初心者のためのセキュリティー講座

今日から明日へ
今回、お話しするのはワンタイムパスワー
ドとSSHです。ただし、本稿を執筆している時点（1998年春）では、一般に広まっている技術とは言い難いものです。また、将来は、ワンタイムパスワードやSSHのようなシステムが一般に広がるでしょうが、現在使用しているようなソフトウェアや製品がそのまま使われるかどうかはわかりません。しかし、「明日の技術」をお話しすることはより広い知識を身につけるための一歩になると考え、今回のテーマとしました。
よく、世間で散見される不正アクセスに関する説明の中に「現在は、（今回説明する範インターネットでの不正行為囲のような）いくつかの不正アクセスに対する技術がない」という、少し誤解を招くような表現があります。しかし、これは正確ではありません。
正しくは、「不正アクセスに対応する技術の導入が一般には進んでいない」、あるいは「不正アクセスに対応する技術に関して認知が不足している」というべきでしょう。

その傾向と対策えていません。紹介する技術は、確かに一般すべての不正行為を防ぐのは不可能です。
しかし、防ぐためのテクノロジーは常的に使われている技術です。それは、ちょ日々進歩を遂げています。
今回は、そんな将来の技術について取り上げます。
最うど10年前のインターネットに似ています。

新技術の情報を集めて知識を得ておくのも、不正行為の被害を受けないためインターネットは10年前でも一部の人の間

今回のテーマは必ずしも特殊な話題とは考には広がっていませんが、すでに一部では日では日常的に使われていたのですが、一般にの重要なことです。

広がるまでには、その後、数年を要しました。

第9回

その時と同じように、今回お話しする内容も、近い将来、広く使われる技術となることでしこれから求められる技術ょう。たとえ、現在と同じ形ではなくとも、ベースとなる技術でしょう。

JPCERT/CC（コンピュータ緊急対応センター）
jhttp://www.jpcert.or.jp/

パスワードの問題点
現在、主流として使われているパスワードの概念や問題点は、連載第3回の パスワー
ドについて心がけてほしいこと*1

で解説しました。ここでは、パスワードの問題点が何か

346 INTERNET magazine 1998/5

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［*1］過去のバックナンバー
jhttp://www.jpcert.or.jp/magazine/beginners.html

をもう一度確認してみたいと思います。

パスワードが類推される

握するのは、ネットワークの規模が大きくなて2種類あります。1つは、チャレンジレスポればなるほど難しくなります。そして、経由ンスと呼ばれる、外部から補助パラメータをするネットワークすべてが安全なネットワーク与える方法です。もう1つは、内部のデータであるかどうかの状況を把握することはさらのみから自動的にワンタイムパスワードを生成する方法です。

利用者が入力するタイプのパスワードは、に困難を伴います。いくつも通過するであろ基本的に人間の記憶に頼ります。したがって、うネットワークのどれか1つに安全ではないネ

多くの利用者は簡単に思い出せるパスワード

ットワークが入ってしまえば、安全性の欠けにする傾向があります。もし、利用者が弱いるネットワークとなります。

生成の原理

パスワードを選択してしまうと、一定条件の下では数分から数時間の間でパスワードが類

本稿では、チャレンジレスポンス方式に分ワンタイムパスワード推されてしまう恐れがあります。

類される単純なワンタイムパスワードのモデルを説明しましょう。説明中は、認証を行なたとえ、利用者に弱いパスワードではいけ

通常のパスワードによる認証は、事前に登ないということを徹底して教育しても、ある録しておいたパスワードと同じパスワードであいは、運用規則として取り入れても、完全にるかを比較する方法です。新しいパスワード

すべての利用者が 弱いパスワード を使わに変更しない限り、毎回、同じパスワードをこれは、サーバーとクライアントの両方が所なくなるという保証はありません。また、管入力します。

有します。この 種う側をサーバー、使用者側をクライアントとしています。
最初に 種となる初期値を用意します。

が有効である認証の回

理者やセキュリティー担当者がパスワード選

ワンタイムパスワードも、通常のパスワー択に関与するということも現在の記憶に頼るドとは異なり、システムに接続するなどの認タイプのパスワードでは難しい問題でしょう。

証に使うパスワードは、毎回違うパスワード1クライアントがワンタイムパスワードを生にできます。つまり、一度しか（あるいはご成するために、サーバーにチャレンジレスく限られた期間や回数のみ）しか有効ではあポンスの値を要求する。

ネットワークが盗聴される数を9回とします。

2サーバーがチャレンジレスポンスの値をクりません。
どんなに安全なパスワードを使用していてパスワード類推によるアタックは、事前にライアントに送る。初めての認証ならば10も、ネットワーク上で盗聴が行われればパス登録しておいたパスワードを見つけ出すための値を渡す。N回目の認証ならば、10−Nワードは筒抜けです。ほとんどのネットワーに試行を繰り返す方法です。ワンタイムパス

ク上の盗聴は、ローカルネットワークの弱点ワードは一度しかチャンスがないので、パスを突く形で行われます。ローカルネットワー

ワード類推によるアタックが非常に困難になスポンスの値である回数分、 種ク敷設時に、盗聴の難しい設計を行い、そのります。

向性ハッシュ関数に繰り返しかけ、その値後の運用も的確な方法で行っていれば、ネッの値を渡す。

3クライアントは、サーバーのチャレンジレ

ワンタイムパスワードには、大きく分類しを一方をワンタイムパスワードとする。

トワーク盗聴が困難となります。そうすれば、危険性は格段に少なくなるでしょう。しかし、

図1
ユーザー

既存の多くのローカルネットワークではネッ組織内トワーク盗聴を想定して設計されていません。
攻撃者

また、ネットワーク盗聴を難しくするローカルネットワークを作る費用は、何も行わないものよりもコストが上昇する傾向がありま

モデム

ットワークが必ずしも盗聴に対応できるようなネットワークだとは限らないでしょう。
広域なネットワークを利用するすべての場
合に当てはまることですが、自分の発信したデータが相手に着信するまでのあいだ、どのユーザーゲートウェイす。そのため、これから敷設するローカルネユーザープロバイダー経由するネットワークが安全でも、アクセスするサーバーのローカルネットワークの中が安全でなければ、全体が安全と言えない。

ようなネットワークを経由するかを確実に把盗聴サーバー

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4サーバーも同じく、チャレンジレスポンスの値と 種を使ってワンタイムパスワードを計算する。

5クライアントは、ワンタイムパスワードのこにあるのでしょうか。それは、すでに使用ーとクライアント間で安全に通信を行うためされたワンタイムパスワードを知られていてに、 認 証 と暗 号 化 を行 なうのが、 S S Hも、次回に発生させるワンタイムパスワード（Secure SHell）です。SSHは、その他にもは分からないという点です。

X-Windowで使用するプロトコルに対して同値をサーバーに送る。サーバーは、自分でここでは説明を分かりやすくするために、9様の暗号技術を用いて安全な接続も可能にし計算したワンタイムパスワードの値と比較回としていますが、通常のシステムでは、もます。サーバーはUNIXですが、Windows95、する。同じ値ならば、正しい（ワンタイム）っと繰り返し使えるような大きな値になってMacintosh、OS/2で動作するクライアントパスワードであると認める。

います。

が存在しています。

この単純なモデルのポイントは、 種

ワンタイムパスワードのクライアントは、ポSSHの防御範囲に対ケット電卓のように専用のハードウェアになし一方向性ハッシュ関数で処理を必要回数分っているもの、あるいはアプリケーションとし繰り返す部分と、その必要回数が必ず少なくて実現されているものなどがあります。ハーなっていくということです。説明では9回としドウェアで実現されているものは 種ていますが、9回の認証を行うと、この 種がハードウェア内に格納されており、それはの寿命はつきてしまい、また初期値をサーバ外部からアクセスできないような構造になっーとクライアントの両方に登録しなおさなけています。アプリケーションで実現されてい攻撃に対する対抗策

ればなりません。

るものは、 種を通常のパスワードと同様暗号技術を使って認証を行うので、サーバの値

SSHは暗号技術によって次のような攻撃を無効にします。

●エアパケット偽造などの一方向性ハッシュ関数を補足すると、「一な方法で入力します。ただし、そのユーザーーやクライアントが偽造したIPアドレスを使方向性」という言葉が示すように出力から入が入力したパスワードはアプリケーション内う攻撃を仕掛けても、SSHを用いることによ力には戻すことができない関数です。さらにのみで使用され、ネットワーク上には現れまって攻撃を無効にします。また、DNSに関し「わずかな入力の違いで、出力に大きな違いせん。ても同様です。

SSHとは偽造されたサーバーだった」、あるいは、「IP「ネットワークを介して接続した先は、実はが発生する」「入力のデータサイズにかかわらず、出力されるデータサイズは一定」「異なるアドレスによってクライアントをフィルタリン入力に対し出力が同じであることは極めてまれである」というような関数です。一方向性

UNIXには、ネットワークで接続されたマシグしているようなシステムに対し、クライアン

ハッシュ関数として有名なアルゴリズムにンに対して、ログインするrlogin、コマンドトから偽造したIPアドレスを使用してアクセMD5やSHA-1などがあります。

を実行するrsh、そしてファイルをコピーするスされた」というようなことが発生する可能さて、一方向性ハッシュ関数で繰り返し処rshなどのコマンドが用意されています。その性があります。I P アドレスには関係なく、理する回数を毎回少なくするという利点はどコマンドに代り、暗号技術を導入してサーバSSH自身によって認証を行えば、IPアドレス

図2：一方向性ハッシュ関数のモデル

図3：3回分のワンタイムパスワード（OTP）のモデル
元データ（ 種 ）元データ

ハッシュ値

ABC

OXA1

ハッシュ値

ハッシュ値

ハッシュ値

3回目のOTP

2回目のOTP

1回目のOTPとして使用

逆だとたどれない

最後から消費していく

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偽造による攻撃は無効になります（ただし、は使い捨てになっています。現在は、公開鍵されているといったことに左右されずに相手SSHがカバーするrlogin、rsh、rcp、あるい暗号法のアルゴリズムとしてRSA法が用いらをチェックできます。

はX-windowに対する攻撃のみ）。

れています。

2公開鍵暗号法を用いて、通信のときに使認証には、電子署名の技術が用いられま用する暗号の秘密鍵を交換します。

す。現在は、電子署名のアルゴリズムとして3交換した秘密鍵を用いて、共通鍵暗号でサーバーとクライアントの間は暗号化したRSA法が用いられています。使用されている暗号化したデータのやり取りを開始します。

データでやり取りするので、ネットワーク盗具体的なアルゴリズムも、今後、さらに安全聴ができなくなります。同じ理由で、途中でなもの、あるいは高速なものが使われることのデータの改竄、あるいは、サーバーとクラでしょう。

●ネットワーク盗聴などに対する対抗策

共通鍵暗号は高速に暗号化／復号化ができるので、通常の通信は共通鍵暗号を用いてイアントの間で行っているネットワークの通暗号化を行なっています。

SSHの動作概要

信の乗っ取りもできなくなります。

通信でやり取りしているデータが暗号化がたとえば、ネットワークを介してログインし、ROOT（管理者の権限）としてシステムのメンテナンス作業を行うようなとき、もしされていれば、たとえ、ネットワークを盗聴
ここでは、サーバーへログインすることを説したとしても、中身が守られています。

明に使いましょう。

さらに将来はネットワーク盗聴が行われていていたならば、事前に、サーバーとクライアントは、お互ROOTのパスワードも含めて重要な情報が筒いに公開鍵を交換しておきます。相手の公開抜けになってしまいます。SSHでは、そのよ鍵が正しいかどうかの説明はここでは省略しIPv6という次世代IPの仕様では、IPのパケうな危険性がなくなります。て、正しい相手の公開鍵を交換できているこット自体にSSHのような暗号技術が取り入れとにします。

られます。IPv6が普及すると、新たに特別な1サーバーとクライアントの間で毎回のログシステムやアプリケーションを導入しなくとインを開始するときに、その都度、新たなも、安全にネットワーク上で通信ができるよサーバーとクライアントの間で通常の通信電子署名によって署名したデータを用意しうになるでしょう。に使用される暗号は、十分に安全である共通て交換します。その署名が正しいか否かを鍵暗号法が用いられています。現在は、 共通各々チェックします。署名が正しければ正鍵暗号法のアルゴリズムとしてIDEAやTripleしい相手です。この電子署名のチェックにDES などが用いられています。

は、すでに交換してある相手の公開鍵が用使用される暗号技術暗号通信を開始するときに行われる共通鍵いられます。

まとめ
今まで防御が難しいと言われてきたいくつかの不正アクセスに対し根本的にシャットア

暗号のための鍵交換は、公開鍵暗号法を用

1ここで、認証（電子署名のチェック）はウトできる可能性をもつ技術がすでに存在しいて行われます。また、共通鍵暗号に使う鍵SSH自身が行うので、IPアドレスが偽造ています。その問題点は、一部にしか普及していない技術であるということです。

図4：SSHの概念図

今回は、あまり一般には知られていない技術を短い文章で紹介しているため、分かりづらい部分もあったかと思います。しかし、必ずしも技術的な部分の理解が必須ではありません。
「現在知られている既存の不正アクセ
サーバー
広域ネットワーク接続スに関しては、多くの問題に対して対抗策が存在している」という感想を持って頂ければ、十分に本稿の目的は達したことになるのです。

SSH使用通信路が暗号技術で守られる本連載に対するご意見やご質問、不正アクセスに関して知りたいことがありましたら以下のメールアドレスまで。今後の参考にさせていただきます。
サーバー

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INTERNET magazine 1998/5349［インターネットマガジン バックナンバーアーカイブ］ ご利用上の注意
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