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TCP

2023-02-26 (日) 10:20:54

TCP とは †

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名称 †

  • Transmission Control Protocol
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概要 †

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TCP の機能 †

  • 再送処理
    • 再送タイムアウト（RTO）
    • 高速再転送
  • フロー制御
  • 輻輳制御
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TCPの仕組み †

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TCPコネクション †

  • 通信の開始時に通信路を確立し、終了時に通信路を解放する
  • TCPコネクションは下記の4つの情報によって識別される
    • 宛先IPアドレス
    • 宛先ポート番号（TCP）
    • 送信元IPアドレス
    • 送信元ポート番号（TCP）
  • 3つのフェーズで行われる
    1. コネクション確立フェーズ
    2. 通信フェーズ
    3. コネクション切断フェーズ
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(1) コネクション確立フェーズ †

  • 3wayハンドシェイク
    • 1. →(SYN)
    • 2. ←(ACK + SYN)
    • 3. →(ACK)
  • ※SYN：コネクション確立要求
  • ※ACK：肯定応答
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(2) 通信フェーズ †

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(3) コネクション切断フェーズ †

  • 1. →(FIN + ACK)
  • 2. ←(ACK)
  • 3. ←(FIN + ACK)
  • 4. →(ACK)
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TCP のデータ構造 †

  • TCPヘッダとペイロードで構成される
    • TCPヘッダ（20バイト～）
    • ペイロード（アプリケーション層のデータ）
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TCPヘッダ †

  • 33〜64bit
    • シーケンス番号(32)
  • 65〜96bit
    • 確認応答番号(ACK番号)(32)
  • 97〜128bit
    • データオフセット(4)　※TCPヘッダ長：単位は4Byte(32bit)
    • 予約(6)　※未使用（末尾3桁をコントロールフラグとして使う）
    • コントロールフラグ(6)
    • ウィンドウサイズ(16)
  • 129〜160bit（20Byte）
    • チェックサム(16)　※TCPセグメント（TCPヘッダ + ペイロード）の誤り検出に使われる
    • 緊急ポインタ(16)
  • 161〜192bit
    • オプション(n)
    • パディング(32-n)
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シーケンス番号 †

  • 送信データの連番
  • 初期値はランダムな値
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確認応答番号(ACK番号) †

  • 受信データの連番
  • 3ウェイハンドシェイク前
    • 相手から受け取ったシーケンス番号に1を加算した値
  • 3ウェイハンドシェイク後
    • 相手から受け取ったシーケンス番号にデータサイズ（Byte）を加算した値
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コントロールフラグ †

  • コードビット
  • コントロールビット
  • 予約(末尾3桁)
    ビット位置コードビット意味
    1NSECN-nonceRFC3540
    2CWRcongestion window reduced輻輳ウィンドウ減少の通知。RFC3168
    3ECEEDN-echo輻輳発生の通知。RFC3168
  • コントロールフラグ(6桁)　※RFC793
    ビット位置コードビット意味
    1URGurgent緊急
    2ACKacknowledgement応答。SYNパケットの場合"0"、SYNパケット以外の場合"1"
    3PSHpushプッシュ
    4RSTresetリセット。TCP接続を強制終了する場合"1"
    5SYNsynchronize同期。SYNパケットの場合"1"、SYNパケット以外の場合"0"
    6FINfinish終了。TCP接続を終了する場合"1"
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SYNクッキー †

  • TCP通信の正当性を確認するために、SYN/ACKパケットのシーケンス番号に埋め込むデータのこと
  • TCPヘッダをハッシュ化した値などが使われる
  • SYN/ACKパケットを応答する際はTCPソケットはオープンしない
  • SYNフラッド攻撃の対策として有効
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TCPの脆弱性 †

  • 発信元IPアドレスの偽装が難しい
  • 発信元IPアドレスが偽装されていても、コネクションの確立が必要ない攻撃に対しては弱い
  • 接続要求(SYN)に対する応答(SYN/ACK)を攻撃に悪用される
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関連用語 †