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パスワード暗号化とは?

パスワード暗号化とは?基本概念から仕組みまでわかりやすく解説

「パスワードの暗号化(password encryption)」という言葉で検索する人は多いですが、ユーザー認証情報をデータベースに安全に保存するための正しい技術的手法は、実際には「パスワードのハッシュ化(password hashing)」です。ハッシュ化を行わなければ、企業のサーバー上にあるユーザーデータベースへアクセスできる人(ハッカーを含む)は、保存されたパスワードを平文のまま簡単に閲覧できてしまいます。

たとえ安全なパスワード生成ツールを使って作成した32文字の強力なパスワードであっても、データベースが適切に保護されていなければ大きなリスクとなります。もし誰かがサーバー上であなたのパスワードを閲覧できるのであれば、そのパスワードがどれほど長く複雑であっても、コピー&ペーストするだけで利用できてしまうからです。

ハッシュ化は、パスワードをサーバーに保存する前に変換(スクランブル)する処理です。そのため、サーバーがハッキングされたとしても、攻撃者が見つけるのは「password123」のような元のパスワードではなく、ランダムな文字列や数字の並びになります。

本記事では、パスワードのハッシュ化と暗号化の仕組み、強力なパスワードが重要である理由、そして認証情報をより安全に管理するための方法について解説します。

TeamPasswordは中小企業向けのパスワード管理ソリューションです。従業員、契約社員、クライアントとの間で、ログイン認証情報を安全に作成・保存・共有できます。ぜひ14日間の無料トライアルにお申し込みください。

パスワードセキュリティを理解する:ハッシュ化と暗号化の違い

データベースのセキュリティを効果的に説明するには、まず用語を理解し、よくある誤解を正す必要があります。暗号化(Encryption)は双方向の仕組みであり、ハッシュ化(Hashing)は一方向の仕組みです。データベースではパスワードをハッシュ化すべきであり、一方でパスワードマネージャーはパスワード保管庫を暗号化します。

  • 暗号化(Encryption):元に戻すことが可能な処理です。データは暗号鍵(cryptographic key)を使って読み取れない状態に変換され、正しい鍵を使用することで元の平文(plaintext)に復号できます(例:AES-256)。
  • ハッシュ化(Hashing):一方向の数学的アルゴリズムです。パスワードを、一見ランダムな固定長の文字列へ変換します。数学的に元のパスワードへ戻すことはできません。
  • 鍵(Key):ランダムなビット列で構成され、暗号化されたデータをロックしたり解除したりするために使用されます。
  • ハッシュ(Hash):パスワードを表すランダムな数字や文字の並びです。システムは認証時に、生のパスワードではなくこのハッシュ値を使用します。
  • ソルト(Salt):ハッシュ関数に通す前にパスワードへ追加されるランダムなデータです。これにより、生成されるハッシュ値がユーザーごとに固有のものになります。
  • ペッパー(Pepper):パスワードに追加される秘密の暗号鍵です。これはアプリケーションサーバー上に安全に保管され、データベースとは完全に分離された場所に保存されます。

パスワードのハッシュ化はどのように機能するのか?

新しいアカウントを作成すると、選択したパスワードはその完全性を保護するために、一方向の変換処理を受けます。このアルゴリズムはパスワードをハッシュ値へ変換し、そのハッシュ値がサーバーに保存されます。例えば、次のようになります。

  • 元のパスワード:MyCatLovesWalkingInTheRain!
  • ハッシュ化されたパスワード:6AF1CE202340FE71BDB914AD5357E33A6982A63B

本人確認を行うために、システムはログイン時に入力されたパスワードから再びハッシュ値を生成します。この新しく生成されたハッシュ値が保存されているハッシュ値と一致した場合、システムはアクセスを許可します。この処理は一方向であるため、たとえハッカーがデータベースを盗み出したとしても、取得できるのはハッシュ値だけであり、元のパスワードではありません。

ソルト(Salt)とペッパー(Pepper)の仕組み

ハッシュ化はセキュリティの基本的な層を提供しますが、それだけで完全ではありません。標準的なハッシュ関数は、各パスワードに対して固有のハッシュ値を生成しますが、各ユーザーに対して固有のハッシュ値を生成するわけではありません。もし2人のユーザーがまったく同じパスワードを使用している場合、そのハッシュ値も同じになります。その結果、レインボーテーブルのような事前計算型の攻撃に対して脆弱になる可能性があります。

この問題を解決するために、エンジニアは「ソルト(Salt)」を使用します。ソルトは、ハッシュ関数を実行する前にパスワードへ追加される固有のランダム値です。これにより、たとえ同じパスワードであっても、生成されるハッシュ値は完全に異なるものになります。

現代のシステムでは、さらに「ペッパー(Pepper)」も利用されます。ソルトがハッシュ値のすぐ隣にデータベース内で保存されるのに対し、ペッパーはアプリケーションサーバー上に別途保存されます。もしハッカーがデータベースへの侵入に成功しても、アプリケーションサーバーまで侵害できなければ、秘密のペッパーを持っていないためハッシュ値を解析することはできません。

ソルトは、ハッシュ関数がハッシュを作成する前に、パスワードに8バイト(16文字)のユニークな値を付加します。そうすることで、同一のパスワードであっても、ハッシュ関数の前では一意となります。

高度なパスワード保護:Argon2

ソルトとペッパーは重要な防御手段ですが、現代のセキュリティプロトコルでは、さらに高度で計算負荷の高いアルゴリズムを使用して保護を強化しています。

Argon2は現在、パスワードハッシュ化のゴールドスタンダードと見なされています。Password Hashing Competition(PHC)の優勝アルゴリズムであるArgon2は、「メモリハード(memory-hard)」になるよう特別に設計されています。これは、大量のメモリを必要とすることで、大規模なAI対応GPUアレイによる総当たり攻撃(ブルートフォース攻撃)に対して強い耐性を持つことを意味します。

代表的な暗号化・暗号技術の標準規格5選

パスワードはデータベース内でハッシュ化して保存すべきですが、「暗号化(Encryption)」はファイル、通信中のデータ、そしてパスワードマネージャーの保管庫を保護するために使用されます。ここでは、知っておくべき5つの標準規格を紹介します。

1. Data Encryption Standard(DES)

現在ではアプリケーションでDESが使用されることはありませんが、その歴史的な影響力から言及する価値があります。DESは1970年代にIBMによって開発された、元祖となる56ビット暗号化標準です。しかし、1990年代後半にはハッカーによってDES鍵の解読が可能となり、現在では完全に時代遅れの技術となっています。

2. Triple DES(3DES)

Triple DESは、DESアルゴリズムを各データブロックに対して3回適用するために開発されました。かつては多くの金融機関でATMの暗証番号(PIN)の暗号化に利用されていましたが、National Institute of Standards and Technology(NIST)は2023年に3DESを正式に廃止しました。現在では、根本的に安全性が不足していると見なされ、非推奨となっています。

3. Advanced Encryption Standard(AES)

AESは、現在の暗号化におけるゴールドスタンダードです。米国政府や世界中の高度なセキュリティ組織から信頼されています。128ビットAESも非常に安全ですが、現代の企業ではより強力な256ビット暗号化が好まれています。

TeamPasswordでは、お客様のパスワード保管庫(ボルト)を保護するためにAES 256ビット暗号化を採用し、最高レベルのセキュリティを提供しています。

(注:パスワード保管庫では後からパスワードを取り出す必要があるため、一方向のハッシュ化ではなく、復号可能なAESによる双方向の暗号化が使用されます。)

4. Blowfish と bcrypt

アメリカの暗号学者である Bruce Schneier は、脆弱なDES暗号への対抗策として1993年にBlowfishを設計しました。元のBlowfish暗号にはいくつかの脆弱性がありましたが、そこから派生したbcryptは非常に高く評価され、広く利用されているパスワードハッシュ関数となりました。

bcryptは、総当たり攻撃(ブルートフォース攻撃)の速度を低下させるための「キー・ストレッチング(key stretching)」を組み込んでいます。

5. Rivest-Shamir-Adleman(RSA)

RSAは最も古い公開鍵暗号方式の一つであり、インターネット上でデータを安全に送受信するために広く利用されています(HTTPS接続の保護など)。

RSA暗号は公開鍵(Public Key)と秘密鍵(Private Key)を使用して動作します。その数学的な複雑さにより、RSAはデータ転送の保護に非常に適しています。しかし、データベース内でパスワードを保存する用途を目的として設計されたものではありません。

強力なパスワードが重要な理由

堅牢なデータベースセキュリティは、サーバーが侵害された場合に保存された認証情報を犯罪者に閲覧されることを防ぐことはできます。しかし、ログイン画面でハッカーが弱く一般的なパスワードを推測することまでは防げません。同じパスワードを複数のアカウントで使い回している場合、**クレデンシャルスタッフィング攻撃(Credential Stuffing)**によって簡単にセキュリティが突破されてしまいます。

さらに、データベースが盗まれた場合、ハッカーはAIを活用した総当たり攻撃(ブルートフォース攻撃)ツールを使ってハッシュ値の解析を試みます。パスワードが短い場合、どのようなハッシュアルゴリズムを使用していても、数秒で解読されてしまう可能性があります。

パスワード管理を改善する方法

NIST SP 800-63B Digital Identity Guidelines は、私たちのパスワードセキュリティに対する考え方を大きく変えました。犯罪者は、人々が弱く予測しやすいパターンのパスワードを使うことに依存しています。アカウントを保護するための現代的な対策を紹介します。

  1. 長さを重視する:従来の「8文字以上」というルールは忘れましょう。現代のGPUは、8文字程度のパスワードであれば瞬時に解読できます。NISTは、15文字以上の長いパスフレーズの使用を推奨しています。(例:MyBlueCoffeeMugSpillsAlways!)
  2. パスワードを使い回さない:すべてのアカウントで、必ず異なる認証情報を使用してください。同じパスワードを複数のサービスで使うと、一つの情報漏えいが他のアカウントにも波及します。
  3. 不要な定期パスワード変更をやめる:NISTは、ユーザーに90日ごとのパスワード変更を強制することを推奨していません。強制的な変更は、かえって予測しやすいパスワードを生み出す原因になります。パスワードは、漏えいした疑いがある場合にのみ変更すべきです。
  4. パスキーを活用する:業界全体がパスワードレス認証へ移行する中で、パスキー技術が新たな標準となりつつあります。パスキーはデバイスの生体認証を利用して本人確認を行うため、パスワードそのものが不要になります。
  5. パスワードマネージャーを利用する:何十ものアカウントについて、それぞれ異なる15文字以上のパスフレーズを記憶するのは現実的ではありません。TeamPasswordのようなパスワードマネージャーは、認証情報の生成・保存・自動入力を安全に行うことができます。

TeamPasswordのようなパスワードマネージャーが必要な理由

すべてのアカウントの認証情報を覚えておく代わりに、パスワードマネージャーへログインするための、非常に強力なマスターパスフレーズを1つだけ覚えておけば済みます。

TeamPasswordは、すべての認証情報をAES-256で暗号化し、安全に保存します。認証情報を毎回手入力する代わりに、TeamPasswordのブラウザ拡張機能を使用して、各アカウントへシームレスにログインできます。

チーム利用を前提に設計

TeamPasswordの最大の特長は、チームメンバーと認証情報を安全に共有できることです。パスワードをテキストメッセージやメールで送信する代わりに、TeamPasswordを通じて直接アクセス権を付与できます。

TeamPasswordではグループを作成し、従業員、クライアント、契約社員、フリーランサーとアクセス権を共有できます。誰かがアクセスを必要としなくなった場合は、ワンクリックでそのユーザーをグループから削除するだけです。最小権限の原則を実践することが、これまでになく簡単になります。

パスワード生成機能が内蔵

TeamPasswordには安全なパスワードジェネレーターが内蔵されており、新しいアカウントごとに15文字以上の強力なパスフレーズを即座に作成できます。

また、同じ認証情報を再利用しないように管理するため、現代のクレデンシャルスタッフィング攻撃からユーザーを保護します。

ログインアクティビティの監視

TeamPasswordのアクティビティログは、すべてのアカウントにおける操作履歴を記録します。

  • ログイン
  • 情報の更新
  • 新しいチームメンバーの追加
  • アクセス権の共有
  • その他の操作

さらに、特定の操作に対してメール通知を設定できるため、不正な変更が発生した場合にも迅速に対応できます。

TeamPasswordの無料トライアルを始めましょう

サーバー側でパスワードをハッシュ化していても、チームが弱いパスワードを使用していては、ビジネスを十分に保護することはできません。

認証情報の作成、保存、共有を安全に行うためには、TeamPasswordのような堅牢なパスワードマネージャーが必要です。

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