。

メッセージ認証符号（MAC）の具体例

通信の途中で内容が1文字でも書き換えられると、受信側で再計算したMACの値が送られてきたMACと一致しなくなるため、改ざんを検出できる。

メッセージ認証符号（MAC）は試験でどう引っ掛けられる？

鍵を送信者と受信者の双方が持つため、第三者に対して「送ったのは相手だ」と示す否認防止はできない。ここがデジタル署名との決定的な差。改ざんの検知（完全性）はできるが、内容を秘匿する機密性は担保しない点も混同しやすい。

メッセージ認証符号（MAC）と関連する用語

• デジタル署名とハッシュ関数
• 共通鍵暗号方式・公開鍵暗号方式

メッセージ認証符号（MAC）が出た過去問

• メッセージ認証符号におけるメッセージダイジェストの利用目的はどれか。

  正解：メッセージが改ざんされていないことを確認する。

  要点：メッセージダイジェストはハッシュ値の照合で改ざんを検出する

  メッセージダイジェストは、メッセージ全体をハッシュ関数にかけて得られる固定長の値である。内容が1ビットでも変わればダイジェストも変わるので、送受信の両側で計算した値を突き合わせれば改ざんの有無を検出できる。メッセージ認証符号はこの性質を鍵と組み合わせて利用する。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問38（IPA）

• 複数のLANを接続するために用いる装置で，OSI基本参照モデルのデータリンク層のプロトコル情報に基づいてデータを中継する装置はどれか。

  正解：ブリッジ

  要点：ブリッジは第2層のMACアドレスで中継を判断する

  OSI基本参照モデルの第2層（データリンク層）のアドレス、すなわちMACアドレスを見て中継するかどうかを判断する装置がブリッジである。同じセグメント内で完結する通信を他方へ流さないため、無駄なトラフィックを抑えられる。現在のスイッチングハブは、この機能を多ポート化したものと考えるとよい。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• ネットワーク機器の一つであるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）の特徴として、適切なものはどれか。

  正解：受信したパケットを、宛先MACアドレスが存在するLANポートだけに転送する。

  要点：L2スイッチはMACアドレスを学習し宛先ポートにだけ転送する

  レイヤ2スイッチは受信フレームの送信元MACアドレスとポートの対応をMACアドレステーブルに学習し、宛先MACアドレスが登録済みならそのポートにだけフレームを送り出す。これにより無関係なポートへ余計なトラフィックが流れず、衝突も減って効率が上がる。全ポートへ中継するのは旧来のリピータハブの動作である。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• ルータがパケットの経路決定に用いる情報として，最も適切なものはどれか。

  正解：宛先IPアドレス

  要点：ルータは宛先IPアドレスで転送先を決める

  ルータはネットワーク層で動作し、受け取ったパケットのIPヘッダにある宛先IPアドレスをルーティングテーブルと照合して次の転送先を決めます。MACアドレスは同一リンク内の相手を指すだけで、ホップごとに書き換わるため経路決定には使いません。発信元アドレスは応答の宛先として使われますが、経路選択の主たる材料ではありません。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• LAN間接続装置に関する記述のうち，適切なものはどれか。

  正解：リピータは，同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する。

  要点：リピータ＝物理層、ブリッジ＝MAC、ルータ＝IPで中継する

  リピータは物理層の装置で、減衰した電気信号を増幅・整形して送り出すだけの働きをする。信号の中身は解釈しないため、同じ種類のセグメントをつないで伝送距離を延ばす用途に使われる。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）