IKE

読み：あいく　／　英語表記：Internet Key Exchange

IPsecで使う暗号アルゴリズムの合意と、鍵の交換を自動で行うプロトコル。UDPの500番ポートを使う。

イマシルちゃんの解説

IPsecで暗号化して通信するには、お互いに「どの暗号を使うか」「どの鍵を使うか」を決めておかないといけないんだ。

でも、インターネット越しに鍵をそのまま送ったら、盗まれちゃうよね。
IKEは、盗み聞きされても大丈夫な方法で、安全に鍵を作り合って、使う暗号の種類も相談して決めてくれる、
IPsecの「打ち合わせ係」なんだよ！

より深い解説

定義

IKE（Internet Key Exchange）は、IPsecで通信する機器同士が、相手の認証を行い、使用する暗号化や認証のアルゴリズムを合意し、鍵を安全に共有して、SA（セキュリティアソシエーション）を確立するためのプロトコルである。現在は、RFC 7296で定められたIKEv2が主に使われている。

使うポート番号

通信	ポート番号
IKE	UDP 500
NATトラバーサル（NAT-T）を使う場合	UDP 4500

途中にNATがあることを検知すると、UDPの4500番に切り替え、ESPのパケットもUDP 4500番でカプセル化して運ぶ。TCPの80番（HTTP）などは使わない。

IKEで行うこと

処理	内容
アルゴリズムの合意	暗号化（AESなど）、完全性（HMAC-SHA-256など）、DHグループなどを提案し合い、決める
鍵の共有	Diffie-Hellman鍵交換で、盗聴されても第三者には分からない共通の鍵を作る
相手の認証	事前共有鍵（PSK）、デジタル証明書、EAPなどで、相手が本物かを確認する
SAの確立と更新	IPsecのSAを作り、一定時間ごとに鍵を作り直す（リキー）

IKEv2の流れ

交換	メッセージ	内容
IKE_SA_INIT	2つ（1往復）	アルゴリズムの合意、DH鍵交換。IKE自身を保護するIKE SAを作る
IKE_AUTH	2つ（1往復）	IKE SAで保護しながら、互いを認証し、最初のIPsec SA（Child SA）を作る
CREATE_CHILD_SA	必要に応じて	追加のIPsec SAの作成や、鍵の更新

最小で4つのメッセージ（2往復）で、IPsecの通信を始められる。

IKEv1との違い

	IKEv1	IKEv2
手順	フェーズ1（メインモード / アグレッシブモード）とフェーズ2（クイックモード）	IKE_SA_INIT と IKE_AUTH
メッセージの数	多い（メインモードで6＋クイックモードで3）	少ない（最小4）
NAT越え	拡張で対応	標準で対応
リモートアクセス	拡張（XAUTHなど）が必要	EAPによる認証を標準で使える

IPsecの各プロトコルとの関係

プロトコル	役割
IKE	準備（合意、鍵交換、認証）を行う
ESP	準備した鍵で、パケットを暗号化・認証する
AH	準備した鍵で、パケットを認証する

ESPやAHは、IKEが確立したSAの内容に従ってパケットを処理するだけで、自分でアルゴリズムを交渉することはない。

IKE