**WolfGuard：FIPS 140‑3 対応 WireGuard 暗号化**

WolfGuard VPN（FIPS 140‑3対応暗号化）

概要

• WolfGuard は、Jason Donenfeld が設計した WireGuard の Linux‑kernel ベース版を wolfSSL に合わせてリファクタリングし、FIPS‑compliant な実装です。
• 使用方法は WireGuard とほぼ同一です。
• 主な構成要素は以下の2つです。

  • wolfguard.ko

    – カーネルモジュール（

    libwolfssl.ko

    に依存）

  • wg-fips

    – ユーザー空間で動作する設定ツール（

    libwolfssl.so

    に依存）

wg-fips-quick

スクリプトは

wg-quick

と同様に機能しますが、SECP256R1 キーを

/etc/wolfguard

内に格納します。
シンボリックリンクが作成され、

wg → wg-fips

および

wg-quick → wg-fips-quick

が有効になります。WireGuard の実行ファイルが存在する場合は、それらを

wg-wireguard

/

wg-wireguard-quick

に名前変更し、保護コピーとして

wg-wireguard-quick.unpatched

を残します。

暗号アルゴリズムのマッピング

カテゴリ	WireGuard	WolfGuard
ECDH	Curve25519	SECP256R1
AEAD	XChaCha20‑Poly1305	AES‑256‑GCM
ダイジェスト	Blake2s	SHA2‑256
認証ダイジェスト	Blake2s‑HMAC	SHA2‑256‑HMAC
内部ハッシュ	SipHash	SHA2‑256
DRBG	ChaCha20‑DRBG	SHA2‑256 Hash‑DRBG

• WolfGuard と WireGuard は同時に存在でき、別々のトンネルを確立します。

• --enable-intelasm

  （x86 専用）を有効化すると、AES‑256‑GCM および SHA2‑256 の CPU アクセラレーションで WireGuard と同等またはそれ以上の性能が得られます。無効にした場合でも、最新CPUではギガビットイーサネット帯域を十分に利用できます。

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ビルドとインストール

以下の2種類の手順が用意されています。

1. 非FIPS ソース – ナイトリーミラーや Git リポジトリからビルド。
2. FIPS 認証済みソース – 公式 FIPS アーカイブからビルド（

   fips@wolfssl.com

   にてダウンロード可）。

どちらの場合も、ユーザー用ツールとスクリプトは

wg-fips

/

wg-fips-quick

と名付けられ、FIPS 認証の有無に関わらず FIPS 承認済みアルゴリズムを使用します。
FIPS 認証済みビルドと非認証ビルドは相互運用できますが、WireGuard とは互換性がありません。

注意 –

--enable-intelasm

は x86 ターゲット専用で、FIPS 版でも対応ソースに対してのみ使用してください。

--enable-wolfguard

を使えば最小機能セットを有効化できます。完全な暗号機能が必要なら

--enable-all-crypto

を指定します。

コマンドは

$

（非特権ユーザー）と

#

（root 必須）のプレフィックスで区別され、同一作業ディレクトリ内で実行してください。
wolfSSL リリースアーカイブを使用する場合は、バージョン 5.8.4 以上が必要です。

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1. 非FIPS Git ソースからのビルド

(a) ソース取得

$ mkdir wolf-sources
$ cd wolf-sources
$ git clone https://github.com/wolfssl/wolfssl --branch nightly-snapshot
$ git clone https://github.com/wolfssl/wolfguard
$ (cd wolfssl && ./autogen.sh)

(b) ユーザーライブラリ (

libwolfssl

) のビルド＆インストール

Linux ではデフォルトで

wg-fips

がカーネルモジュールにキー生成をオフロードします。

$ cd wolfssl
$ ./configure --quiet --enable-wolfguard --enable-all-asm
$ make -j
$ ./wolfcrypt/test/testwolfcrypt
# make install
$ cd ..

キー操作を内部で実行したい場合は

make -j NO_IPC_LLCRYPTO=1

を使用。
圧縮公開鍵（

WG_USE_PUBLIC_KEY_COMPRESSION

）が必要なら、

EXTRA_CFLAGS=-DWG_USE_PUBLIC_KEY_COMPRESSION

でビルド。

(c) ユーザーツール (

wg-fips

) のビルド＆インストール

$ cd wolfguard/user-src
$ make -j
# make install
$ cd ../..

WireGuard バイナリは

wg-wireguard

/

wg-wireguard-quick

に名前変更され、

wg

/

wg‑quick

のシンボリックリンクが WolfGuard へ向けられます。

(d) カーネルモジュール (

libwolfssl.ko

) のビルド＆インストール

$ cd wolfssl
$ ./configure --quiet --enable-wolfguard --enable-cryptonly --enable-intelasm \
  --enable-linuxkm --with-linux-source=/usr/src/linux \
  --prefix=$(pwd)/linuxkm/build
$ make -j module
# make install
# modprobe libwolfssl

本番環境では拡張自己テストを有効化：

$ ./configure --quiet --enable-wolfguard --enable-cryptonly --enable-intelasm \
  --enable-linuxkm --with-linux-source=/usr/src/linux \
  --prefix=$(pwd)/linuxkm/build --enable-crypttests \
  CFLAGS=-DWOLFSSL_LINUXKM_VERBOSE_DEBUG

(e) WolfGuard カーネルモジュール (

wolfguard.ko

) のビルド＆インストール

$ cd ../wolfguard/kernel-src
$ make -j KERNELDIR=/usr/src/linux KERNELRELEASE=$(uname -r)
# make install
# modprobe wolfguard
$ ../user-src/wg-fips genkey | ../user-src/wg-fips pubkey

genkey

/

pubkey

テストでランダム公開鍵が出力されれば成功です。
圧縮キーを使用する場合は、全ビルドに同一設定 (

WG_USE_PUBLIC_KEY_COMPRESSION

) を適用してください。

すべての手順が完了したら、既存の WireGuard Playbook をそのまま利用して WolfGuard トンネルを起動できます。

/etc/wireguard

の代わりに

/etc/wolfguard

を使用し、キーは

wg-fips

で生成してください。

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2. FIPS 認証済みソースからのビルド

(a) ソースツリー準備

$ mkdir wolf-sources
$ cd wolf-sources
$ 7z x ~/Downloads/wolfssl-X-fips-linuxvX-kernel.7z   # または tar -xf for .tar.gz
$ ln -s wolfssl-X-fips-linuxvX-kernel wolfssl
$ git clone https://github.com/wolfssl/wolfguard

FIPS カーネルモジュールアーカイブは非カーネル版とは別ですが、ユーザーライブラリのビルドに利用できます。

(b) ユーザーライブラリのビルド＆インストール

$ cd wolfssl
$ ./configure --quiet --enable-fips=vX --enable-wolfguard
$ make -j
$ ./fips-hash.sh
$ make -j
$ ./wolfcrypt/test/testwolfcrypt
# make install
$ cd ..

vX

は取得した FIPS アーカイブのバージョン（例：

v5.2.4

、

v6

など）に置き換えてください。

(c) ユーザーツール (

wg-fips

) のビルド＆インストール

$ cd wolfguard/user-src
$ make -j
# make install
$ cd ../..

非FIPS ビルドと同様に内部キー操作や圧縮キーの設定については注意してください。

(d) カーネルモジュール (

libwolfssl.ko

) のビルド＆インストール

二段階プロセスで正しい整合性ハッシュを確保します：

$ cd wolfssl
$ ./configure --quiet --enable-fips=vX --enable-wolfguard --enable-cryptonly \
  --enable-linuxkm --with-linux-source=/usr/src/linux \
  --prefix=$(pwd)/linuxkm/build
$ make -j module
# make install
# modprobe libwolfssl   # 「Operation canceled」が表示されるはずです。

$ NEWHASH=$(dmesg | awk '{if (match($0, " new hash \"([^\"]+)\" ", hash_a)) { hash = hash_a[1]; }} END {print hash}')
$ sed --in-place=.bak "s/^\".*\";/\"${NEWHASH}\";/" wolfcrypt/src/fips_test.c
$ make -j module
# make install
# modprobe libwolfssl

2回目の

modprobe

が失敗した場合は次を実行：

$ make module-update-fips-hash FIPS_HASH="$NEWHASH"
# make install
# modprobe libwolfssl

本番環境では非FIPS の手順と同様に拡張自己テストを有効化してください。

(e) WolfGuard カーネルモジュールのビルド＆インストール

$ cd ../wolfguard/kernel-src
$ make -j KERNELDIR=/usr/src/linux KERNELRELEASE=$(uname -r)
# make install
# modprobe wolfguard
$ ../user-src/wg-fips genkey | ../user-src/wg-fips pubkey

ランダム公開鍵が正常に出力されればインストールは成功です。

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最終的な注意事項

• ビルドが完了したら、WireGuard と同じ Playbook / スクリプトを使って WolfGuard トンネルを起動できます。

• /etc/wireguard

  を

  /etc/wolfguard

  に置き換え、キーは

  wg-fips

  で生成してください。
• 一部の WireGuard クライアントは正確に 44文字の Base64 公開鍵を想定していますが、WolfGuard の公開鍵は（圧縮未使用時）約倍長です。FIPS v5 では

  WG_USE_PUBLIC_KEY_COMPRESSION

  は未サポートですが、v6 以降で利用可能です。

さらにご不明点がある場合は fips@wolfssl.com までお問い合わせください。