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TLSとは
TLS（Transport Layer Security）は、インターネット上でデータを暗号化して安全に通信するためのプロトコルです。1999年にIETF（Internet Engineering Task Force）によって標準化され、それ以前のSSL（Secure Sockets Layer）の後継として開発されました。
TLSは、Webブラウザとサーバー間の通信（HTTPS）、メールの送受信（SMTPS、IMAPS）、VPN接続など、インターネット上のあらゆるセキュアな通信で使用されています。現在の最新バージョンはTLS 1.3（2018年標準化）で、パフォーマンスとセキュリティが大幅に向上しています。
TLSの仕組み
TLSは、通信を開始する前に「ハンドシェイク」と呼ばれるプロセスを実行します。このプロセスで、クライアントとサーバーは以下の処理を行います：
- 暗号スイートの合意：使用する暗号アルゴリズムを決定
- サーバー認証：サーバーの証明書を検証
- 鍵交換：セッション鍵を安全に共有
- 暗号化通信開始：共有された鍵でデータを暗号化
AIエンジニアとしての実体験
AIエンジニアとして、TLSの設定は日常的な作業です。特に機械学習モデルをAPIとして公開する際、TLSの適切な設定は必須となります。
あるプロジェクトでは、オンプレミスでLLM推論サーバーを構築し、外部からのAPIアクセスを許可する必要がありました。このとき、Let's Encryptで取得した証明書を使用してTLS 1.3を設定しました。Nginxの設定例：
server {
listen 443 ssl http2;
server_name api.example.com;
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/api.example.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/api.example.com/privkey.pem;
# TLS 1.3のみを許可（セキュリティ重視）
ssl_protocols TLSv1.3;
ssl_prefer_server_ciphers off;
location / {
proxy_pass http://localhost:8000;
}
}
TLS 1.2 vs TLS 1.3
TLS 1.3は、TLS 1.2と比較して以下の改善があります：
| 項目 | TLS 1.2 | TLS 1.3 |
|---|---|---|
| ハンドシェイク往復 | 2往復 | 1往復（0-RTTも可能） |
| 旧暗号スイート | サポート | 削除（RC4、3DESなど） |
| Perfect Forward Secrecy | オプション | 必須 |
最新動向（2026年）
TLS 1.2の非推奨化
主要なブラウザベンダーは、TLS 1.0/1.1のサポートを既に終了しており、TLS 1.2についても段階的な非推奨化が進んでいます。新規システムではTLS 1.3のみをサポートすることが推奨されます。
ポスト量子TLS
量子コンピュータの発展に備え、TLSへのポスト量子暗号アルゴリズムの統合が進んでいます。GoogleやCloudflareは、実験的にハイブリッド鍵交換（従来の楕円曲線 + ポスト量子）をテストしています。
トラブル事例と対策
⚠️ 証明書の期限切れ
症状：突然HTTPSアクセスができなくなる
対策：証明書の自動更新を設定し、監視システムで期限を監視する。certbotのcronジョブを確認。
⚠️ Mixed Content警告
症状：HTTPSページでHTTPリソースを読み込み、ブラウザが警告
対策：すべてのリソースをHTTPSで配信するか、相対URLを使用する。
権威あるリソース
- RFC 8446 - TLS 1.3仕様書
- SSL Labs - SSL Server Test
- Mozilla - Server Side TLS
- Cloudflare - What is TLS?