認証とは？

認証と認可の違い

AAA制御とは、アクセス制御の基本となる3つの要素です。

• 認証：本人確認・改ざんチェック
• 認可：アクセス権を与える
• アカウンティング：ログで記録する

認証には2種類あります。

• エンティティ認証：相手が本物・本人か。
• メッセージ認証：メッセージが本物か。改ざんがないのか。
  
  

エンティティ認証

利用者（ユーザ）認証

本人しか持ち得ないものを確認することで、本人であると特定する認証です。

• パスワード認証：本人以外が知り得ない知識を問う。
• バイオメトリクス認証：生体情報を確認する。
• ICカード：所有物による認証
  
  

バイオメトリクス認証

指紋や静脈パターン、虹彩パターン、顔などで認証する。


誤って、他人を受け入れてしまう割合を他人受入率（FAR）といいます。

また、本人を拒否してしまう割合を本人拒否率（FRR）といいます。


例として、FIDO認証があります。

FIDO認証（ファイド）では、署名技術を利用し、生体認証が使えます。

所有物

ICカードの中の秘密の情報を確認する認証です。

秘密の情報とは、共通鍵や秘密鍵も含みます。

共通鍵を認証主体に登録しておいたり、秘密鍵で署名をつけるなどがあります。


ICカードを他人が利用できないように、ICカードにロックをかけておくことが一般的です。

このように、耐タンパ性（内部の機密情報データや動作などを、外部から解析や改変されることを防ぐ能力のこと。）を高める工夫が必要です。

二要素認証・ディアルファクタ認証

知識・生体・物の３つの内、２つの要素で認証することを二要素認証といいます。

2要素使う認証なので、二段階認証に含まれます。

パスワード認証

本人以外が知り得ない知識を問う認証方法です。
パスワードの他に、パスフレーズを使う場合もあります。

パスワード認証の実現方法は下記の3つです。

• BASIC認証
• PLAIN認証
• USER・PASSWORD認証

BASIC認証

認証機器（サーバー）にユーザーIDとパスワード（秘密の情報）を平文で送信する

①通信経路で盗聴された場合、また、②サーバーがなりすまししていた場合は、ユーザーIDとパスワードが漏洩する恐れがあります。

安全にBASIC認証するために、HTTPS通信を使うことが一般的です。

チャレンジ・レスポンス認証

「0知識証明」とも呼ばれています。

本人しかできない加工ができるのかどうかを確認する方式です。

1. ユーザーは、サーバに接続情報とIDを送る
2. サーバーは毎回変化する値「チャレンジ」をユーザーに送る（リプレイ攻撃対策）
3. ユーザーはチャレンジを加工して、レスポンスを生成する。
4. サーバーはレスポンスを検証する

ユーザー側の加工・サーバー側の認証の方法は、3種類あります。

1. サーバーに登録したパスワード（＝ユーザーのパスワード）を共通鍵として、チャレンジを暗号化する
2. ユーザーの秘密鍵を使って署名し、サーバーが公開鍵を使って復号する
3. チャレンジ＋ユーザーのパスワードからハッシュ値を作り、サーバーがレスポンスと自身で計算したハッシュ値を比較する

２のやり方は、公開鍵（証明書）による認証です。


３のやり方を、ダイジェスト認証といいます。
ダイジェスト認証は、暗号化する必要がなく、すべてのやり取りが平文で可能です。

リスクベース認証

普段と異なる環境からのアクセス時に、追加の認証を行うことを、リスクベース認証といいます。


追加の認証とは、例えば次のような認証があります。

• SMSで認証コードを送る
• 登録したメールアドレスへ追加の認証コードを送る
  
  

ワンタイムパスワード（OneTimePassword：OTP）

ワンタイムパスワードとは、使い捨てのパスワードです。
ハッシュを利用して生成されています。

方式は3種類あります。

S/Key

ハッシュ値の一方向性を利用してワンタイムパスワードを生成します。

マスタパスワード（M）を決めて、ハッシュ化（H1）します。
次に、H1をハッシュ化して、H2を生成します。

このように続け、100回ハッシュ化をします。
＝H1~H100まで生成。

ワンタイムパスワードとしてハッシュ値を使う場合は、H100、99、98…というようにパスワードとして利用します。

HOTP

HOTPとは、HMACを使ってワンタイムパスワードを生成する方法です。

HMACとは、鍵付きハッシュ関数を用いて生成したハッシュ値のことです。

HMAC値は、共通鍵を使うため、共通鍵を知っている当事者のみが生成できます。

TOTP

TOTPとは、時刻（分単位）からハッシュ値を作る方式です。

タイムシンクロナス方式とも呼ばれます。

ユーザー側・サーバー側ともに、秘密の文字列（共通鍵）と現在時刻を使ってハッシュ値を生成し、両者が同一であれば認証できるという仕組みです。

ユーザー側とサーバー側の現在時刻が同一であることが重要なので、NTPを利用します。

NTPサーバーとは、正しい時刻情報を取得・配信しているサーバーのことです。

時刻情報をサーバーとクライアントとの間でやりとりする際に、TCP/IPネットワークを通じてNTP（Network Time Protocol）という通信プロトコルを使用して問い合わせることにより、コンピュータの内部時計を正しく設定することができます。

用語集｜NTPサーバー｜IDCFrontier

サーバ（認証側機器）でのパスワード情報の管理

パスワードの管理方法は2種類あります。

1. ユーザーから送られてきたパスワードを平文で記録し、サーバにあるパスワードファイルと比較する方法

①の場合、パスワードファイルを盗まれ、中身を見られた場合は、パスワードを盗まれる危険があります。

管理者権限を持つユーザが覗き見ることもできる点も、リスクがあります。

上記のリスクへの対応としては、「パスワードファイルに記録するパスワードを、ハッシュ値にしておく」が考えられます。

Unix系OS（Linuxなど）では、/etc/passwordというファイルで管理されています。

ダイジェスト認証の場合は、チャレンジとユーザーのパスワード（平文）を使って、サーバー側で認証する必要があります。


パスワードファイルにパスワードのハッシュ値が登録されている場合、平文のパスワードが取り出せないため、パスワードファイルには平文のパスワードが登録されている必要がありますね。

サーバー側がレスポンスを検証する場合は、ユーザーの公開鍵を使います。

公開鍵なので、パスワードファイルは利用しません。

また、公開鍵から秘密鍵を推測することは出来ないため、盗聴されても問題ありません。


ただし、サーバーに侵入されて、ユーザーの公開鍵を偽物の公開鍵に置き換えられた場合は、不正侵入を許してしまいます。

対処法としては、公開鍵証明書をサーバー上に記憶しておくことがあげられます。

認証フレームワーク

認証フレームワークとして代表的な、IEEE802.1X(アイ・トリプルイー)を説明します。

認証フレームワークとは、認証の枠組みのことです。

データリンク層でよく使われます。

データリンク層にあるL2スイッチ（以下、SW）で、「どのPCでも接続していいですよ」としてしまうと、悪意を持ったユーザーも勝手に社内ネットワークに接続できてしまい、危険です。

そのため、L2SWで認証する必要があります。

この認証でよく使われるのが、IEEE802.1Xです。

まず、RADIUSサーバ（認証サーバ）の設置をします。


RADIUSサーバの認証プロトコルはEAPです。

EAPには、次の２種類の運用モードがあります。

SSO

メッセージ認証

メッセージ認証は、メッセージの改ざん有無を確認する認証です。

メッセージ認証符号

メッセージ認証符号はMACと呼ばれます。

当事者以外の第三者が、メッセージを改ざんしていないかどうかを検証できます。


ただし、デメリットもあります。

• メッセージ受信者が改ざんしていた場合は検出できない点
• メッセージ作成者がメッセージを作ったことを保証できない点

MACでは共通鍵を利用します。

そのため、共通鍵を持っている受信者が、悪意をもってデータを改ざんした場合、
改ざん後のデータを再度共通鍵を使ってハッシュ化し、同一のHMACを作れば簡単に偽装できてしまいます。

また、「このメッセージは共通鍵を持っている当事者のどちらかが作成した」ということまでしか特定できません。

代表的なMACの一つがCBC-MAC（CMAC）です。

CBC-MACでは、共通鍵暗号方式のブロック暗号CBCモードを利用してMAC値を作ります。

他にも、HMACがあります。