WAFとは？ わかりやすく10分で解説

1. はじめに

Webアプリケーションファイアウォール（WAF）は、一般的に、ウェブアプリケーションへの不正なアクセスを防止するための特殊なタイプのファイアウォールの一つで、安全にウェブベースのアプリケーションを運用するための重要なセキュリティツールです。

1.1 ウェブアプリケーションファイアウォールの基本的な定義

WAFは、HTTPトラフィックを監視・フィルタリング・ブロックするための特定のセキュリティポリシーを提供します。具体的には、WAFはよく知られた攻撃（例えばSQLインジェクションやクロスサイトスクリプティングなど）に対する防御策を提供し、個々のHTTP要求が安全であるかどうかを判断します。WAFが不審なトラフィックを検出すると、そのリクエストはブロックされ報告されます。

1.2 WAFの働きとその役割

WAFの中心的な機能は保護です。これは、ウェブアプリケーションが危険なウェブトラフィック（たとえばスクリプト攻撃やインジェクション攻撃）から保護されることを確認します。また、WAFは単なる防衛ラインとしてだけでなく、攻撃者が利用しようとするセキュリティの脆弱性を特定して管理者に報告することで、脆弱性管理の役割も果たします。

1.3 WAFと他のセキュリティツールとの違い

WAFは他の一般のネットワークファイアウォールや侵入検出システム（IDS）とは異なり、ウェブアプリケーションに特化した保護を提供します。ネットワークファイアウォールやIDSは主にネットワークレベルの脅威を防ぐためのものですが、WAFはアプリケーションレベルの脅威、たとえばCross-Site Scripting(XSS)やSQL Injectionといった具体的な攻撃方法を防ぐためのルールやポリシーを提供するものです。WAFは、ウェブアプリケーションが直面する独自の脅威に備えるもので補完的な特性を持ち、他のネットワークファイアウォールなどと一緒に使用されるのが一般的です。

2. WAFの技術的な背景

ウェブアプリケーションファイアウォールがどのようにしてウェブアプリケーションを保護するかを理解するには、技術的な背景の理解が不可欠です。まずHTTPや一般的なウェブ攻撃について知っておきましょう。

2.1 HTTPとは

HTTP(Hypertext Transfer Protocol)は、ウェブサイトが情報を送受信するために使われるプロトコル（通信規約）のことです。ウェブブラウザとウェブサーバ間の通信を制御する役割を担っています。ウェブアプリケーションはこのHTTP上で動作し、情報をやり取りします。

2.2 SQLインジェクション攻撃とCSRF攻撃とは

SQLインジェクション攻撃は、不正なSQL文を用いてデータベースにアクセスする攻撃の一種です。SQLインジェクション攻撃により攻撃者はユーザーの個人情報や機密情報へのアクセス、データの改ざんや削除が可能になります。

一方、CSRF(Cross Site Request Forgery)攻撃とは、ユーザーがログインした状態のウェブサービスに対し、攻撃者が操作を代行する攻撃です。CSRF攻撃により攻撃者はユーザーになりすまして情報の閲覧・変更・削除などができます。

2.3 WAFがこれらの攻撃をどのように防ぐか

WAFは特定のトラフィックパターンを識別し、それらがウェブアプリケーションに損害を与える可能性があるときにはそれを遮断する能力があります。例えば、SQLインジェクション攻撃の場合、通常は不自然なパターンとなるためWAFはこれを検出し遮断します。また、CSRF攻撃に対してもトークンの一致などを確認し、異常があればこれを遮断可能です。

WAFがこれらの攻撃を防ぐためには、適切なルールセットが必要であり、これには不正なトラフィックパターンや攻撃シグネチャが含まれます。これらのルールは常に新しい脅威に対応できるように更新が必要です。

3. WAFの購入と配置: 考慮すべき重要な点

これからWAF(Web Application Firewall)の導入を検討している人たち向けに、導入において考慮しなければならないポイントや疑問点について紹介します。アプリケーションあたりのWAFの量や、配置場所、そして利用するための基本的なことについて確認しておきましょう。

3.1 アプリケーションあたりのWAFの量

アプリケーションを守るために必要なWAFの量は、アプリケーションの規模や複雑さ、攻撃に対するリスクなどにより決まります。大規模なアプリケーションや、多くのユーザーからアクセスされるようなアプリケーションでは、複数のWAFを導入して負荷を分散し、安全の確保が求められます。

3.2 WAFの配置場所: クラウドvs.オンプレミス

次に、WAFの設置をどこに集中させるべきかという問題です。WAFの配置場所は、主にクラウドとオンプレミスの優劣を考えて決めましょう。クラウドとオンプレミス、どちらの選択もそれぞれ一長一短が存在します。例えば、クラウド型WAFはスケーラビリティに優れ、初期投資が低いというメリットがありますが、一方でデータの管理が他社に委ねられる点などの懸念もあります。一方、オンプレミス型WAFは自社で完全に管理が可能な分、セキュリティの強化やカスタマイズが可能です。しかし、初期投資や運用コスト、維持管理が必要となるため、運用費用はクラウド型に比べ高額になります。

3.3 WAFを利用するための基本的なもの

WAF導入にあたっては、まず自社のウェブアプリケーションがどのような種類の脅威に対してどの程度さらされているのかを把握する必要があります。すべての攻撃に対しての防御は現実的に困難であるため、リスク管理の観点から重要度の高い脅威への優先的な対応が要求されます。また、WAFの導入・運用には専門的な知識が必要となるため、適切なスキルと経験を持つスタッフが必要になります。

4. WAFの設定と運用

さて、ここまででWAFの基本的な役割とその技術的背景についてみてきました。ここでは重要な次のステージ、すなわちその設定と運用について詳しく見ていきましょう。

4.1 WAF設定のステップバイステップガイド

WAFの設定は、基本的には以下のような手順で行われます。まず、導入環境の確認から始めます。クラウドベースのWAFであれば、特定のクラウドプロバイダーとの互換性を考慮しましょう。一方、オンプレミス型であるならば、適切なハードウェアとソフトウェアリソースを準備する必要があります。

次に、WAFインスタンスのデプロイが行われます。異なるベンダーによってインストールとデプロイのプロセスは異なるため、指示をよく読み、ベストプラクティスを遵守しましょう。

そして重要なのが、ポリシー設定です。デフォルトのポリシーの見直しと、必要に応じて新しいポリシーの定義を進めていきます。これがWAFの基本的なセキュリティルールを形成します。

最後に、監視とチューニングが行われます。これはOJT（On the Job Training）に近いもので、常に監視しながら改良していく以外にないといっても過言ではありません。

4.2 WAF運用にあたっての影響要素

WAFの運用には多くの要因が関与します。まずは、負荷によって性能が左右されることがあります。WAFはウェブトラフィックをフィルタリングしなければならないので、その性能はサイトのトラフィック量に直接影響します。

また、ウェブアプリケーションの複雑さも重要です。アプリケーションが複雑になればなるほど、WAFはより多くのポリシーとルールを管理する必要あります。

さらに、セキュリティ脅威の複雑さもWAFの運用に影響を及ぼします。攻撃者の手法は日々進化しており、新たな脅威に対応するためにWAFのルールを定期的に更新・チューニングする必要があります。

4.3 WAFのルール設定とそのメンテナンス

WAFのルール設定は、ユーザーのウェブアプリケーションに合わせてカスタマイズできます。パスワードのリクエスト、ファイルのアップロード、商品の決済など、ウェブアプリケーション内で行われる行動すべてに対して、特定の動きを許可するルールや不正な動きを制限するルールを設定できます。

WAFのルールメンテナンスは、新たなセキュリティ脅威について網羅的に保護するために不可欠です。新しい脅威が明らかになると、対応するルールがWAFに追加されます。また、既存のルールは定期的にレビューされ、必要に応じて更新されます。これにより、WAFは常に新しいセキュリティ標準に準拠し、より良い防御性能を提供できます。

5. WAFの課題

ウェブアプリケーションファイアウォール(WAF)はウェブアプリケーションをさまざまなネットワーク攻撃から保護する有力なツールですが、完全なソリューションではありません。もちろん、絶大な効果を発揮しますが、WAFには解決しなければならない課題があります。

5.1 フォールスポジティブとフォールスネガティブとは

最初にフォールスポジティブとフォールスネガティブについて説明します。フォールスポジティブは正しいトラフィックを誤って攻撃とみなす現象を、一方フォールスネガティブは実際の攻撃を誤って正しいトラフィックと認識する現象を指します。これらはWAFのフィルタリングアルゴリズムの精度に大きく依存し、アルゴリズムが容易に誤検知を起こすと、本来受け入れるべき正規のトラフィックが遮断されたり、危険なトラフィックが混入してしまう問題が発生します。

5.2 WAFの課題管理

次に、WAFの課題管理について見てみましょう。WAFのセキュリティポリシーは一定期間ごとに更新する必要があり、その管理が容易でない場合があります。特に、複雑で大規模なウェブアプリケーションでは、新たなユーザーエクスペリエンスの導入や既存機能のアップデートが含まれているため、WAFのポリシーもそれに従って更新が必要で、労力と時間を要する運用コストとなるでしょう。

5.3 WAFに対する攻撃

さらに、WAF自体が攻撃の対象となることも課題の一つです。WAFバイパス攻撃と呼ばれるこの種類の攻撃は、攻撃者がWAFの検出機構を回避し、無防備なアプリケーションに対して攻撃を仕掛けるものです。これに対抗するには、WAFの設定を適切に保つだけでなく、継続的なセキュリティアップデートとパッチ適用が必要です。

以上のように、WAFはウェブアプリケーションのセキュリティにおいて強力な防衛ラインを形成しますが、それ自体が課題を抱えています。これらの課題を理解し、それに対応することが、より強固なセキュリティシステムを維持する鍵となるでしょう。

6. WAFの将来と予測

ウェブアプリケーションファイアウォール（WAF）は常に進化し続けるウェブ技術とともに、その性質や能力を進化させています。ここでは、新しいWAFの技術、市場の成長要因、そして次のステップについて解説します。

6.1 WAFの技術とその進化

時代とともに、WAFの技術も大きく進化してきました。その最たる例は、アプリケーションレベルの脅威に対する保護を向上させる目的のために機械学習（ML）と人工知能（AI）を活用するようになったことです。WAFは、不正なアクセスパターンや脅威の特性を学ぶためにこれらの技術を利用し、それによって事前に脅威を特定し防ぐことができます。

さらに、もう一つの技術であるAPI保護機能も強化されています。最近では、APIはほとんどのウェブアプリケーションで中心的な役割を果たしており、その重要性からAPIに対する攻撃も増えてきています。この問題に対処するために、多くのWAFはAPI保護機能に焦点を当てるようになっています。

6.2 WAF市場の成長とその原因

この数年間でWAF市場は著しく成長し、その背後にはいくつかの要因があります。まず一つ目の要因は、デジタルトランスフォーメーションの増加です。デジタル化は企業のビジネスプロセスを効率化するだけでなく、脅威のリスクも高めるため、セキュリティソリューションの需要を増加させました。

二つ目の要因は、企業が電子商取引やオンラインサービスをさらに拡大するにつれて、機密データへのアクセスをセキュリティに保つ必要性が急増していることです。こうした背景から、WAFの重要性はますます増しています。

6.3 WAFの次のステップ

WAFの市場と技術が発展し続ける中で、次のステップではどのような状況が予想されるか見てみましょう。AIとMLによる進化は確実に続き、さらに自動化と統合が進むことで、より効率的で高度な保護が可能になるでしょう。

また、デジタルトランスフォーメーションの増加とともにオンライン上の取引とウェブトラフィックはさらに増加し、その結果、WAFの市場と導入率はこれからも急速な増加が予想されます。

7. 結論: WAFの重要性

この記事では、Web Application Firewall(WAF)について説明してきました。ここで、WAFの需要と必要性、その採用がもたらす効果、そして、WAFと組み合わせて使うべき他のセキュリティツールについて説明します。

7.1 ウェブアプリケーションファイアウォールの需要と必要性

今日、組織が対面での対話から電子商取引やリモートワークなどのデジタルプラットフォームへと急速に移行しているので、ウェブアプリケーションの重要性は高まっています。一方で、悪意のある攻撃者が脆弱性を狙って攻撃するケースが増えています。

WAFは、ウェブアプリケーションが攻撃から守られていることを確認するのに必要なツールです。これは専門的な知識を持つシステム管理者だけでなく、一般的なインターネット利用者にとっても理解しやすい事実です。WAFがなければ、ウェブアプリケーションは悪意のある攻撃者から身を守るための重要な防御ラインを欠くことになるでしょう。

7.2 WAFの採用で期待できる効果

WAFの採用によって、以下のような効果が期待できます。

まず、ウェブアプリケーションが悪意のある攻撃から保護され、システムへの侵入やデータの盗難を防ぐことができます。これは、組織のブランドおよび評判を保護し、顧客の信頼を維持するのに直接貢献します。

次に、WAFは規制とコンプライアンスの要求を満たすのに役立ちます。多くの規定は、顧客データの保護とセキュリティ対策の実施を求めており、WAFはその要件を満たすのに役立つツールです。

また、専門的な知識と専用のリソースを必要とせずに、Webアプリケーション環境全体を保護する力を組織に付与します。

7.3 WAFと組み合わせて使うべきセキュリティツール

セキュリティはレイヤーで構築する必要があるという考え方があります。これは、多様化する脅威に対抗するため、単一のセキュリティツールだけではなく、複数のセキュリティツールを組み合わせることが効果的であることを意味します。

そのため、WAFだけではなく、侵入検知システム(IDS)・侵入防御システム(IPS)・エンドポイントセキュリティ・VPN・セキュリティウェブゲートウェイなどのツールも考慮に入れるべきです。これらのツールは、さまざまなネットワークレベルとアプリケーションレベルの脅威に対して防御を提供します。

最後に、セキュリティ研修や啓発活動を実施し、ユーザー自身がセキュリティ意識を持つことも、効果的なセキュリティ対策には欠かせません。

WAFは、デジタルな生活を安全に保つためには不可欠です。これらの知識を使って、自身のウェブアプリケーションを保護し、安全なWeb環境を実現しましょう。