VPNはどのように機能するのか？
VPNの「接続」ボタンをクリックしたときに何が起こるのか疑問に思ったことはありませんか？このガイドでは、VPN技術の背後にある技術的な仕組みを解説し、暗号化、トンネリングプロトコル、データ保護を明確で理解しやすい言葉で説明します。
このガイドの内容：
VPN接続の概要
VPNは、お使いのデバイスとVPNサーバーの間に安全な暗号化接続を作成します。この接続は、第三者にデータを見られたり傍受されたりするのを防ぐ「トンネル」として機能します。
データの移動経路
重要な概念は、デバイスとVPNサーバーの間では、すべてのデータが暗号化されており読み取ることができないということです。VPNサーバーに到達して初めて復号化され、宛先に送信されます。
暗号化の説明
暗号化とは、数学的アルゴリズムを使用して、読み取り可能なデータ（平文）を読み取り不可能な形式（暗号文）に変換するプロセスです。正しい復号化キーを持っている人だけがそれを元に戻すことができます。
AES-256暗号化
最新のVPNのほとんどは、世界中の政府や軍事組織が使用しているのと同じAES-256（256ビットキーを使用した高度暗号化標準）を使用しています。
キーの長さ
256ビット = 2^256通りの組み合わせ。これは観測可能な宇宙の原子の数よりも多いです！
解読にかかる時間
現在の技術では、ブルートフォースでAES-256暗号化を解読するには数十億年かかります。
暗号化キーの種類
- 対称暗号化: 暗号化と復号化に同じキーを使用します。高速ですが、安全なキー交換が必要です。
- 非対称暗号化: 公開キーで暗号化し、秘密キーで復号化します。初期ハンドシェイクとキー交換に使用されます。
VPNトンネリング
VPNトンネリングとは、データパケットを別のパケット内にカプセル化するプロセスです。手紙を別の封筒に入れるようなものと考えてください。外側の封筒が中身を隠します。
カプセル化プロセス
宛先アドレス付きの実際のデータパケット
VPNプロトコルを使用してデータが暗号化されます
暗号化されたデータがVPNサーバー宛ての新しいパケットに包まれます
パケットはISPを経由してVPNサーバーに移動します（ISPには暗号化された塊しか見えません）
VPNプロトコルの比較
VPNプロトコルは、データの暗号化と送信方法を決定します。各プロトコルには、速度、セキュリティ、互換性の独自のバランスがあります。
WireGuard
推奨最新かつ最速のプロトコルです。最先端の暗号技術を使用し、わずか4,000行のコードで構成されています（OpenVPNの400,000行以上と比較して）。
OpenVPN
業界標準最も広く使用されているプロトコルです。オープンソースで20年以上にわたって実戦でテストされています。事実上すべてのデバイスとネットワークで動作します。
IKEv2/IPSec
モバイル最適化モバイルデバイスに最適です。WiFiとセルラーネットワークを切り替える際に素早く再接続します。ほとんどのオペレーティングシステムに組み込まれています。
ステップバイステップ：接続時に何が起こるか
VPNアプリが接続を開始
「接続」をクリックすると、VPNアプリはVPNサーバーに接続し、認証プロセスを開始します。
ハンドシェイクと認証
デバイスとVPNサーバーが暗号化キーを交換し、証明書を通じてお互いの身元を確認します。
トンネルの確立
安全な暗号化トンネルが作成されます。これ以降、すべてのインターネットトラフィックはこのトンネルを通って流れます。
IPアドレスのマスキング
実際のIPアドレスがVPNサーバーのIPアドレスに置き換えられます。ウェブサイトには、あなたの場所ではなく、サーバーの場所が表示されます。
データの安全な流れ
送信するすべてのパケットは暗号化され、VPNサーバーにトンネリングされ、復号化されて宛先に転送されます。応答は逆の経路をたどります。
主要なセキュリティ機能
キルスイッチ
VPN接続が切断された場合に自動的にすべてのインターネットトラフィックをブロックし、データ漏洩を防ぎます。
DNS漏洩保護
DNSクエリが、閲覧履歴を公開する可能性のあるISPのDNSサーバーではなく、VPNトンネルを経由することを保証します。
完全転送秘密
各セッションで一意の暗号化キーを生成します。1つのキーが侵害されても、過去のセッションは安全なままです。
RAMのみのサーバー
一部のVPNは完全にRAMメモリで動作します。電源を切ると、すべてのデータが自動的に消去され、痕跡が残りません。
重要なポイント
- VPNは軍事レベルのAES-256暗号化でデータを暗号化します
- トンネリングは、暗号化されたパケットにデータをカプセル化することで隠します
- WireGuardは最速の最新プロトコルです。OpenVPNは最も互換性があります
- キルスイッチやDNS漏洩保護などの機能が追加のセキュリティレイヤーを提供します