Microsoft AZ-500: ネットワークセキュリティアーキテクチャ — 学習ガイド
こちらの一部です: Microsoft Azure Security Engineer Associate AZ-500 — 学習ガイド. 検証済みの解答で練習: Microsoft試験ハブ, または時間制限付き模擬試験に挑戦: ExamRoll.io.
概要
Azureのネットワークセキュリティアーキテクチャは、最小権限の接続性を強制し、侵害を前提とし、継続的な監視を組み込みます。これには、仮想ネットワーク内のマイクロセグメンテーション、東西(East-West)トラフィックおよびエグレストラフィックに対するステートフルなコントロールプレーン、インターネット向けエンドポイントのエッジ保護、PaaSへのプライベートアクセスが組み合わされています。優れた設計では、強力なネットワーク境界、明示的なルーティング、検証可能なテレメトリを維持しつつ、アプリケーション層でのIDを意識したアクセスを優先します。
仮想ネットワークの制御とセグメンテーション
サブネットは最初のセグメンテーション境界です。同様の信頼レベル、ライフサイクル、ポリシーを持つワークロードを同じサブネットに配置します。階層(Web、アプリケーション、データ)を分離することで、独立したポリシーとルートを適用できます。管理ツール、ジャンプホスト、ビジネスワークロードが混在するフラットな「共有」サブネットは避けてください。ポリシーが複雑になり、影響範囲が拡大します。
Network Security Group (NSG) は、サブネット単位またはNIC単位でステートフルなL3–L4フィルタリングを適用します。インバウンドおよびアウトバウンドのルールは優先度(数値が低いものが先)に従って評価され、最後には暗黙的なDenyAllが存在します。NSGはステートフルです。許可されたフローへの応答は自動的に許可されるため、エフェメラルポートのルールはほとんど必要ありません。運用上は、広範な制御のためにNSGをサブネットにバインドし、その後、重要なNICで詳細に設定します。「一時的な」許可ルールには、必ず所有者、目的、有効期限を文書化してください。
Application Security Group (ASG) を使用すると、IPアドレスではなく名前でVMグループを参照できるため、スケーリングやIPアドレスの変更があってもルールは有効に機能し続けます。VMをロールベースのASG(例: asg-web, asg-app)にタグ付けし、「asg-web → asg-app TCP 443」のようなポリシーを表現します。これにより、ルールの乱立と運用上の乖離を減らすことができます。
有効なセキュリティルールは、NICとそのサブネットの両方に適用されたNSGをマージした結果です。(優先度によって)最も具体的に一致する許可/拒否ルールが適用されます。デプロイウィンドウの前に競合するエントリを検出するために、ポータルの「有効なセキュリティルール」機能やNetwork WatcherのIPフロー検証で確認してください。
サービスタグ(例: AzureLoadBalancer, Storage, Sql, Internet, VirtualNetwork)はMicrosoftによってメンテナンスされており、大規模で動的なIPスペースを安定したルールのターゲットに集約します。サービスのIPローテーションによる停止を避けるため、手動のIPリストよりもサービスタグを優先して使用してください。例えば、広範なインターネットアクセスを拒否しつつ、StorageとSqlへのエグレスを制限します。
マイクロセグメンテーションとゼロトラストは、以下によって実現されます。
- デフォルトで拒否するNSGを適用し、明示的で最小限のパスのみを開放する。
- ASGを使用してワークロードの意図をコード化する。
- サービスタグやAzure FirewallによるFQDNベースのフィルタリングでエグレスを制限する。
- 「サーバーにパブリックIPを持たせない」ことを徹底し、すべてのエグレスを管理された検査ポイント経由でルーティングする。
例:ASGを使用してWebからAppへのTLS通信を許可するNSGルールを作成し、意図を文書化するために、暗黙の拒否よりも高い優先度で他のすべての通信を明示的に拒否します。
az network nsg rule create \
--resource-group rg-sec \
--nsg-name nsg-app \
--name allow-web-to-app-443 \
--priority 200 \
--direction Inbound \
--access Allow \
--protocol Tcp \
--source-asgs asg-web \
--destination-asgs asg-app \
--destination-port-ranges 443
ネットワークセキュリティサービスとエッジ保護
Azure Firewallは、中央集権的なポリシーを持つ、フルステートフルで高可用性なファイアウォールです。以下の目的で使用します。
- NSGでは不十分な場合(ドメイン名、TLSインスペクション)の東西(East-West)トラフィックおよびエグレストラフィックの制御。
- Application Gatewayが不適切な場合に、限定的なインバウンド公開のためのDNAT。
- ログの一元管理と脅威インテリジェンス。
ルールコレクション グループには、評価順序を定義する優先度を持つルールコレクション(ネットワーク、アプリケーション、NAT)が含まれます。グループ内では、優先度の低いコレクションが先に評価されます。ルールは最も具体的な基準で照合されます。インバウンドトラフィックを決定論的にキャプチャするために、DNATルールは最も高い評価優先度を持つ独自のグループにまとめてください。
- ネットワークルールは5タプル(IP/ポート/プロトコル)でフィルタリングします。
- アプリケーションルールはFQDN、URLカテゴリ(Premium)、およびFQDNタグを使用してフィルタリングできます。
- NATルールは、インバウンドシナリオのためにパブリックアドレス/ポートをプライベートアドレス/ポートに変換します。
脅威インテリジェンスベースのフィルタリングは、既知の不正なIP/ドメインをブロックします。初期のベースライン設定中はアラートモードで実行し、誤検知に対処した後に拒否モードに切り替えます。
Premium機能では以下が追加されます。
- アウトバウンドおよびインバウンドの復号を伴うTLSインスペクションにより、L7の可視性とIDPSを有効化。
- シグネチャと脆弱性の優先順位付けを備えた侵入検知防御システム(IDPS)。
- 詳細なエグレス制御のためのURLフィルタリングとWebカテゴリ。
- 高度な証明書およびTLSポリシー制御。
運用上は、ファイアウォールを専用サブネット(AzureFirewallSubnet)に分離し、すべてのインターネット向けトラフィックをUDRでファイアウォールにルーティングし、Availability Zonesを有効にします。スケーラブルな管理、継承、および共通のベースポリシーを使用しつつ開発/テスト環境で分岐させるために、Firewall Policy(クラシックルールではない)を使用してください。
Web Application Firewall (WAF) は、L7攻撃(SQLi, XSS)を緩和します。
- Application Gateway上のWAFは、エンドツーエンドのTLSとサイトごとのポリシーでリージョナルなアプリを保護します。クライアントのTLSを終端し、オプションでバックエンドへの再暗号化を行います。
- Azure Front Door上のWAFは、統合されたCDN、ボット対策、地域制御により、エッジでグローバルに分散されたアプリを保護します。
WAFポリシーを作成し、ゲートウェイ、リスナー、またはルートに関連付けます。最初はチューニングのために検出モードを選択し、その後ブロックするために防止モードに切り替えます。マネージドルールセット(OWASP 3.x)を使用し、レート制限やIP範囲のためのカスタムルールを追加します。全体的な保護を弱めることなく誤検知を減らすために、除外(特定のJSONフィールドやヘッダーなど)を設定します。
分散型サービス妨害(DDoS):
- Basicは常時有効なプラットフォーム保護ですが、リソースごとのテレメトリや緩和策のチューニングは提供されません。
- DDoS Protection: Network Protectionは、パブリックIPごとの適応型チューニング、自動的な緩和策、攻撃分析、アラート、コスト保護クレジット、DDoS Rapid Responseへのアクセスを追加します。
パブリックIP(Standard SKU)をホストするVNetでNetwork Protectionを有効にします。テレメトリ(メトリック、診断ログ)を使用して、攻撃ベクトル、緩和策のライフサイクル、および有効性を観察します。保護対象のリソースをロードバランサーやApplication Gatewayの背後に配置して大量トラフィック負荷を吸収し、直接的なパブリック公開を最小限に抑えるように設計します。WAFとDDoSを組み合わせて多層防御を構築します。
プライベートアクセス、ハイブリッド接続、およびルーティング
Private Linkとプライベートエンドポイントは、VNetからPaaSサービスへのプライベートIPアクセスを提供します。プライベートエンドポイントは、サブネット内のNICであり、PaaSリソースにマッピングされます。トラフィックはMicrosoftのバックボーンネットワーク内に留まります。運用の手順は以下の通りです。
- バイパスを防ぐため、PaaSリソースのパブリックネットワークアクセスを無効にします。
- プライベートDNSゾーン(例: privatelink.blob.core.windows.net)をデプロイし、シームレスな名前解決のためにVNetにリンクします。
- 承認を中央で管理します。手動承認ワークフローによるサブスクリプション/テナントの分離を検討してください。
サービスエンドポイントは、サブネットのIDをPaaSリソースのパブリックIP経由で拡張し、PaaSのファイアウォールが特定のサブネットにアクセスを制限できるようにします。プライベートIPは作成されないため、送信トラフィックはパブリックエッジを通過しますが、Microsoftネットワーク内に留まります。サービスエンドポイントポリシーを使用して、承認されたストレージアカウントのみを許可します。IaaS VM上のコンテナ化されたワークロードでは、ポッド/コンテナのIPがサブネットから取得されるようにAzure CNIを使用してください。そうしないと、サービスエンドポイントが送信元を認識できず、アクセスが失敗する可能性があります。
DNS解決戦略:
- Private Linkの場合、DNSパスがPaaSのFQDNをプライベートエンドポイントに解決するようにします。Azure Private DNSゾーン、オンプレミスDNSの条件付きフォワーダー、またはハイブリッドフォワーディング用のAzure DNS Private Resolverを使用します。
- 断続的なパブリック解決を避けるため、権威あるスプリットホライズンマッピングを明確に維持します。
ハイブリッド接続:
- VPN Gateway: サイト間接続には、IKEv2と強力な暗号を使用したルートベースVPNを使用します。BGPを使用してルートを動的に交換し、拡張とフェイルオーバーを簡素化します。アドレス空間が重複している場合は、VPN NATを適用します。強制トンネリングの場合、オンプレミスからBGP経由で0.0.0.0/0を広報するか、0/0を仮想アプライアンスに送信するUDRを適用します。必要に応じて、PaaSのプライベート範囲に対する例外ルートを確保してください。
- ExpressRoute: プライベート接続を提供しますが、暗号化は本来備わっていません。機密性を確保するために、MACsec(ExpressRoute Directの場合)を使用するか、ER上でIPsecを実行します。Microsoftピアリングには、BGPコミュニティとルートフィルターを使用します。回復性のために、回線間でECMPによるアクティブ/アクティブ構成をサポートします。強制トンネリングの場合、オンプレミスからのデフォルトルートを受け入れ、競合するUDRがインターネットパスをブラックホール化しないようにします。
ユーザー定義ルート(UDR)、NVA、および優先順位:
- ルート選択は最長プレフィックス一致を使用し、次にソース(UDR > BGP > システム)の順で優先されます。誤って適用された0/0のUDRは戻りパスをブラックホール化する可能性があります。Network Watcherの次ホップ機能で検証してください。
- NVAの場合、NICでIP転送を有効にし、透過的でスケーラブルな挿入のためにロードバランサーまたはGateway Load Balancerの背後に配置します。マネージドシナリオではAzure Firewallが推奨されます。ベンダー固有の機能が必要な場合は、複数の可用性ゾーンとヘルスプローブによる負荷分散を備えたHA(高可用性)を設計します。
安全な管理、監視、テレメトリ
安全な管理接続:
- Azure Bastionは、VMのパブリックIPを公開することなく、ポータルまたはネイティブクライアントからTLS経由でRDP/SSHを提供します。スケール、IPベース接続、共有可能リンクにはStandard SKUを使用します。RBACとJust-in-TimeでBastionへのアクセスを制限します。
- Just-in-Time VMアクセス (Defender for Cloud) は、NSGの管理ポートを閉じ、承認と送信元IP制限付きの時間制限付きリクエストに応じてポートを開きます。Bastionと組み合わせることで、パブリックIPを持たない構成と正確な監査証跡を実現します。
Network Watcherは、運用の検証とフォレンジックを提供します:
- NSGフローログ (v2) はストレージに書き込まれ、Log AnalyticsのTraffic Analyticsに送信して、トップトーカー、許可/拒否されたフロー、地理情報に関するインサイトを得ることができます。
- 接続のトラブルシューティングは、エンドツーエンドの接続性を能動的にテストし、パスがブロックされている場所 (NSG、UDR、DNS、ファイアウォール) を報告します。
- パケットキャプチャは、オンデマンドまたはアラートによってトリガーできます。リングバッファを使用してストレージを削減し、関連するポートのみをキャプチャします。
- 有効なルートとIPフローの確認は、UDR、BGP、NSGにまたがるランタイムの決定をマッピングします。これらのチェックをCI/CDの事前チェックで自動化します。
NSGフローログと分析を迅速に有効化:
az network watcher flow-log configure \
--resource-group rg-sec \
--nsg nsg-app \
--enabled true \
--traffic-analytics true \
--storage-account saflowlogs \
--workspace /subscriptions/<sub>/resourceGroups/rg-la/providers/Microsoft.OperationalInsights/workspaces/la-workspace
実践的な問題シナリオ
Starbucksは、注文管理プラットフォームをAzureにモダナイズしています。セキュリティ目標: アプリケーション/データ層にパブリックIPを持たせない、厳格なエグレス制御、グローバルなWeb保護、および運用上の可視性。
- リージョンごとに3つのサブネット (Web、App、Data) を作成し、それぞれに独自のNSGとロールに合わせたASGを割り当てます。
根拠: ASGを使用したサブネットベースのマイクロセグメンテーションは、最小権限のフロー (Web→App 443、App→Data 1433) を体系化し、影響範囲を縮小します。階層ごとにNSGを分離することで、意図しないポリシーの結合を回避します。
- Azure Front Door Standard/Premiumを、OWASP 3.xとレート制限および地理的制限用のカスタムルールを使用したPreventionモードのWAFポリシーと共にデプロイします。
根拠: グローバルなエッジ保護は、大量のトラフィックを吸収し、一般的なL7攻撃がリージョンに到達する前にブロックし、エニーキャストによってレイテンシを削減します。エッジでのWAFポリシーは、リージョン間で一貫した強制を可能にします。
- 各リージョンのWeb層の前にWAF v2付きのApplication Gatewayを配置します。App GatewayでTLSを終端し、バックエンドへ再暗号化します。
根拠: リージョンレベルのL7ルーティングとWAFはFront Doorを補完し、バックエンドへのアプリケーションごとのmTLS、Cookieベースのアフィニティ、ブルー/グリーンデプロイメントを可能にしながら、検査機能を維持します。
- DDoS Protectionを有効化: Application GatewayのパブリックIPを含むVNetでNetwork Protectionを有効にします。
根拠: IPごとの適応型緩和、テレメトリ、コスト保護により、リージョンのエントリポイントを標的とする大量攻撃からのリスクを低減します。VNetスコープで設定することで、リソースごとの設定なしに、現在および将来のすべてのパブリックIPが保護されることを保証します。
- セキュリティ保護されたハブにAzure Firewall Premiumをデプロイします。AppおよびDataサブネットからのすべてのエグレストラフィックをUDRでファイアウォールにルーティングします。アウトバウンドトラフィックに対してTLSインスペクションとIDPSを有効にし、必要なFQDNのみを許可するようにアプリケーションルールを構成します。
根拠: 復号化とシグネチャベースの検出を伴う一元的なエグレス制御は、コマンド&コントロール (C2) 通信とデータ漏洩を防ぎます。アプリケーションルールは、IPベースのルールと比較してメンテナンスを削減し、ゼロトラストのエグレスに整合します。
- Azure SQLとStorageにはPrivate Linkを使用します。パブリックネットワークアクセスを無効にし、すべてのVNetにリンクされたプライベートDNSゾーンを構成します。コンテナ化されたワークロードには、Azure CNIを使用します。
根拠: プライベートエンドポイントは、データパスをバックボーン上に維持し、パブリックへの公開を排除します。プライベートDNSは、シームレスな名前解決を保証します。Azure CNIは、ポッドのIPがサブネットから割り当てられることを保証するため、Private Linkとサービスエンドポイントが正しく機能します。
- ExpressRouteをアクティブ/アクティブのデュアル回線で確立し、オンプレミスのルートをBGPでアドバタイズします。機密性の高いトラフィックにはIPsec over ERを有効にします。最初は0/0をアドバタイズせず、まずステージングサブネットで強制トンネリングを試験的に導入します。
根拠: ERは予測可能でプライベートな接続性を提供します。階層化された暗号化は、高機密性のフローを保護します。強制トンネリングの段階的な展開は、意図しないインターネットのブラックホール化を防ぎ、例外ルートを検証します。
- Azure Bastion経由で管理アクセスを提供し、すべてのVMでJust-in-Timeを強制します。サーバーからすべてのパブリックIPを削除します。
根拠: 最小権限の原則に沿った、監査可能で時間制限のあるアクセスを維持しつつ、公開された管理サーフェスを排除します。
- NSGフローログとTraffic Analyticsを有効にし、FirewallとWAFの診断をLog Analyticsに構成し、DDoS緩和策とWAFブロッキングの急増に対するアラートを設定します。
根拠: 統一されたテレメトリにより、プロアクティブな検出、キャパシティプランニング、迅速なインシデント対応が可能になります。異常パターンに対するアラートは、攻撃や設定ミスを早期に捕捉します。
- Azure Policyを実装して、NIC上のパブリックIPを拒否し、すべてのサブネットでNSGを必須とし、DDoSが有効になっていないVNetを監査します。ポリシーチェックをCI/CDに統合します。
根拠: 構成のドリフトを防ぎ、大規模にガードレールを強制し、将来のワークロードのために安全なデフォルト設定を再現可能にします。
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