LESSON 30分

SSL/TLS証明書を理解しよう

ストーリー

「社内ツールにアクセスしたら『この接続ではプライバシーが保護されません』ってエラーが出る」

「ああ、SSL証明書の問題だな。証明書が期限切れか、設定が間違っているかだ」

「SSL証明書って、あの鍵マークのやつですか？」

「そう。HTTPSの裏側でどんな仕組みが動いているか、ちゃんと理解しておこう」

SSL/TLS とは

SSL（Secure Sockets Layer）/ TLS（Transport Layer Security）は、通信を暗号化するプロトコルです。

HTTPとHTTPSの違い

HTTP:  クライアント ←→ サーバー  （平文、盗聴可能）
HTTPS: クライアント ←[暗号化]→ サーバー  （暗号化、安全）

現在は SSL は古く非推奨で、TLS が使われています。ただし慣例的に「SSL証明書」と呼ばれることが多いです。

SSL/TLSのハンドシェイク

HTTPSの接続確立時に行われるやりとりです（TCPの3ウェイハンドシェイクの後）。

クライアント                         サーバー
    |                                  |
    |--- ClientHello ----------------->|  使用可能な暗号方式を提示
    |                                  |
    |<-- ServerHello + 証明書 ---------|  暗号方式の決定 + 証明書送信
    |                                  |
    |   証明書を検証                    |  クライアントが証明書の有効性を確認
    |                                  |
    |--- 鍵交換 ---------------------->|  暗号化通信のための鍵を交換
    |                                  |
    |<-- 完了 -------------------------|
    |                                  |
    |==== 暗号化通信開始 ==============|

SSL証明書の構成要素

要素説明
ドメイン名証明書が有効なドメイン（例: example.com）
発行者（CA）証明書を発行した認証局（例: Let's Encrypt）
有効期限証明書の有効開始日と終了日
公開鍵暗号化に使う公開鍵
署名認証局による電子署名

証明書チェーン

証明書は**チェーン（連鎖）**で信頼性を確保します。

ルート証明書（Root CA）      ← OSやブラウザに組み込まれている
  ↓ 署名
中間証明書（Intermediate CA） ← ルートCAが署名
  ↓ 署名
サーバー証明書                ← 中間CAが署名。あなたのサイト用

ブラウザは、サーバー証明書から中間証明書、ルート証明書までチェーンをたどり、信頼できるルートCAにたどり着けば「安全」と判断します。

openssl コマンドで証明書を確認

基本的な証明書確認

bash
# サーバーの証明書を表示
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com

# 出力の見方:
# Certificate chain   ← 証明書チェーン
#  0 s:CN = example.com   ← サーバー証明書
#    i:C = US, O = Let's Encrypt, CN = R3   ← 発行者
#  1 s:C = US, O = Let's Encrypt, CN = R3   ← 中間証明書
#    i:O = Digital Signature Trust Co., CN = DST Root CA X3   ← ルートCA

証明書の有効期限を確認

bash
echo | openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com 2>/dev/null | openssl x509 -noout -dates
notBefore=Jan  1 00:00:00 2024 GMT   ← 有効開始日
notAfter=Apr  1 00:00:00 2024 GMT    ← 有効終了日

証明書の詳細を確認

bash
echo | openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com 2>/dev/null | openssl x509 -noout -text

curl でHTTPSの問題を診断

bash
# 詳細な接続情報（SSL含む）
curl -v https://example.com

# 出力例（正常）:
# * SSL connection using TLSv1.3 / TLS_AES_256_GCM_SHA384
# * Server certificate:
# *  subject: CN=example.com
# *  SSL certificate verify ok.

# 証明書の検証をスキップ（テスト用、本番では非推奨）
curl -k https://example.com

Let's Encrypt

無料でSSL証明書を発行する認証局です。

特徴

項目内容
費用無料
有効期間90日
更新certbot で自動更新
ドメイン検証HTTP-01 または DNS-01

certbot の基本

bash
# 証明書の取得
sudo certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com

# 証明書の更新
sudo certbot renew

# 自動更新の設定（cronまたはsystemdタイマー）
# 通常インストール時に自動設定される

よくあるSSL/TLS障害

1. 証明書の期限切れ

症状: 「NET::ERR_CERT_DATE_INVALID」
確認: openssl s_client で有効期限を確認
対応: 証明書を更新（certbot renew）

2. ドメイン名の不一致

症状: 「NET::ERR_CERT_COMMON_NAME_INVALID」
確認: 証明書のCN/SANとアクセスURLのドメインが一致しているか
対応: 正しいドメイン名で証明書を再取得

3. 中間証明書の欠落

症状: 一部のブラウザやOSでだけエラー
確認: openssl s_client で証明書チェーンを確認
対応: 中間証明書をサーバーに設定

4. 自己署名証明書

症状: 「NET::ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID」
確認: 発行者が信頼されたCAではない
対応: 正規のCAから証明書を取得（Let's Encrypt等）

まとめ

ポイント内容
SSL/TLS通信を暗号化するプロトコル
証明書ドメインの所有者を証明し、暗号化の鍵を提供
証明書チェーンルートCA → 中間CA → サーバー証明書の信頼の連鎖
openssl証明書の内容や有効期限を確認するコマンド
Let's Encrypt無料の証明書発行サービス（90日ごとに更新）

チェックリスト

  • SSL/TLSハンドシェイクの流れを理解した
  • openssl で証明書の有効期限を確認できる
  • 証明書チェーンの概念を説明できる
  • よくあるSSL障害パターンを把握した

次のステップへ

SSL/TLS証明書の仕組みと障害対応を学びました。 次のセクションでは、プロキシとロードバランサーについて学びます。

推定読了時間: 30分