■ はじめに
仕事で、HMACなるものがでてきたので調べてみた。 軽く書いて終わらせるつもりだったが、 内容がかなりの量になり、かつ、勉強になった。
目次
【１】MAC １）入力値 ２）MACを使った認証の流れ ３）一方向ハッシュ関数との違い 【２】HMAC 【３】セキュリティ攻撃 １）再生攻撃・リプレイ攻撃 ２）秘密鍵推測する攻撃 【４】制限事項（解決できない事項） １）第三者に対する証明 ２）否認防止
【１】MAC
* MAC = Message Authentication Code (メッセージ認証コード) * 正真性を確認し、メッセージの認証を行う技術 => メッセージを改ざんされていないことを確認する技術
正真性 (integrity)とは？
* そのデータが正真正銘、本物であるという性質 => はじめ、「せいしんせい」と読んでいたが、「しょうしんせい」だった * 「完全性」とも呼ぶ cf integrity
https://eow.alc.co.jp/search?q=integrity
より抜粋 ~~~~ 1. 誠実、正直、高潔、品位 2. 完全（な状態）、完全性、全体性 3. インテグリティ◆システムや信号の整合性を意味する。 ~~~~
１）入力値
[1] 任意長のメッセージ（受信者に送りたいメッセージ） [2] 共通鍵 / MAC鍵（送信者・受信者が共有する鍵） => この２つの入力値を元に固定長の出力値（MAC値という）を算出する
２）MACを使った認証の流れ
* 以下のサイトの図が分かりやすい
https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/0401/01/news120.html
３）一方向ハッシュ関数との違い
* 一方向ハッシュ関数では、「[2] 共通鍵 / MAC鍵」は使用しない => 送信者・受信者以外のものに改ざんされても、 「共通鍵」を知らないとMAC値を算出できないので 正真性を確かめることができる（漏れたらOUTだけど）
【２】HMAC
* HMAC = Hash-based MAC * 任意の一方向ハッシュ関数(※１)を用いてMAC値を生成するアルゴリズム
※１「任意の一方向ハッシュ関数」について
* 「任意」とあるのは、一種類に定められていないため。 + SHA-1 を使えば、HMAC-SHA1 + MD5 を使えば、HMAC-MD5 + RIPEMD-160 を使えば、HMAC-RIPEMD => ハッシュアルゴリズムについては、以下の関連記事を参照のこと
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2022/09/14/000000
【３】セキュリティ攻撃
１）再生攻撃・リプレイ攻撃
* めちゃくちゃ勉強になった、、、
例：銀行の入金システム
[1] ＡさんがB銀行に100万円を入金したとする => MAC値を計算し、この入金を受け付ける [2] [1] のデータをハッカー X が盗聴し、入金およびMAC値を保存 [3] ハッカー X は、[2] のデータを100回繰り返す =>すると、100万円×100回で1億円入金できてしまう
対応方法１：シーケンス番号
* 通信する際に毎回シーケンス番号を振り、 MAC値を計算する際には、 このシーケンス番号もメッセージに含めるようにする => シーケンス番号を知らないと、100回繰り返しても MAC値が異なり、認証ができない * 【条件】実装する際は、通信相手ごとに 最後のシーケンス番号を記録しておく必要がある
対応方法２：タイムスタンプ
* 送信時刻を埋め込むようにする => ただし、通信速度などの時間差があるので、攻撃の余地が残る * 【条件】送信者と受信者で時刻を一致させておく必要がある
対応方法３：使い捨てランダム値（ノンス; Nonse）
* 受信者から送信者に対して使い捨てのランダム値（ノンスと呼ぶ）を渡し、 そのノンスを使って、MAC値を算出する => ただし、通信量が多少増える cf. Nonse = number used once の略 (=一度だけ使われる数)
２）秘密鍵推測する攻撃
* 総当たり攻撃（ブルート・フォース・アタック; brute force attack）や 誕生日攻撃などにより秘密鍵を推測してしまう攻撃 => 秘密鍵は推測されない、かつ、十分な桁数のものにしなくてはならない
【４】制限事項（解決できない事項）
https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/0401/01/news120.html
の「注意点」を参照。 => MACはあくまで『メッセージの「完全性だけ」を保証』するだけのもの
１）第三者に対する証明
* 送信者・受信者以外の第三者に対して、 「このメッセージは、送信者から送られてきたもの」という証明は MACでは証明することはできない => 秘密鍵は受信者も知っているので、受信者から送られてきたかもしれない => 第三者に秘密鍵を教えなくてはならない
２）否認防止
* 送信者は受信者に対して 「そのメッセージを送っていない」と否認することも可能 cf. 否認(repudiation)
関連記事
ハッシュ / Hash
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2022/09/14/000000
Python ～ ハッシュ ～
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2020/05/03/010502
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https://dk521123.hatenablog.com/entry/2022/10/08/002750
Java でEmail を送るには ～ SMTP認証 / DIGEST-MD5 編 ～
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2016/12/07/222229
