Websocketとは
WebSocketは、単一のTCP接続を通じてフルダプレックス（双方向）の通信ができるプロトコルです。WebブラウザとWebサーバー間でリアルタイムのデータ通信を行う際によく使用されます。
通常のHTTPプロトコルは、クライアント（通常はWebブラウザ）からサーバーにリクエストを送信すると、サーバーがそのリクエストに応じてレスポンスを返すという一方的な通信方式です。しかしWebSocketは、一度接続が確立されると、クライアントとサーバーのどちらも任意のタイミングでデータを送信できるようになります。
このような特性は、チャットアプリケーション、ゲーム、リアルタイムのデータ更新が必要なアプリケーションなどで非常に有用です。WebSocketはHTML5仕様の一部として標準化されており、多くの現代のWebブラウザがWebSocketをネイティブにサポートしています。
WebSocketプロトコルは、通常のHTTP接続を用いて最初の「ハンドシェイク」を行いますが、その後は専用のプロトコルでデータの送受信を行います。これにより、HTTPよりもオーバーヘッドが少ない高速な通信が可能になります。
基本的な使い方の一例としては、JavaScriptのWebSocket APIを用いてブラウザから以下のようなコードでWebSocket接続を開くことができます。
const socket = new WebSocket('ws://example.com');
socket.addEventListener('open', function(event) {
socket.send('Hello, Server!');
});
socket.addEventListener('message', function(event) {
console.log('Message from server:', event.data);
});
このようにしてWebSocketを用いることで、リアルタイム性が要求される多くのWebアプリケーションを簡単に実装することができます。
セキュリティ上危ないのでは？
WebSocket自体は、基本的なセキュリティ機能を提供していますが、不適切に設定または使用されると、セキュリティリスクがあります。以下は、WebSocketを使用する際に考慮すべきいくつかのセキュリティ問題です。
### セキュアな接続（WSS）
WebSocketには ws:// という非暗号化プロトコルだけでなく、wss:// というSSL/TLSを使用する暗号化されたプロトコルもあります。可能な限り wss:// を使用することで、データの傍受（Man-in-the-Middle攻撃）を防ぐことができます。
### クロスサイトWebSocketハイジャック
WebSocketは同一オリジンポリシー（Same-Origin Policy）に基づいていますが、必ずしもこれが十分なセキュリティを提供するわけではありません。不正なサイトからのWebSocket接続を防ぐために、WebSocketハンドシェイク時に追加の認証を行うことが推奨されます。
### データの検証とサニタイズ
WebSocketを通じて送受信されるデータは、必ずしも安全ではありません。受信データをそのまま処理する前に、適切な検証とサニタイズ（無害化）を行う必要があります。
### DOS攻撃
WebSocketはTCPに基づいていますが、多数の接続や大量のデータを送りつけることでサービスを妨害するDoS（Denial of Service）攻撃の対象にもなりえます。リソースの使用量を適切に制限することで、このような攻撃のリスクを減らすことができます。
### アクセス制御
誰でもWebSocketサーバーに接続できる設定は避け、適切な認証と認可の手段を備えることが重要です。
WebSocketのセキュリティは、適切な設計と実装に大いに依存します。多くの既存のセキュリティプラクティス（認証、認可、データの検証、暗号化など）がWebSocketにも適用可能であり、これらを慎重に適用することでセキュリティリスクを軽減できます。
どのようなソリューションを利用するとwebsocketのセキュリティを担保できるのか？
WebSocketのセキュリティを強化するためには、いくつかの具体的なソリューションと手法が存在します。
### WSS（WebSocket Secure）の使用
最も基本的な手法として、WebSocket Secure（WSS）を使用することで、データを暗号化して送受信します。これは wss:// スキーマで指定され、SSL/TLSを用いて通信路を保護します。
### 認証と認可
WebSocket接続が確立される前または確立後に、HTTPトークン、OAuth、APIキー、JWT（JSON Web Token）などを用いてクライアントを認証するように設計します。
### Rate Limiting
あまりにも多くの接続要求やデータ送信が行われた場合にそれを制限することで、DoS攻撃に対する防御を強化します。
### ファイアウォールまたはWAF（Web Application Firewall）の使用
適切に設定されたファイアウォールやWAFを使用することで、不正なトラフィックや攻撃をフィルタリングできます。
### オリジンチェック
WebSocketハンドシェイクの際に、オリジンヘッダーを確認して、許可されたドメインからの接続のみを受け付けるようにします。
### メッセージ検証とサニタイズ
受信したデータが安全かどうかを確認するために、適切な検証とサニタイズ処理を行います。例えば、クライアントから送信された文字列をそのままデータベースに保存する前に、SQLインジェクション攻撃を防ぐために適切なエスケープ処理が必要です。
### パッチ管理とセキュリティ監査
WebSocketサーバー、その他の関連するソフトウェア（OS、Webサーバー、DBなど）のセキュリティパッチを定期的に適用し、セキュリティ監査を行います。
### ロギングとモニタリング
不正アクセスや不正な操作を検出するために、ログを詳細に取るとともに、リアルタイムでのモニタリングとアラート設定を行います。
これらの手法を適切に組み合わせることで、WebSocketのセキュリティを高いレベルで保証することが可能です。ただし、これらはあくまで基本的なガイドラインであり、具体的なアプリケーションの要件や環境によってはさらに高度なセキュリティ対策が必要になる場合もあります。
