情報セキュリティ 第07回
大久保誠也 静岡県立大学経営情報学部
2/48
はじめに
はじめに
安全な通信の目的
ハイブリッド暗号
ssh
演習
3/48
最近の話題
4/48
安全な通信の目的
Hello World
Hello World
盗聴
Hello World
Bob
送信
Alice
Hello World
Hello World
Eve
盗聴
A:>
Hello World
覗き見して
やろう
Aliceから
メールが来た。
送信
外部に漏れてな いかなぁ？
改ざん
9時 集合
12時
送信
集合12時 集合
このメールは 正しいのかな？
Mallory
通信内容を
AliceBob
7/48 hogehoge
Mallory
Bob
送信
hogehoge
hogehoge
hogehoge
なりすまし
Alice
からメールが 来たけど、
本当にAliceなのかな？
Alice
を語って
送信だ！
8/48シンプルな通信方法
9/48 ID
PASSWD
Alice
Bob
②
送信
あｓｄふぁｓｄ Ｊｌｋｊぇｗｋｆ
③
「秘密鍵」で復号
ID PASSWD
あｓｄふぁｓｄ Ｊｌｋｊぇｗｋｆ
①
「秘密鍵」で 暗号化
盗聴しても、
復号できな い
……。
共
共
秘密鍵暗号を用いた通信(1)
10/48
秘密鍵暗号による通信(2)
盗聴について：
対処されている。間に盗聴者が居ても、内容が漏 れることはない。
事前に秘密鍵を受け渡しておく必要がある。
なりすましについて：
特に対処されていないが、攻撃者が秘密鍵を 持っていないなら意味のある通信にならない。
改ざんについて：
特に対処されていないが、改ざんされても意味の ある通信にならない。
ID PASSWD
Alice
Bob
③
送信
あｓｄふぁｓｄ Ｊｌｋｊぇｗｋｆ
④
「秘密鍵」で復号
ID PASSWD
あｓｄふぁｓｄ Ｊｌｋｊぇｗｋｆ
②
「公開鍵」で 暗号化
秘 公
①
送信
公
公開鍵暗号を用いた通信
(1)盗聴しても、
復号できな い
……。
公
公開鍵暗号による通信
(2)
盗聴について：
対処されている。間に盗聴者が居ても、内容が漏 れることはない。
秘密鍵を事前に共有しておく必要はない。
大きい平文を送るには、処理が重い。
なりすましについて：
特に対処されていない。渡された公開鍵が正しい ものか否か、判断しておく必要がある。
改ざんについて：
特に対処されていない。
13/48
公開鍵暗号と 秘密鍵暗号を 組み合わせた通信
14/48
アイデア
秘密鍵暗号は、事前に秘密鍵を受け渡ししておく必 要がある。
どうやって、鍵を受け渡しておくのか？
公開鍵暗号は、処理が重い。
どうやって、大量の平文を通信するのか？
秘密鍵暗号と公開鍵暗号を組み合わせて使う ハイブリッド暗号
1.
平文は秘密鍵暗号で暗号化する。
2.
秘密鍵暗号の秘密鍵（共通鍵）を公開鍵暗号で 暗号化する。
15/48
通信手順
(1)平文
秘
Bob
Alice
公
Alice
は
Bobに平文を送りたい
16/48
通信手順
(2)平文
秘
Bob
Alice
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
通信手順
(3)平文
秘
Bob
Alice
共
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
通信手順
(4)平文
秘暗 秘
Bob
Alice
共
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
③
秘密鍵暗号で 平文を暗号化
平文
19/48
④
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
通信手順
(5)公
平文
秘暗 秘
Bob
Alice
共
公暗 共
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
③
秘密鍵暗号で 平文を暗号化
平文
20/48
④
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
通信手順
(6)公
平文
秘暗
送信
秘暗 秘
Bob
Alice
共
共 共
公暗 公暗
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
③
秘密鍵暗号で 平文を暗号化
平文 平文
⑤
送信する
21/48
④
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
通信手順
(7)公
平文
秘暗
送信
秘暗 秘
Bob
Alice
共 共
共 共
公暗 公暗
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
③
秘密鍵暗号で 平文を暗号化
平文 平文
⑤
送信する
⑥
公開鍵暗号で
共通鍵を復号
22/48④
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
通信手順
(8)公
平文
秘暗
送信
平文
秘暗 秘
Bob
Alice
共 共
共 共
公暗 公暗
公
① Bobの公開鍵を
渡しておく
②
共通鍵を生成
③
秘密鍵暗号で 平文を暗号化
平文 平文
⑤
送信する
⑥
公開鍵暗号で 共通鍵を復号
⑦
秘密鍵 暗号で 復号
23/48
通信手順 補足
公
平文
秘暗 送信
平文
秘暗 秘
Bob
Alice
Aliceからの
メールが来た。
復号しよう……。
共 共
共 共
公暗 公暗
パス
＋ フレーズ 公
平文 平文
実際には パスフレーズも
使用することが多い
24/48盗聴されても
…Eve
公
平文
平文
暗 送信
平文
平文
暗 秘
BobのBobの
Bob
Alice
共 共
共 共
暗 暗
盗聴しても、
復号できな い……。
パス
＋ フレーズ
25/48
通信手順
以下のような流れで行われる。
1.AliceがBobにメールを送るとする。
2.Aliceは共通鍵(秘密鍵暗号の秘密鍵)を生成し、
平文を暗号化する。
3.Aliceは共通鍵を、Bobの公開鍵暗号の公開鍵で
暗号化する。
4.Aliceは2と3で生成したものを、Bobにメールする。
5.Bobは、Bobの公開鍵暗号の秘密鍵で、Aliceから
送られた『暗号化された共通鍵 』 を復号し、共通鍵 を取り出す。
6.Bobは、取り出した共通鍵で、『暗号化された平
文』から平文を取り出す。
26/48まとめ
秘密鍵暗号と公開鍵暗号を組み合わせて使う
1.平文は秘密鍵暗号で暗号化する。
2.
秘密鍵暗号の鍵を公開鍵暗号で暗号化する。
秘密鍵暗号は、事前に秘密鍵を受け渡ししておく必 要がある。
どうやって、鍵を受け渡しておくのか？
→ 公開鍵暗号で秘密鍵暗号の鍵を暗号化。
公開鍵暗号は、処理が重い。
どうやって、大量の平文を通信するのか？
→ 小さい秘密鍵暗号の鍵のみを暗号化。
27/48
何が守れているのか
盗聴について：
対処されている。間に盗聴者が居ても、内容が漏 れることはない。
なりすましについて：
特に対処されていないが、攻撃者が秘密鍵を 持っていないなら意味のある通信にならない。
改ざんについて：
特に対処されていないが、改ざんされても意味の ある通信にならない。
さらに認証技術等と組み合わせる必要がある
28/48補足
公開鍵暗号の秘密鍵を使用 するとき、パスフレーズを入力 することが多いです。
これの理由：
鍵が万が一漏れても、直ちに 影響がないようにしている
秘暗 秘
Bob
共
公暗 共 平文
⑥
公開鍵暗号で 共通鍵を復号 秘 あなたは自分の
持ち主ですか？
ssh
ssh
とは
Secure Shell の略。
リモートの計算機と安全に通信するためのプロトコ ル。パスワードを含めた全てが暗号化される。
ハイブリット暗号方式を利用している。
なりすましにも、ある程度の耐性がある。
sshは、telnetを置き換えていることが多い。
ftpを置き換えるsftp等もある。
プロトコルはバージョンが2つある。
（
1の使用は推奨されていない）
31/48
telnet
と
sshtelnetの場合
sshの場合
通信は平文 で行われる
通信はすべて暗号化さ れて行われる
32/48
ssh
と
teraterm通信するプロトコルを 選択できる
sshの場合、認証方式
を選択
33/48
プレインテキストの場合の概要
34/48
これは何を言っていたか
プレインテキストの場合の 概要
(1)秘
計算機
Alice
公 公
秘
Alice
はリモートの計算機に
接続して利用したい
プレインテキストの場合の 概要
(2)秘
計算機
Alice
公
①
送信
公
秘
37/48
プレインテキストの場合の 概要
(3)公 秘
計算機
Alice
共
公
①
送信
②
共通鍵を生成
公
公 秘
38/48
③
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
プレインテキストの場合の 概要
(4)公 秘
計算機
Alice
共
共 公暗
公
①
送信
②
共通鍵を生成
公
公 秘
39/48
③
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
プレインテキストの場合の 概要
(5)公
送信
秘
計算機
Alice
共
共 共
公暗 公暗
公
①
送信
②
共通鍵を生成
④
送信する
公
秘 公
40/48
③
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
プレインテキストの場合の 概要
(6)公
送信
秘
計算機
Alice
共 共
共 共
公暗 公暗
公
①
送信
②
共通鍵を生成
④
送信する
⑤公開鍵暗号で 共通鍵を復号 公
秘 公
③
公開鍵暗号で 共通鍵を 暗号化
プレインテキストの場合の 概要
(7)公
送信
秘
計算機
Alice
共 共
共 共
公暗 公暗
公
①
送信
②
共通鍵を生成
④
送信する
⑤公開鍵暗号で 共通鍵を復号 公
秘 公
⑥
共通鍵暗号を使用し
Alice
は
Bobに平文を送りたい
片方はホスト鍵、もう片方はサーバー鍵である
はじめて通信した際、利用者はホスト鍵を保存して おく。
2回目以降、保存しておいたホスト鍵と送られてきた
ssh
プロトコル バージョン
1の
2本の鍵
公
秘 公
秘
ホスト鍵 サーバー鍵
定期的に 作り直す 基本的に
ずっと一緒
43/48
プレインテキストの場合の 概要
2回目以降
(1)公
秘
計算機
Alice
公 公
秘
前回保存しておいた ホスト鍵
44/48
プレインテキストの場合の 概要
2回目以降
(2)公
秘
計算機
Alice
公
①
送信
公
秘 公
公
②
比較する
45/48
プレインテキストの場合の
概要
2回目以降 (3)公
秘
計算機
Alice
公
①
送信
公
秘 公
公
②
比較する
同じだったら、前回と同じ 計算機に接続しようとしている
46/48
プレインテキストの場合の
概要
2回目以降 (4)公
秘
計算機
Alice
公
①
送信
公
秘 公
公
②
比較する
違っていれば、前回と異なる 計算機に接続しようとしている！
なりすまし
何が守れているのか
盗聴について：
対処されている。間に盗聴者が居ても、内容が 漏れることはない。
なりすましについて：
初回に成功していれば、
2回目以降はなりすまし に（ある程度）耐性がある。
改ざんについて：
特に対処されていないが、改ざんされても意味 のある通信にならない。
さらに認証技術等と組み合わせる必要がある
課題の提出
以下を提出しなさい、
セキュリティに関係した企業や団体は数多くある
どのような企業や団体が、どのようなことを行ってい
るかや、何を取り扱っているのかを調べなさい。
