基本情報技術者 2014年 春期 午前（科目A） 問42

パスワードハッシュ認証【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題が「パスワードを用いて認証する方法」を問うていることを確認する（認証の対象は「秘匿情報」であるパスワード）。
2. 各選択肢が何を保存し、認証時に何を比較するかを整理する（保存対象：利用者IDかパスワードか、比較対象：入力されたIDかパスワードか）。
3. 保存すべきは「パスワードのハッシュ」であり、認証時に比較すべきは「入力パスワードをハッシュした値」であることを満たす選択肢を選ぶ。
4. 上の条件に合致するのが選択肢ウであると判断する。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「パスワードに対応する利用者IDのハッシュ値を登録しておき、認証時に入力されたパスワードをハッシュして比較する」
  → 保存値が（ハッシュ化された）利用者IDであり、認証時に比較するのはハッシュ化されたパスワードです。IDとパスワードは別の情報なので一致せず、認証が成立しません。誤りです。
• イ: 「パスワードに対応する利用者IDのハッシュ値を登録しておき、認証時に入力された利用者IDをハッシュして比較する」
  → これはIDの一致確認（しかもIDをハッシュして比較）であり、パスワードを用いた認証ではありません。認証要件を満たさないため誤りです。
• ウ: 「パスワードをハッシュ値に変換して登録しておき、認証時に入力されたパスワードをハッシュして比較する」
  → 保存値が $H(\text{元のパスワード})$ で、認証時に $H(\text{入力パスワード})$ と比較する流れを正しく示しています。適切です。
• エ: 「パスワードをハッシュ値に変換して登録しておき、認証時に入力された利用者IDをハッシュして比較する」
  → 保存値はパスワードのハッシュですが、比較対象が利用者IDのハッシュになっており目的の認証になりません。誤りです。

よくある誤解

1. ハッシュ化すれば無条件に安全になる
   • ハッシュ化は平文保存より安全ですが、ソルトやストレッチ（反復）を行わないとレインボーテーブル攻撃や総当たりに弱くなります。さらに強力な専用アルゴリズム（bcrypt, scrypt, Argon2）を使うべきです。
2. ユーザIDもハッシュ化すれば同じ扱いで良い
   • ユーザIDは識別子であり認証の秘密情報ではありません。IDをハッシュ化しても認証の代替にはなりません（また検索性などで不便になります）。
3. 保存値をさらにハッシュ（H(保存値)）して比較すれば安全だと思う誤解
   • 保存値が既に $H(\text{元のパスワード})$ の場合、認証時に $H(\text{入力})$ と比較するのが正しい。$H(\text{入力})\stackrel{?}{=}H(\text{保存値})$ のような二重ハッシュの表記／実装は意味が変わり誤りになる可能性があります。

補足コラム

• ソルト（ユーザごとにランダムな値）を使い、保存は「ソルト + ハッシュ値」。たとえば保存形式は salt || H(salt || password)。
• ハッシュ関数は高速な一般ハッシュ（SHA系）ではなく、計算コストを調整できる専用関数（bcrypt, scrypt, Argon2）を推奨。これにより総当たり攻撃のコストを上げられます。
• 設計例（概念）: ログイン時はまずユーザ名で記録を取得し、保存されたソルトを取り出して入力パスワードに対して同じ処理を行い、保存ハッシュと比較する。
• 実装例（簡易、教育目的）:

# 注意: 実運用では bcrypt や argon2 を使ってください
import hashlib, os

def hash_with_salt(password, salt=None):
    if salt is None:
        salt = os.urandom(16)
    h = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', password.encode(), salt, 100_000)
    return salt, h

# 登録時
salt, stored_h = hash_with_salt('ユーザのパスワード')

# 認証時
salt_from_db = salt
_, h_attempt = hash_with_salt('入力されたパスワード', salt_from_db)
assert h_attempt == stored_h  # Trueなら認証成功

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