VPNの仕組みについて – VPNを理解しよう

現代社会において、VPNを使ったことがある、もしくは少なくともVPNが何をするものなのかを知っている人は多いはずです。しかし、VPNが実際にどのように機能するかを説明できる人はどれくらいいるのでしょうか？VPNは、いくつかの国のNetflixのロックを解除でき、データを保護し、IPスロットルを回避してパフォーマンスを向上させることができることは既にご存知かもしれませんが、VPNがどのようにこれを実現しているのかご存知の人はほとんどいません。

今回は、VPNの技術的な側面に踏み込んで、どのように機能するかを説明します。VPNテクノロジーの基本、かつ技術的な理解を深め、VPNがどのようにその主要な機能を実現しているのかを説明します。

VPNの基本

簡単に言うと、VPNはインターネット接続を特別な専用サーバーに転送することです。これはデータがユーザーのISPではなく、専用のネットワークを介して送信されることを意味します。ユーザーのインターネット接続は、ユーザーとインターネットの間の高速道路のようなものと考えれば簡単です。

誰でもユーザーが高速道路に沿って移動するのを見ることができ、ユーザーが何をするかを観察でき、さらに希望すれば、それを記録することができます。VPNは、その同じ高速道路に沿った専用トンネルと考える。誰もユーザーが旅行し、高速道路に沿って何をしているかを見ることはできませんが、高速道路は同じエンドポイントであるインターネットに接続しています。

技術的な部分 – トンネリングプロトコル

VPNプロトコルとしても知られるトンネリングプロトコルは、2つのネットワーク間の通信を可能にする重要なソフトウェアの一部です。プロトコルの種類は多数あり、それぞれ長所と短所があります。

例えば、IKEv2/IPSecは高速なインターネット速度を提供することに優れているのでゲームに最適であり、OpenVPNは多くの暗号化方式と互換性があるため、セキュリティ面において優れたプロトコルであるといえます。セキュリティ面で最適なVPNは、WireGuardを活用しており、これによって両者の長所を最大限に活用できます。

データがこれらのトンネルのいずれかを通過する際、データはパケットとして知られるデータの別のレイヤーに分割されます。これらは暗号化されたパケットであり、誰もその中身を見ることはできません。最も一般的なVPNトンネルのプロトコルは、以下の通りです。

OpenVPN
PPTP
Internet Key Exchange Version 2 (IKEv2)
Secure Socket Tunneling Protocol (SSTP)
Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP)
Wireguard

VPNはどのように機能するのか？

VPNが何をするものかを理解したところで、VPNの仕組みを順を追って説明していきます。このプロセスは一瞬で行われるため、リアルタイムに把握することはできません。VPNは、トラフィック（通信）を暗号化しながら安全なインターネットアクセスを可能にします。

まずはExpressVPNをはじめとする最適なVPNアプリをダウンロードし、サーバーを選択します。VPNソフトウェアは、安全な接続を介してユーザーのトラフィックを暗号化しますが、特殊な技術がなければ、このトラフィックを解読できるのはVPNプロバイダーだけです。
VPNサーバーがトラフィックデータを復号化し、ユーザーのデータがインターネットに送信されます。
その後、このトラフィックデータは再び暗号化され、ユーザーに送り返されます。
VPNアプリがデータを復号化し、ユーザーが読めるようにします。これらのステップは全て一瞬で行われます。

VPNによるコンテンツのロック解除方法

VPNの大きなメリットは、制限されているコンテンツのロックを解除できることです。ほとんどの場合、ストリーミングサービスは特定の法域でのコンテンツの使用を制限しています。しかし、VPNは地域的に制限されたコンテンツに対してどのように対応するのでしょうか？

VPNは、サーバーが設置されている国のIPアドレスをユーザーに割り当てるため、アプリやサービスは、あたかもユーザーがその地域に位置しているかのように見せかけることができます。VPNを使用することで、別の国のAmazonプライムの各コンテンツをまるでその国にいるかのように装い、ロックを解除することができます。

例えば、ユーザーがアメリカに住んでいても、日本のサーバーに接続するとユーザーのIPアドレスは日本の東京にいると表示されたりします。

VPNによって位置情報を隠す

インターネットに接続するすべてのデバイスには、インターネットプロトコル（IP）アドレスが設定されています。一般的にこれはインターネットサービスプロバイダー（ISP）からユーザーが使用するデバイスに割り当てられています。IPアドレスは、ユーザーの位置情報を提供します。IPアドレスは、ユーザーが滞在している国によっては滞在場所から数百キロ離れている地域になったりと不正確な場合もありますが、ものによってはそれが数キロとわずかな誤差である場合もあります。

VPNは、トラフィックを再ルート化する専用のネットワークを作成することによってユーザーのIPアドレスを隠し、代わりにサーバーが設置されている国のIPアドレスが割り当てられます。そのため、インターネット上でユーザーのIPアドレスを検索する人に表示されるIPアドレスは、ユーザーの本来の居場所のIPアドレスとは異なることになります。しかし、実際のIPアドレスは変わりません。従来の方法では検出できないというだけです。

まとめ

VPNアプリは、日常的にインターネットユーザーがデータを暗号化し、サイバー攻撃、個人情報の盗難、データの収集や販売などから身を守るための複雑なソフトウェアです。しかし、コードが複雑だとしてもVPNの仕組みに関する技術的な詳細は、この記事に書いてあるように実は簡単に理解することができるのです。