Wi-Fi の暗号化方式は、WEP, WPA, WPA2 と強化されてきました。現在の標準は WPA3 です。Wi-Fi 6E / 7 で使える 6GHz 帯では WPA3 (または OWE) が必須で、WPA2 では接続できません。

この記事では、WPA3 のセキュリティモード、WPA2 の弱点を補う SAE 認証、管理フレームを守る PMF を、図を使って説明します。

• セキュリティモードの種類
• WPA2-Personal の弱点と、SAE による改善
• SAE 認証と 4-Way Handshake の流れ
• PMF による管理フレームの保護
• 用途ごとの設定の考え方

WPA3 には、用途に応じていくつかのモードがあります。

6GHz 帯で使えるのは、WPA3 と OWE だけです。移行モード (WPA2/WPA3) は、2.4GHz・5GHz 帯で使います。

WPA2-Personal は、パスワード (PSK) から作った鍵を使い、4-Way Handshake で暗号鍵を決めます。このやり取りを傍受されると、攻撃者は手元でパスワードの候補を次々に試す「オフライン辞書攻撃」ができます。弱いパスワードはすぐに割り出され、過去に傍受した通信まで復号されてしまいます。また、鍵の再インストール攻撃 (KRACK：Key Reinstallation Attack) の対象にもなりました。

WPA3-Personal では、4-Way Handshake の前に SAE でお互いを認証し、PMK (Pairwise Master Key) を作ります。SAE のやり取りを傍受してもパスワードは割り出せず、試すには毎回 AP と実際にやり取りする必要があります。さらに、接続ごとに異なる PMK を使うため、あとでパスワードが漏れても、過去の通信は復号できません (前方秘匿性、forward secrecy)。

SAE は、端末と AP が対等な立場で、同じパスワードを知っていることを証明し合う認証方式です (Dragonfly 鍵交換)。Commit と Confirm を2往復して PMK を作り、そのあとアソシエーションと 4-Way Handshake に進みます。

• SAE Commit / Confirm：パスワードそのものは送らずに、お互いが同じパスワードを知っていることを確かめ、PMK を作ります。
• Association Request / Response：端末が対応する暗号方式 (RSN IE：Robust Security Network Information Element) を伝えて接続します。
• 4-Way Handshake：PMK と、両者が出し合う乱数 (ANonce, SNonce) から、通信を暗号化する PTK (Pairwise Transient Key) を作ります。③ では、ブロードキャスト用の鍵 GTK (Group Temporal Key) も届けます。

接続や切断の通知などの管理フレーム (management frame) は、WPA2 までは保護されていませんでした。そのため、攻撃者が AP になりすまして偽の切断通知 (Deauthentication) を送ると、端末は接続を切られてしまいます。これを悪用すると、端末を偽の AP に誘導する中間者攻撃 (MITM：Man-in-the-Middle) にもつながります。

PMF は、ユニキャストの管理フレームを暗号化し、改ざんを検知できるようにして、なりすましによる切断を防ぎます。

• WPA3 では PMF が必須です。WPA2/WPA3 移行モードでは、対応する端末だけが使う「任意」にするのが一般的です。
• 不正 AP の検知 (Rogue AP Detection) と組み合わせると、なりすまし対策がより確実になります。
• 古い端末の中には、PMF を有効にした SSID に接続できないものがあります。

• 6GHz 帯 (Wi-Fi 6E / 7) を使うなら、WPA3 か OWE が必須。
• WPA3-Personal の SAE は、オフライン辞書攻撃を防ぎ、前方秘匿性で過去の通信も守る。
• PMF は、なりすましによる切断を防ぐ。WPA3 では必須。
• 古い端末が残る間は移行モードを使い、少しずつ WPA3 のみに切り替えていく。