WAFとは？意味・仕組み・ファイアウォールとの違いを初心者向けに解説｜IT資格試験対策【過去問付き】

IT関連の勉強をしていて、『WAF』という言葉に出会い、『いまいちピンとこない……』と頭を悩ませていませんか？

試験では単なる用語の暗記だけではなく、その仕組みや活用シーンが問われます。せっかく勉強するなら、試験に受かるだけでなく、仕事でも役立つ『一生モノの知識』として身につけたいですよね。

この記事では、CCPAの本質を、分かりやすい『例え話』を交えながら解説します。難しい理屈を徹底的に噛み砕き、専門用語を使わずにその正体を解き明かします。

肩の力を抜いて、気楽に読み進めましょう。この記事を読み終える頃には、小難しい専門用語がスッと頭に入り、自信を持って問題に挑めるようになっているはずです。試験合格のその先を見据えた『使える知識』を、日本一分かりやすくお届けします。

WAFとは

WAFは「Web Application Firewall（ウェブ・アプリケーション・ファイアウォール）」の略称で、「ワフ」と読みます。WebサイトやWebアプリケーションを、サイバー攻撃から守るための専門的なセキュリティ対策です。

通常のファイアウォールがネットワーク全体の入り口で不審な通信を遮断するのに対し、WAFはWebアプリケーション特有の攻撃に特化して防御します。Webサーバーとユーザーとの間に設置され、やり取りされる通信内容を詳しくチェックして、悪意のある攻撃だけをブロックする仕組みです。

WAFの役割

WAFの主な役割は、Webアプリケーションの弱点を突いた攻撃からWebサイトを守ることです。例えば、ショッピングサイトの会員情報を盗み出そうとする攻撃や、企業のWebサイトに不正なプログラムを仕込もうとする攻撃を防ぎます。

WAFはWebサーバーの「門番」のような存在で、24時間365日、訪問者からの通信内容を監視し続けます。正常な通信は素通りさせ、怪しい通信だけを見つけて遮断するため、正規のユーザーには影響を与えずにセキュリティを強化できます。

従来のセキュリティ対策との違い

Webサイトを守るセキュリティ対策には、WAF以外にもいくつかの種類があります。それぞれ守る対象が異なるため、組み合わせて使うことが一般的です。

ファイアウォールは建物の正面玄関の警備、IPS/IDSは建物自体の構造的な弱点を守る役割です。一方、WAFは建物内の各部屋（Webアプリケーション）を守る専門の警備員に例えられます。

WAFの仕組み

シグネチャとは

WAFは「シグネチャ」という仕組みを使って、攻撃かどうかを判断します。シグネチャとは、過去に発生したサイバー攻撃のパターンをデータベース化したもので、攻撃者が使う特徴的な文字列や命令のリストです。

WAFは通信内容をシグネチャと照らし合わせ、一致するパターンが見つかれば「これは攻撃だ」と判断して遮断します。シグネチャは定期的に更新されるため、新しい攻撃手法にも対応できます。

検知方式の種類

WAFには主に2つの検知方式があります。

ブラックリスト方式は、危険な通信パターンをリスト化し、それに該当する通信を遮断する方法です。既知の攻撃には強いですが、まだ知られていない新しい攻撃手法には対応できない弱点があります。設定が比較的簡単で、正常な通信を誤って遮断するリスクが低いのが特徴です。

ホワイトリスト方式は、安全な通信パターンだけを許可し、それ以外をすべて遮断する方法です。未知の攻撃にも対応できる強力な防御力がありますが、正常な通信まで遮断してしまう可能性があるため、細かい設定とメンテナンスが必要になります。

WAFが防げる攻撃

WAFは、Webアプリケーションを標的とした様々な攻撃を防ぐことができます。

• SQLインジェクション　データベースに不正な命令を送り込み、機密情報を盗み出したり改ざんしたりする攻撃
• クロスサイトスクリプティング（XSS）　Webページに悪意のあるスクリプトを埋め込み、訪問者の個人情報を盗む攻撃
• OSコマンドインジェクション　サーバーに不正なコマンドを実行させ、システムを乗っ取る攻撃
• ディレクトリトラバーサル　本来アクセスできないはずのファイルやフォルダに不正にアクセスする攻撃
• クロスサイトリクエストフォージェリ（CSRF）　ユーザーに気づかれないように不正な操作を実行させる攻撃

これらの攻撃は、通常のファイアウォールでは防ぐことが難しいため、WAFによる専門的な防御が重要になります。

WAFの主な機能

通信の監視と遮断

WAFの中心となる機能で、Webサイトへのすべての通信をリアルタイムで監視します。シグネチャに基づいて不正な通信を自動的に検知し、即座に遮断することで、攻撃がWebアプリケーションに到達する前に防ぎます。

シグネチャの自動更新

新しい攻撃手法が日々発見される中、シグネチャを常に最新の状態に保つことが重要です。クラウド型のWAFでは、シグネチャが自動的に更新されるため、管理者が手動で更新作業を行う手間が省けます。

IPアドレス制限

特定のIPアドレスからの通信を許可または拒否する設定ができます。例えば、特定の国からのアクセスを制限したり、社内からのアクセスだけを許可する管理画面を作ったりすることが可能です。

ログとレポート

WAFが検知・遮断した攻撃の詳細な記録を保存します。いつ、どこから、どんな攻撃があったかを確認できるため、セキュリティ対策の改善や、万が一の事故調査に役立ちます。

Cookie保護

Webサイトがユーザー情報を一時的に保存するCookieを暗号化して保護します。攻撃者がCookieを盗み出してユーザーになりすます「セッションハイジャック」という攻撃を防ぐことができます。

WAFの種類

WAFには導入形態によって主に3つのタイプがあります。

クラウド型WAFは、インターネット上のサービスとして提供されるWAFです。自社でハードウェアやソフトウェアを用意する必要がなく、すぐに導入できます。月額制の料金体系が多く、初期費用を抑えられるのが特徴です。シグネチャの更新も自動で行われ、運用の手間が少ないため、中小企業でも導入しやすいタイプです。

アプライアンス型WAFは、専用のハードウェア機器を自社のネットワークに設置するタイプです。高性能で大量の通信を処理できるため、大規模なWebサイトに適しています。ただし、導入コストが高く、設置場所や機器の管理が必要になります。

ソフトウェア型WAFは、既存のサーバーにソフトウェアをインストールして使うタイプです。柔軟なカスタマイズが可能で、既存のシステムと統合しやすいのが特徴です。サーバーのリソースを消費するため、性能面での考慮が必要になります。

WAFで誤解しやすいポイント

WAFはすべてのサイバー攻撃を防げるわけではない

多くの人がWAFを導入すれば、あらゆるセキュリティ脅威から完全に守られると勘違いしています。しかし、WAFが防ぐことができるのは、あくまでWebアプリケーションレベルの攻撃に限定されます。例えば、Webサーバーの基本ソフト（OS）やミドルウェアの脆弱性を狙った攻撃、ネットワークレベルのポートスキャン、メールに添付されたマルウェアなどはWAFでは防ぐことができません。つまり、WAFはセキュリティ対策の一部であり、他のセキュリティ手段と組み合わせて初めて効果的な防御体制が成り立つのです。

WAFが守るのはWebアプリケーション層だけ

セキュリティ対策を階層構造で考える時に、「階層」という概念が出てきます。通信を検査する階層によって、何が守れるのかが決まってきます。WAFはOSI参照モデルの第7層「アプリケーション層」だけを守ります。つまり、Webサイトやオンラインサービスなどのアプリケーション特有の攻撃からは守りますが、もっと低い階層（ネットワーク層など）での攻撃には対応できません。

シグネチャベース検知には対応できない攻撃がある

WAFは既知の攻撃パターン（シグネチャ）をデータベースに登録して、それに合致する通信をブロックします。しかし、このアプローチには限界があります。まだ発見されていない新しい攻撃手法や、攻撃者が意図的に複雑に改変した攻撃コードには対応できないことがあります。つまり、シグネチャデータベースを定期的に更新しても、未知の脅威には100パーセント対応できない可能性があることを理解しておく必要があります。

正常な通信を誤ってブロックすることがある

WAFを厳しく設定しすぎると、本来であれば許可すべき正常な通信までもブロックしてしまう可能性があります。これを「誤検知」と呼びます。例えば、ユーザーが商品検索フォームに特殊文字を含むキーワードを入力した場合、WAFがこれを攻撃と誤判定してしまうかもしれません。そのため、WAFの運用には、セキュリティレベルと利便性のバランスを取ることが重要です。

WAFだけでは不十分な理由

IT試験ではよく「複数の防御層を組み合わせる必要がある」という原則が出題されます。WAFがWebアプリケーション層を守る一方で、ネットワーク層やOS層の防御は他のセキュリティツールに任せなければいけません。建物のセキュリティに例えるなら、WAFは特定の部屋の警備員であり、玄関の警備員（ファイアウォール）や巡回警備員（IPS/IDS）がそれぞれ別の場所を守っている、そうした多層防御のモデルを理解することが試験に合格する上で重要です。

混同注意！WAFと間違いやすい用語

ファイアウォール（Firewall）とWAFの違い

ファイアウォールとWAFは名前が似ており、どちらもセキュリティ対策ですが、守る対象と仕組みが大きく異なります。

ファイアウォールは「通信の送信元と送信先が正しいかどうか」を見ており、空港で例えるなら「パスポートをチェックして乗客本人か確認する」という作業です。一方、WAFは「その通信の中身に悪いコードが含まれていないか」を詳しく検査しており、空港の「手荷物検査」に相当します。どちらも重要ですが、役割が全く異なるため、試験では確実に区別する必要があります。

IPS/IDS（不正侵入防止/検知システム）とWAFの違い

IPS/IDSもWAFと同様に通信を検査して攻撃を防ぐツールですが、守る対象が異なります。これが混同しやすいポイントです。

試験ではこの違いを理解することが重要です。IDS/IPSはサーバーの基本ソフト層を守り、WAFはWebアプリケーション層を守ります。実際の実務でも、IDS/IPSが検知した攻撃の半数以上をWAFは検知できず、逆にWAFが検知した攻撃の多くをIDS/IPSは検知できないという報告もあります。

IDS（検知のみ）とIPS（遮断も行う）の違いにも注意

IDS/IDSという表現が試験問題に登場することがありますが、実はIDSとIPSは異なるツールです。IDSは「不正侵入を検知する」だけで、見つけた攻撃を遮断することはできません。一方、IPSは「不正侵入を防止する」という名の通り、検知した攻撃を実際に遮断できます。つまり、IDSは発見だけで、IPSは発見した上での防止も行うということです。試験問題でこの違いを問われることがあるため、注意が必要です。

セキュリティのレイヤー構造を正しく理解する

IT試験でよく出題される「多層防御」の概念を理解するために、3つのセキュリティ対策が守る領域を整理しておくことが重要です。

ファイアウォール→IPS/IDS→WAFという順番で、通信が複数のチェックポイントを通り抜ける構造になっています。各層で異なる攻撃から守られるため、「どの層で何から守られるのか」を明確に区別することが、試験合格への最大の近道です。

ファイアウォールはネットワークの入り口で不正な通信元をブロックし、IPS/IDSはネットワークの奥でOSレベルの攻撃を防ぎ、WAFはWebアプリケーション直前で専門的な攻撃を防ぐという流れを、頭の中で「階層的に」イメージすることが試験対策になります。

【試験別】出題ポイントと対策

各試験の出題傾向と対策について解説します。受験予定のタブを切り替えて確認しましょう。

例題・過去問演習

WAFと関連する重要用語

SQLインジェクション

SQLインジェクションは、Webアプリケーションの入力フォームなどに、データベース操作命令であるSQL文を不正に埋め込む攻撃手法です。攻撃に成功すると、顧客情報やクレジットカード情報などがデータベースから盗まれたり、改ざんされたりする危険があります。WAFは通信内容を監視してこうしたSQL命令を検出し、ブロックする仕組みです。

XSS（クロスサイトスクリプティング）

XSSは、Webアプリケーションに悪意あるスクリプト（JavaScriptなど）を埋め込み、ユーザーがWebサイトを閲覧する際にそのスクリプトをユーザーのブラウザで実行させる攻撃です。実行されたスクリプトは、ユーザーのセッション情報やクッキー情報を盗んだり、フィッシング詐欺に誘導したりします。WAFはこのような不正なスクリプトパターンを検出して遮断します。

IDS・IPS

IDSとIPSは、不正アクセスを監視・防御するシステムです。IDSは検知のみ、IPSは検知と防御の両方を行います。一方、WAFはWebアプリケーション層に特化しており、SQLインジェクションやXSSなどのWeb特有の攻撃を防ぐのに対し、IDSとIPSはOS・ミドルウェア層のバッファオーバフローなど、より下位層の攻撃に対応します。

DMZ（非武装地帯）

DMZはインターネットと企業の内部ネットワークの間に設置される緩衝領域です。Webサーバーやメールサーバーなど、インターネットに公開する必要があるサーバーをDMZ内に配置することで、内部ネットワークへの攻撃の波及を防ぎます。WAFはこのDMZ内、特にWebサーバーの手前に設置され、Webアプリケーションへの攻撃を最前線でブロックします。この配置により、多層防御の仕組みが実現され、セキュリティが大幅に強化されます。

まとめ

• WAFは「Web Application Firewall」の略で、Webアプリケーション専門のセキュリティ対策である
• 通常のファイアウォールとは異なり、通信内容を詳しく分析してWebアプリケーション特有の攻撃を防ぐ
• シグネチャという攻撃パターンのデータベースを使って、不正な通信を検知・遮断する
• 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、Webアプリケーションを狙った攻撃から守る
• ブラックリスト方式とホワイトリスト方式の2つの検知方式がある
• 通信監視、シグネチャ更新、IP制限、ログ記録、Cookie保護などの機能を持つ
• クラウド型、アプライアンス型、ソフトウェア型の3種類があり、それぞれ特徴が異なる
• 他のセキュリティ対策と組み合わせることで、より強固な防御体制を構築できる

まけまけ

フルスタックエンジニア

会社の研修でpythonを勉強し始めました。