MTLS（相互TLS認証）
このドキュメントの目的
MTLS（Mutual TLS） の仕組みを理解し、OAuth 2.0/OIDC（特にFAPI）での使われ方を把握することが目標です。
通常のTLS vs MTLS
通常のTLS（サーバー認証のみ）
┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐
│ クライアント │ │ サーバー │
│ │ │ │
│ 1. 接続開始 │──────────────────→│ │
│ │ │ │
│ 3. 証明書検証 │ │ 2. サーバー証明書│
│ - ドメイン確認 │←──────────────────│ 送信 │
│ - CA署名確認 │ 証明書 │ │
│ ↓ │ │ │
│ 4. サーバー認証 │ │ │
│ OK │ │ ？ │
│ ↓ │ │ クライアントは誰？│
│ 5. 暗号化通信 │ │ （不明） │
│ │ │ │
└──────────────────┘ └──────────────────┘
特徴:
- サーバーの身元は確認される
- クライアントの身元は不明（匿名）
用途: 一般的なWebサイト（誰でもアクセス可能）
MTLS（相互認証）
┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐
│ │ │ │
│ クライアント │ │ サーバー │
│ │ │ │
│ ────────────────────────────────────────────────────── │
│ MTLSハンドシェイク（相互認証） │
│ ────────────────────────────────────────────────────── │
│ │ │ │
│ 1. ClientHello │ │ │
│ （暗号スイート）│──────────────────→│ 2. 受信 │
│ │ │ │
│ 5. 受信 │ │ 3. ServerHello │
│ ↓ │←──────────────────│ （暗号選択、 │
│ 6. サーバー証明書│ サーバー証明書 │ 証明書送信、 │
│ 検証 │ ＋クライアント │ クライアント │
│ - ドメイン確認 │ 証明書要求 │ 証明書要求） │
│ - 有効期限確認 │ │ │
│ - CA署名確認 │ │ 4. 送信 │
│ ↓ │ │ │
│ 7. クライアント │ │ │
│ 証明書送信 │ │ │
│ + 秘密鍵で署名 │──────────────────→│ 8. ク ライアント │
│ │ クライアント証明書 │ 証明書検証 │
│ │ ＋署名 │ - 有効期限確認 │
│ │ │ - CA署名確認 │
│ │ │ - 秘密鍵所有確認│
│ │ │ ↓ │
│ 9. 鍵交換 │──────────────────→│ 10. 鍵交換 │
│ （暗号化鍵生成）│ │ （暗号化鍵生成）│
│ │ │ │
│ ✅ 両方の身元確認│ │ ✅ 両方の身元確認│
│ │ │ │
│ ────────────────────────────────────────────────────── │
│ 暗号化通信開始（MTLS確立後） │
│ ────────────────────────────────────────────────────── │
│ │ │ │
│ 11. HTTPリクエスト │ │
│ POST /token │ │ │
│ ↓ │ │ │
│ ┌────────────┐ │ │ │
│ │暗号化 │ │─12. 暗号化データ──→│ 13. 復号 │
│ └────────────┘ │ │ ↓ │
│ │ │ 14. 処理実行 │
│ │ │ （クライアント │
│ │ │ 認証済み） │
│ │ │ ↓ │
│ 16. 復号 │ │ 15. 暗号化 │
│ ↓ │ │ ↓ │
│ ┌────────────┐ │ │ ┌────────────┐ │
│ │200 OK │ │←─暗号化データ───── │ │200 OK │ │
│ │{token} │ │ │ │{token} │ │
│ └────────────┘ │ │ └────────────┘ │
│ │ │ │
└──────────────────┘ └──────────────────┘
特徴:
- サーバーとクライアント両方の身元を確認
- クライアントも証明書を持つ必要がある
用途: 高セキュリティ要件（金融API、政府機関、企業間API）
MTLSの仕組み
クライアント証明書とは何か（具体的に）
証明書の実体:
- ファイル: .pem、.crt、.p12等のファイル
- 中身: 公開鍵 + クライアント識別情報 + CAの署名
ファイル例:
client.crt（クライアント証明書ファイル）
client.key（秘密鍵ファイル）← クライアントのみ保持、絶対に外部に出さない
証明書ファイルの中身（PEM形式）:
-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIDXTCCAkWgAwIBAgIJAKL0UG+mRKu3MA0GCSqGSIb3DQEBCwUAMEUxCzAJBgNV
（Base64エンコードされたデータ）
...
-----END CERTIFICATE-----
デコードすると:
Subject: CN=client-app-123（クライアント識別名）
O=ACME Corporation（組織名）
Issuer: CN=Enterprise CA（企業内認証局）
Valid From: 2025-01-01 00:00:00 UTC
Valid To: 2026-01-01 00:00:00 UTC
Public Key: (2048 bit RSA)
Modulus: 00:d4:3a:...
Exponent: 65537
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Signature: 7f:2e:...
秘密鍵ファイル（client.key）:
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIIEvQIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCBKcwggSjAgEAAoIBAQDU...
（絶対に外部に出さない）
-----END PRIVATE KEY-----
秘密鍵と公開鍵の関係:
秘密鍵（client.key）← クライアントのみ保持
├─ 署名生成に使用（MTLSハンドシェイク時）
└─ 漏洩すると、なりすまし可能
公開鍵 ← 証明書（client.crt）に含まれる
├─ サーバーに送信される
└─ サーバーが署名検証に使用
MTLSハンドシェイク
相互に証明書と秘密鍵を検証:
1. ClientHello
↓
2. ServerHello + サーバー証明書 + クライアント証明書要求
↓
3. クライアントがサーバー側を検証:
- サーバー証明書の検証（ドメイン名、有効期限、CA署名）
- サーバーの秘密鍵所有を確認（復号できるか）
↓
4. クライアント証明書送信 + 秘密鍵で署名
↓
5. サーバーがクライアント 側を検証:
- クライアント証明書の検証（有効期限、CA署名）
- クライアントの秘密鍵所有を確認（署名検証）
↓
6. 両方OK → 暗号化通信開始
MTLSで認証しているもの:
- ✅ 証明書（公開鍵）が本物か（CAの署名で保証）
- ✅ 秘密鍵を所有しているか（署名・復号で証明）
- ✅ 相手の身元（証明書のSubjectで識別）
OAuth 2.0/OIDCでのMTLS使用
MTLSはOAuth 2.0/OIDCで2つの用途で使用されます：
-
クライアント認証（Token Endpoint）
- client_secretの代わりにク ライアント証明書で認証
- より強固な認証
-
Certificate-Bound Access Token（Resource Server）
- Access Tokenをクライアント証明書にバインド
- トークン盗聴防止
詳細: OAuth 2.0のセキュリティ
MTLSの適用シーン
必要なケース
- ✅ 金融API（FAPI準拠）
- ✅ オープンバンキング
- ✅ 企業間API（B2B）
- ✅ 政府機関API
- ✅ 超高セキュリティ要件
不要なケース
- ❌ 一般的なWebアプリ
- ❌ モバイルアプリ（証明書管理が困難）
- ❌ SPA（ブラウザでMTLS困難）
MTLSのメリット・デメリット
メリット
- ✅ 強固な認証: 証明書 + 秘密鍵の両方が必要
- ✅ 相互認証: サーバーとクライアント両方を確認
- ✅ なりすまし防止: 秘密鍵がないとなりすまし不可能
デメリット
- ❌ 証明書管理が必要: 発行、更新、失効管理
- ❌ 実装が複雑: クライアント側で証明書・秘密鍵の管理
- ❌ コストが高い: 証明書発行コスト
- ❌ ブラウザでは困難: SPAではMTLS実装が難しい
まとめ
学んだこと
- ✅ 通常のTLS: サーバー認証のみ
- ✅ MTLS: サーバーとクライアント両方を認証
- ✅ クライアント証明書の役割
- ✅ OAuth 2.0でのMTLS使用（tls_client_auth）
- ✅ FAPIはMTLS必須
- ✅ MTLSのメリット・デメリット
- ✅ Self-Signed vs CA発行証明書
MTLSが重要な理由
OAuth 2.0/OIDC:
- client_secretより強固な認証
- トークン盗聴・横取り攻撃を防止
FAPI:
- 金融機関レベルのセキュリティ
- MTLS必須要件
次に読むべきドキュメント
- FAPI実装ガイド - FAPI詳細
- OAuth 2.0のセキュリティ - セキュリティ脅威
最終更新: 2025-12-18 対象: IDサービス開発初心者