情報セキュリティ第07回

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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

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 はじめに

 いままでの復習



RSA暗号の特徴

 一方向関数とハッシュ値

 演習：ハッシュ値

はじめに

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前回までの復習

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復習：盗聴

Hello World

Hello World Hello

World Bob

送信

Alice

Hello World

Eve 盗聴

A:>

Hello World

覗き見してやろう

平文で送信した情報は、基本的に盗聴し放題！

Aliceからデータが来た。

送信

重要な情報は送らない or 暗号化

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復習：暗号の目的

平文（送りたい文）を暗号化し、暗号文にする。

この際、鍵を使用する。

This is a pen.

（二進数表記）

5468697320697320612070656E2E0A 平文

test

鍵

（二進数表記）

883BC0A17AA746D3DCADCE425C6A10AC

;zB¥j

暗号文

暗号化されていると、

元の文章がわからない。

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復習：暗号と鍵

平文から暗号文を生成するとき、鍵を使用する。

復号するときも鍵を使用する。

適切な鍵を利用しないと、平文に戻せない。

平文暗号文

鍵を利用して暗号化

正しい鍵で復号

変な暗号文文

正しい鍵以外では復号できない

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復習： 2 種類の暗号方式

秘密鍵方式

暗号化も復号も、同じ鍵を使用する。

秘密鍵を使用する。鍵は秘匿しておく必要がある。

一般的に、処理が軽い。

公開鍵方式

暗号化と復号で、異なる鍵を使用する。

公開鍵と秘密鍵があり、秘密鍵は秘匿し、公開鍵は公開しておく。

一般的に、処理が重い。

共

公秘

8/34 ID

PASSWD

Alice

Bob

② 送信

あｓｄふぁｓｄＪｌｋｊぇｗｋｆ

③ 暗号文を「鍵」で復号

ID PASSWD

① 平文を「鍵」で暗号化

盗聴しても、

復号できない……。

復習：暗号による通信

9/34 ID

PASSWD

Alice

Bob

② 送信

③ 「秘密鍵」で復号

ID PASSWD

① 「秘密鍵」で暗号化

盗聴しても、

復号できない……。

共

秘密鍵暗号による通信

10/34 ID

PASSWD

Alice

Bob

③ 送信

④ 「秘密鍵」で復号

ID PASSWD

② 「公開鍵」で暗号化

秘公

① 送信

公

公開鍵暗号による通信

盗聴しても、

復号できな

公い……。

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今回の内容

 基礎技術：

 秘密鍵暗号方式

 暗号化

 ブロック暗号とストリーム暗号

 公開鍵暗号方式

 暗号化と認証

 ハッシュ値と一方向関数

 乱数

 実際の実装：



RSA暗号の仕組み

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一方向関数と

メッセージダイジェスト

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一方向関数とは

ある関数f が、

任意のx が与えられたとき、f(x)の値を求めることは簡単、

任意のyが与えられたとき、y=f(x)となるx を求 めることは難しい

とき、この関数は一方向関数であるという。

元の値計算結果

簡単

難解 _14/34

メッセージダイジェストとは

ファイルの中身に対応して生成した固定長のbit列

フィンガープリント、ファイルの指紋、ハッシュ値とも

異なる中身の場合、同じメッセージダイジェストになる可能性は低い（ゼロではない）。

一方向関数である。

暗号と違い、復号はできない。

eee0ca57643e4b59 815847fdd152cd5c

This is a pen.

平文

フィンガープリント 639c7143c6937907 ef3bfbed7501d898

This is a book.

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メッセージダイジェストの利用(1)

文章のテキストファイルから生成できるビット列平文 ^{フィンガー}_プリント

異なる平文が、同じ指紋を生成する確率は低い。

平文

A

フィンガープリント

A

平文

B

フィンガープリント

B

違う指紋に

平文と指紋を受け取り、比較することで、平文が正しいか否かを判定できる。

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メッセージダイジェストの利用(2)

Hello World

Hellow World

Bob 送信

Hellow World

ファイルをダウンロードしてきたけど、正しくダウンロードで

きたかなぁ

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メッセージダイジェストの利用 (2)

Hello World

Bob

１）送信

メッセージダイジェスト

B Hellow

World

Hellow

World メッセージ

ダイジェスト A メッセージ

ダイジェスト A

３）比較したら違う値に！

失敗している！

2）メッセージダイジェストを計算

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メッセージダイジェストの利用 (3)

多くのサイトで、

ファイルの検証用に

MD5値が

置かれています。

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メッセージダイジェストの利用 (4)



httpsでも使用されています。



Firefox

では、httpsでの通信を行っているサイトで、

1. 上の青い部分を押す。

2. 詳細を表示を押す。

3. 証明書を表示を押すことで確認できます。

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メッセージダイジェストの利用 (5)



UNIXのパスワード認証は、実際にはパスワードは

保存されていません。

 保存されているのは、パスワードのハッシュ値を保存しています。

 パスワードを入力すると、

1. 入力されたパスワードのハッシュ値を計算。

2. 保存してあるハッシュ値と一致するか検証。

3. 一致していたら認証を通過。

となります。

 ようするに、ハッシュ値が同じになるパスワードなら、

パスワードが異なっていても、認証を通ります。

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広く使われているメッセージダイジェスト

メッセージダイジェストの代表的なものとして、MD5や

SHA等があります。

メッセージダイジェストは、いろいろなところで使用されています。



OpenOffice.org

のような、ファイルのダウンロードの検証のため。



Windows

や

UNIX

におけるパスワード認証。



https

等の暗号化プロトコル。

メールの暗号化プロトコルである

PGP。

メールの認証プロトコルである

apop。

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メッセージダイジェストの利用(6)

 ニュースにも（それらしきものが）登場します。

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強衝突耐性と弱衝突耐性

弱衝突耐性：

x が与えられたとき、f(x) = f(y)なるy (ただしy≠x) を発見することは難しい。

強衝突耐性：

f(x) = f(y)なるx とy (ただしx≠y) を発見することは難しい。



MD5は強衝突耐性は無いことが知られている。

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演習：一方向関数とハッシュ値

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Windows で行う MD5 ：入手

ファイルをマイクロソフト

http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en-us;841290 からダウンロードしてくる必要があります。

ダウンロードして、

デスクトップに保存

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Windows で行う MD5 ：展開

ダウンロードしてきたファイルをダブルクリックして、

ファイルを展開します。

ファイルを置く場所を聞いてくるので、

デスクトップを指定

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Windowsで行うMD5：実行(1)

このツールはGUIがないので、コマンドプロンプトで実行します。コマンドプロンプトを立ち上げます。

すべてのプログラム

「アクセサリ」

の中の

「コマンドプロンプト」

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Windowsで行うMD5：実行(2)

fcivのフルパスを、プロンプトに貼り付けましょう。

fcivをShiftを押しながら右クリックし、

「パスとしてコピー」

を選択

左上のアイコンをクリックして、

「編集」→「貼り付け」を選択

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Windows で行う MD5 ：実行 (3)

同様にして、どこかのディレクトリを指定します。

実行すると、すべてのファイルのMD5値が出ます。

スペースを一つ空けて、

ディレクトリを指定。

MD5値が表示される

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使い方まとめ

 ハッシュ値を求めるのに使用すつ

fciv

というツールは、

以下のように使用します。

 指定したフォルダにある全てのファイルのハッシュ値を出力します。

 オプションには、

-both –sha1 –md5 等があり、それぞれ

出力するハッシュ値の種類が変わります。

fciv オプションフォルダ名 fciv オプションフォルダ名

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コマンドプロンプトからのコピー

①左上をクリック

②『編集』

を選択

③『範囲指定』

『コピー』等を利用

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smax でのフィンガープリント (1)

1.

smaxにログインする。

2.

Solaris では digest コマンドでMD5の値を求めること

ができる。

として、ファイルのMD5の値を出力してみましょう。

3.

とすることで、ファイルのsha1の値を出力してみましょう。

%/> digest –a md5 ファイル名

%/> digest –a sha1 ファイル名

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課題でやること

1. テキストファイルを作成する。中身は以下の通り。

2.

md5とsha1のハッシュ値を計算する。

3. テキストファイルを作成する。中身は以下の通り。

4.

md5とsha1のハッシュ値を計算する。

5. 中身が異なっていることを確認する。

catcat

cutcut

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smaxでのフィンガープリント(2)



md5コマンドを使用してもmd5値を求められます。

 具体的には、

とすることで、test の

md5値を求めます。



catのmd5値を求めるなら、

%/> echo test | ~s-okubo/local/bin/md5

%/> echo cat | ~s-okubo/local/bin/md5

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課題でやること

1. さまざまな単語等のMD5値を求め、近い値が出るか挑戦しましょう。

2. 入力した単語と、そのMD5値をレポートにまとめてください。

 注：10個や20個では、かするような値もでないです。

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課題の提出

 各結果をテキストファイルもしくはWordファイルにまとめ、経情グループウェアから提出しなさい。

 ファイル名は学籍番号の末尾に

i をつけたものとする。

 グループ名は『H27_情報セキュリティ』です。

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