暗号化における塩の役割は何ですか？

キーポイント：

• 暗号化における塩の主な機能は、パスワードハッシュアルゴリズムのセキュリティを強化することです。
• ハッシュプロセスにランダム性を追加し、攻撃者が同じハッシュアルゴリズムとハッシュパスワードのデータベースを所有している場合でも、攻撃者がパスワードをクラックするのが大幅に難しくなります。
• さまざまな種類の塩が存在し、それぞれにセキュリティと実装の複雑さに関する独自の利点と欠点があります。
• 塩の長さとランダム性は、その有効性にとって非常に重要です。
• 不適切な塩の実装は、システムのセキュリティを著しく弱める可能性があります。

暗号化における塩の役割は何ですか？

暗号化の「塩」という用語は、ハッシュする前にパスワードに追加されたランダムな一連のデータを指します。この一見シンプルな追加により、パスワードシステムのセキュリティが劇的に増加します。塩がなければ、同一のパスワードは同一のハッシュを生成します。これにより、攻撃者は一般的なパスワードとハッシュのテーブルを事前に計算することができ、盗まれたハッシュがテーブルの1つと一致するかどうかを確認するのが簡単になります。この手法は、虹のテーブル攻撃として知られています。

塩はどのようにパスワードのセキュリティを改善しますか？

塩の重要な役割は、そのランダム性にあります。各パスワードは、一意のランダムに生成された文字列で塩漬けされています。これは、2人のユーザーが同じパスワードを選択したとしても、それぞれに追加された一意の塩のために、結果のハッシュは完全に異なることを意味します。これにより、レインボーテーブル攻撃は役に立たなくなります。攻撃者は、ユニークな塩ごとに別のレインボーテーブルを生成する必要があります。これは、指数関数的により困難なタスクです。

さまざまな種類の塩：

いくつかのタイプの塩が存在し、主にそれらの生成方法と管理方法が異なります。

• ランダム塩：これらは最も一般的なタイプであり、暗号化された安全な乱数ジェネレーター（CSPRNG）を使用して生成されます。彼らは最大の予測不可能性を確保し、強力なセキュリティのために重要です。
• ユニークな塩：各パスワードは一意の塩を受け取ります。このアプローチは、虹のテーブル攻撃やその他の同様の技術に対する最も強力な保護を提供します。
• 共有塩：ユニークな塩よりも安全性が低いですが、共有塩はより簡単に実装できます。ただし、それらの使用は塩の有効性を大幅に低下させます。 1つのパスワードを侵害すると、攻撃者は同じ塩を共有する他の人を潜在的に妥協することができます。

塩の長さとランダム性：

塩の有効性は、その長さとランダム性に大きく依存します。短い塩は保護が少なくなります。十分に長くランダムに生成された塩は、ブルートフォース攻撃を大幅に難しく、より時間をかけます。暗号化のベストプラクティスは、少なくとも128ビット（16バイト）の塩を使用することをお勧めします。

塩を正しく実装する：

正しい実装が重要です。塩はハッシュされたパスワードと一緒に保管する必要がありますが、安全に保管することも同様に重要です。攻撃者が塩へのアクセスを獲得した場合、セキュリティ給付は失われます。塩は、ハッシュされたパスワードから切り離せない方法で保存する必要があります。多くの場合、ハッシュする前に連結します。

• 塩の実装の段階的な例：
  • CSPRNGを使用して、暗号化的に安全なランダム塩を生成します。
  • パスワードで塩を連結します。
  • 強力なハッシュアルゴリズム（Bcrypt、Argon2、またはScryptなど）を使用して、塩とパスワードの組み合わせをハッシュします。
  • 塩と結果のハッシュの両方を保存します。

  このプロセスにより、ハッシュアルゴリズムが侵害されている場合でも、攻撃者は各ユーザーに対してあらゆる塩とパスワードの組み合わせをブルートフォースする必要があります。

塩およびキー導出関数（KDFS）：

最新のパスワードハッシュは、PBKDF2、BCRYPT、SCRYPT、ARGON2などの重要な派生関数（KDF）を頻繁に使用します。これらのKDFは、本質的に塩をそのプロセスの重要な部分として組み込みます。それらは計算上高価であるように設計されており、ブルートフォース攻撃を非現実的にし、塩はさらにセキュリティを強化します。 KDFSの反復性と塩と組み合わさって攻撃者の計算コストが大幅に増加します。

ハッシュアルゴリズムの選択：

塩の選択と同様に、ハッシュアルゴリズムの選択が重要です。 MD5やSHA-1などのアルゴリズムは、時代遅れで暗号化的に弱く、塩でも攻撃に対して容易に脆弱であると見なされます。モダンで堅牢なKDFは、パスワードセキュリティの強力なために不可欠です。

一般的な質問と回答：

Q：複数のパスワードに同じ塩を使用することは可能ですか？

A：いいえ。複数のパスワードに同じ塩を使用すると、セキュリティが大幅に弱まります。塩漬けの目的を打ち負かし、複数のパスワードでレインボーテーブル攻撃を効果的に機能させることができます。各パスワードには独自のユニークな塩が必要です。

Q：塩が侵害された場合はどうなりますか？

A：攻撃者が塩にアクセスできる場合、対応するハッシュされたパスワードのセキュリティが大幅に損なわれます。攻撃者は、ハッシュプロセスを簡単に逆転させ、パスワードを取得できます。

Q：塩とIV（初期化ベクトル）の違いは何ですか？

A：塩とIVの両方がランダム性を追加しますが、さまざまな目的に役立ちます。塩は、虹のテーブル攻撃から保護するためにパスワードハッシュで使用されます。 IVは対称暗号化で使用され、同じキーを使用する場合でも、同一の平文が異なる暗号文を生成するようにします。

Q：単純な乱数ジェネレーターを使用して自分の塩を生成できますか？

A：いいえ。塩を生成するには、暗号化的に安全な乱数ジェネレーター（CSPRNG）を使用する必要があります。標準的な乱数ジェネレーターは予測可能であり、暗号化の目的で十分なランダム性を提供しません。弱い乱数ジェネレーターを使用すると、セキュリティが大幅に弱まります。

Q：塩はどのくらいの期間必要ですか？

A：塩の長さは、ブルートフォース攻撃を計算的に実行不可能にするのに十分でなければなりません。強力なセキュリティには、最低128ビット（16バイト）が推奨されます。より長い塩はさらに大きなセキュリティを提供しますが、ストレージ要件も増加します。