情報セキュリティ



情報セキュリティ
第２回：２００７年４月２０日（金）


本日学ぶこと

パスワードと認証




ユーザ認証の基本構成
パスワード解析方法と対策
パスワード管理法
パスワード以外のユーザ認証
2
認証（Authentication）とは

ユーザ認証とは


メッセージ認証とは


ユーザ名とパスワードなどの組み合わせを使って，コンピュータ
を利用しようとしている人にその権利があるかどうかや，その人
が名乗っている本人かどうかなどを確認すること
「メッセージが正しい送信者からのものである」という性質
情報セキュリティの三大要素のうち，完全性に関わる要素
3
ユーザ認証とパスワード

ユーザ認証のモデル
Prover
（証明者）

② ＯＫ／ＮＧ
Verifier
（認証者）
ユーザ情報として「個人識別情報」と「パスワード」の組を用
いて，個人を識別する




①ユーザ情報を入力
入力時，パスワードは画面上に表示されない
個人識別情報は，システムが提供する
パスワードは，システムが提供するものもあれば，利用者が設
定するものもある
どのようなパスワードを使用すれば安全か？
4
パスワード解析の前提

敵対者の目標：他人の個人識別情報（ユーザ名，口座番号
など）および認証方法を既知として，そこから，認証に必要な
パスワードを発見すること
Cracker
（敵対者）

①Proverの
ユーザ情報を入力
② ＯＫ／ＮＧ
Verifier
（認証者）
認証方法


敵対者が同じ認証方法を所有する：UNIXのパスワードクラック
 いくらでも試せる
敵対者は認証方法を所有しない：Webサーバ，銀行ATM
 失敗するとペナルティ
5
パスワード解析の種類


ブルート・フォース・アタック（brute-force attack，総当り法）
辞書攻撃
6
ブルート・フォース・アタック



すべてのパスワード候補をVerifierに送り，「当たり」が出るま
で続ける
時間（安全性の尺度）は，
１回の判定時間×探索終了までの回数
探索終了までの回数は，パスワードの候補の数に比例



パスワードになり得る値の集合を「パスワード空間」
という
期待値は，パスワード空間のサイズの半分
パスワード空間が大きいほど安全
二分探索法などで
効率よく発見する
ことはできない
7
数字によるパスワード（１）

銀行の暗証番号


４桁の数字：10000通り
 もし敵対者が認証システムを所有していて，（電子工作など
で装置を作って）１秒間に100回の入力ができるなら，最大
でも100秒でパスワードが割り出せる
 現実には，１回の入力が0.01秒とできないように対処してい
るので，一応安全に運用されている
８桁の数字なら？：100000000通り
 同様の敵対者の行動で，最大106秒…およそ11.5日
 誰もが覚えていられる？
8
数字によるパスワード（２）

１０文字


４文字で10000通り
８文字で100000000通り（1.00×108通り）
9
英数字によるパスワード

６２文字


４文字で14776336通り
８文字で218340105584896通り（2.18×1014通り）
10
英数字と記号によるパスワード

９５文字


４文字で81450625通り
８文字で6634204312890625通り（6.63×1015通り）
11
パスワード空間のサイズ：まとめ
文字数
４
５
６
数字のみ
1.00×104
1.00×105
1.00×106
７
1.00×107
８
1.00×108
1.11×104
1.11×105
1.11×106
1.11×107
1.11×108
英数字
1.48×107
9.16×108
1.50×107
9.31×108
英数字と記号
8.14×107
7.73×109
8.23×107
7.82×109
5.68×1010
7.35×1011
5.77×1010
7.43×1011
3.52×1012
6.98×1013
3.58×1012
7.06×1013
2.18×1014
6.63×1015
2.21×1014
6.70×1015
ちょうど
以内


数字のみ＜英数字＜英数字と記号
１文字増えるとパスワード空間がうんと大きくなる
12
（前回の補足）鍵空間

ブルート・フォース・アタックで，512ビットの鍵を特定すること
ができるか？



（参考書p.73, p.75より）
512ビットの鍵 = 鍵空間の大きさは 2512
鍵発見のための（非現実的な）環境
 計算機1台で毎秒1020個の鍵を生成し検査できる
 計算機は10100台
 1020年以内に発見する
答え：できない．


1020×(366×24×60×60)×10100×1020 < 10148
2512 ≒10154
13
辞書攻撃

問題のあるパスワード





個人識別情報そのもの，または一部，または少し付加しただけ
 takehiko, take, takehiko1, takehi0
プライベートな情報
 配偶者や恋人の名前，電話番号や生年月日
辞書に載っている単語
 apple, web
辞書に載っている単語を組み合わせただけ
 appleweb, apple!web
辞書と，選ばれる傾向をもとに，パスワードを発見する方法
を「辞書攻撃」という


ツールが存在する
ブルート・フォース・アタックと別の方法で見つかってしまう！
14
パスワードの選び方

どのようなパスワードを使用すればよいか？






文字種や字数の制限があれば，それに従う
UNIXのパスワードでは，英数字と記号を織り交ぜて，
６文字以上８文字以内にする
自分は思い出しやすいものにする
 長ければいいってもんでもない
辞書攻撃で破られるようなパスワードは使用しない
パスワードをメモしない（？）
あちこちの認証システムで同一のパスワードにしない（？）
15
さらなる問題


Linuxでは，パスワードはどのように管理されている？
自分がネットワーク管理者になったら，パスワードは
どのように管理する？
16
UNIXのパスワード（１）

登録
ユーザまたは
管理者が入力
パスワード：
"wakayama"
ランダム
ソルト："cc"
暗号化
（crypt関数）
暗号化されたパスワード：
"ccwp5gV6wOumk"
パスワード
ファイル
/etc/passwd
"wakayama"を推測
するのは極めて困難
17
UNIXのパスワード（２）

認証
ユーザが入力
パスワード：
"wakayama"
ソルト："cc"
暗号化されたパスワード：
"ccwp5gV6wOumk"
暗号化
（crypt関数）
パスワード
ファイル
/etc/passwd
"ccwp5gV6wOumk"
等しい？
18
ソルト（salt）の役割


ソルトがないと…
ユーザ名
パスワード
暗号化パスワード
takehiko
wakayama
nNAvIrX23n2
murakawa
wakayama
nNAvIrX23n2
ソルトがあると…
ユーザ名
パスワード
ソルト
暗号化パスワード
takehiko
wakayama
cc
ccwp5gV6wOumk
murakawa
wakayama
se
seL7HUUbt2qmA
ソルトが異なれば，同じパスワードでも
異なる暗号化パスワードが生成される
19
UNIXのパスワード（３）

最近は



/etc/passwdには暗号化したパスワードを書かない
 /etc/shadowに記載し（シャドウパスワード），
rootしか読めない
DESではなくMD5をもとに暗号化する
 パスワード長，ソルト長ともに大きくなった
認証の一元化，ネットワーク化を支援するソフトウェアやシステ
ムも広く使われている
 NIS+
 Kerberos
 LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)
 PAM (Pluggable Authentication Modules)
20
管理者の立場で（１）

パスワードはどう設定するか？




システムが生成，提供する
 よいパスワード生成プログラムを選べば安全にできる
 ユーザは覚えられず，紙などに記録するかも
ユーザに自由に決めてもらう
 安全性をユーザに委ねる
リマインダ（Reminder）を使用する
 パスワードを忘れた人が，あらかじめ登録しておいた簡単な
質問（例：母親の旧姓は？）に正しく答えれば，パスワードを
教える
 質問次第で，パスワードなしと同じになってしまう
現状の最善解は？


管理者が，個人識別情報と初期パスワードを提供する
ユーザが認証に成功すれば，まず（今後使用する）パスワード
を設定し，初期パスワードを破棄する
21
管理者の立場で（２）

パスワードの心得




再発行の注意点



パスワードを忘れた＝システムに入れない
パスワードを忘れる人がいない組織はない
「暗号化されたパスワード」から，「パスワード」を求めることは
不可能
すぐには再発行しない
 ソーシャルエンジニアリングのおそれ
 ユーザ教育として
これまで発行したパスワードは使わない
ユーザが変更できるようにする場合

現在のパスワードを１回，新しいパスワードを２回入力させる
 いずれも画面に出さない
 新しいのが１回だと，打ち間違いを見抜けない
22
ユーザ認証再考



「タイプ（打鍵）すること」に問題はないか？
パスワードでなくてもいいのでは？
ネットワーク越しの認証は？
23
打鍵に対するパスワード取得方法

ショルダーハッキング（shoulder hacking）



パスワードを入力しているのを肩越しに見て，打鍵を記憶する
こと
対策：後ろの人に見せない
キーロガー（key logger）


キーボードからの入力を監視して記録するソフトウェア
対策：他人も使うコンピュータを使う際に注意する
24
パスワード以外のユーザ認証法

ユーザ認証とは？


ユーザの持つ情報を使用して，そのユーザであることを確認・
証明すること
ユーザの持つ情報とは？
 持っているもの：ＩＤカードなど
 知っていること：パスワードなど
 身体的特徴：バイオメトリクス
Prover
（証明者）
①ユーザ情報を入力
② ＯＫ／ＮＧ
Verifier
（認証者）
25
バイオメトリクス（Biometrics）認証

個人に固有の情報を利用するユーザ認証方式


個人に固有の情報の例



長期間にわたって変化しにくく，類似する特徴・特性を
持つ第三者が皆無かきわめて少ないようなものを用いる
身体的特徴：指紋，虹彩，顔，手の甲の静脈，音声など
身体的な特性：筆跡，打鍵など
問題点




事前登録が必要…心理的な抵抗も
機器が高価
誤認識があり得る
安価な道具でなりすましができる可能性…グミの指
26
指紋入力装置の性能

http://www.hitachi-hec.co.jp/virsecur/shimonni/shimon01.htmより
限りなく０に（最優先）
なるべく０に（優先低め）
どちらも０にしたいが，一方
を下げると，もう一方は上
がってしまう（トレードオフ）
27
ネットワークを介した認証

リモートログイン（Prover-Verifier間に距離がある）で，盗聴
されることを前提としたユーザ認証方式は？


パスワードを暗号化しなければ…盗聴して，リプレイ攻撃
パスワードを暗号化すれば…暗号文を盗聴して，リプレイ攻撃
Prover
①ユーザ情報を入力
Verifier
② 盗聴
Cracker
③盗聴内容を送る
④ （Proverとして）ＯＫ

通信されるユーザ情報を毎回違うものにすればいい！
ワンタイムパスワード
28
ワンタイムパスワードの例：LM認証
② 接続要求
③チャレンジ
① パスワード
Client
Prover
④レスポンス
Server
(Verifier)
⑤ ＯＫ／ＮＧ
LMハッシュ = e(パスワード,"KGS!@#$%")
チャレンジは毎回異なる文字列（Serverが生成する）
レスポンス = e(LMハッシュ,チャレンジ)
eはDES暗号化アルゴリズム
29
本日のまとめ

パスワードのセキュリティ



よいパスワード，よい管理方式を選ぶ
ブルート・フォース・アタック以外でも破られることがある
パスワードがユーザ認証のすべてではない
30