第１1章情報セキュリティ１１.１１１．２１１．３１１．４セキュリティ設計技術的セキュリティ対策物理的セキュリティ対策対象別セキュリティ対策と不正１１．１セキュリティ設計１１．１．１１１．１．２１１．１．３１１．１．４脅威と意図的行為暗号化の方法リスク分析セキュリティ対策１１．１．１脅威と意図的行為脅威非意図的行為意図的行為自然災害，障害などデータの漏洩，破壊など脅威の例災害故障エラー犯罪地震，水害，台風，火災，停電，ネズミによる断線等小動物被害，電波障害，漏水，倒壊，津波，風塵ハードの故障（ＣＰＵ，ディスク，プリンター等），回線障害，構内ケーブル断線，エアコン等の故障仕様ミス，プログラム・バグ，データの入力ミス，誤操作，誤動作，配布ミス，文字化け（伝送ミス）ハードウェアの破壊，データ漏洩，プログラム等の不正使用，データの改ざん，テロ情報セキュリティとはセキュリティ対策によって何らかの脅威から保護すべき対象を守ること意図的行為に対するセキュリティのモデル悪意を持った人間（主体）不正行為不正行為の対象（客体）ア制ク御セス認証・監視セキュリティ技術隔離アクセス者が本人であるかどうかを識別認証パスワード認証個人属性認証所有物認証コールバック認証暗証番号など記憶情報による指紋等印鑑，ＩＤカードホストから端末を再起動主体の資格範囲内で客体への行為を許可アクセス制御アクセス制御アクセス権の設定機密レベルの設定フロー制御ファイル等へのアクセス権を定めて制御マル秘，極秘，部外秘等機密度が高いほうから低いほうへのコピーを禁止正当な権限者でない者からの情報アクセスを不可能にする暗号化隔離仮想記憶リング保護隔離あるルールに従って他のデータに変換して送信し，受信した後元に戻す。実行する部分だけメモリに格納することによって他のプログラムからアクセスできないようにする。各プログラムにリング番号をふり，優先順位をつけることによって，プログラムとデータを保護。主体の行動を見張ることによって，主体を牽制監視監視・チェックアクセスログアクセスログを採取し，事後的にでも調査・追跡が可能であるとことを周知させることによって，犯罪行為を未然に防止する抑止効果を利用する。１．１．２暗号化の方法 (1) 最も古い暗号化技法の例① 等距離文字列法（Equidistant Letter Sequence:ELS) 同一間隔をあけて飛ばして読ませる。（例）暗号解読暗闇で男は５月号の懸賞問題の解答をじっくり読んだ。 ○１２３４５６○１２３４５６○１２３４５６○ 最も古い暗号化技法の例② 等距離単語列法（Equidistant Word Sequence:EWS) 同一単語数をあけて，固定番目の文字を読ませる。（例）ＡＮＧＯＵＡＮ 3単語めから1単語ずつあけて2番目ＧＯＵ He is Rated as an important agent of Portable Computer Human Interface. 最も古い暗号化技法の例③ 等距離文字列法の変形例いろはにほへと平安時代の「折句」ちりぬるをわか冠：暗号を各句の先頭に置くよたれそつねな沓：暗号を各句の末尾に置く（例）７文字毎分割，最後の文字）咎なくて死すらむうゐのおくやまけふこえてあさきゆめみしゑひもす (2) 暗号化の方法旧来の方法転置法現在の方法換字法ＤＥＳ方式ビジネル法公開鍵方式バーナム法 ①転置法 ①暗号化平文：S E C U R I T Y 暗号文：U Y R S I E T C ②翻訳暗号文：UYRSIETC 平文：SECURITY ②換字法 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 暗号字 E F Z R Y B T S U N G X P Q A V M C L K O D H J I W 原字 ①暗号化平文：S E C U R I T Y 暗号文：L Y Z O C U K I ②翻訳平文：L Y Z O C U K I 暗号文：S E C U R I T Y ③ビジネル法原字数値化 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 暗号化（鍵文字をSHIRAIとする） ①平文と鍵文字を数値化して加算する。平文：SECURITY → 19 5 3 21 18 9 20 25 鍵文字：SHIRAISH → 19 8 9 18 9 19 1 8 計 38 13 12 39 19 18 39 33 ②加算結果の26の剰余を求め，対応する文字にする。 26の剰余暗号文 12 13 12 13 19 18 13 L M L M S R M 7 G 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 ③ビジネル法（２）翻訳（鍵文字をSHIRAIとする） ①暗号文を数値化して26を加える暗号文：LMLMSRMG → 12 13 12 13 19 18 13 26加算 38 39 38 39 45 44 39 33 鍵文字：SHIRAISH → 19 (鍵文字を減ずる） 7 8 9 18 1 9 19 8 19 31 29 21 44 35 20 25 ①加算結果の26の剰余を求め，対応する文字にする。 26の剰余暗号文 19 5 3 21 18 9 20 25 S E C I U R T Y ちょっと一休みホイルストーン暗号機暗号化のための機械① X W u m b s V U T 原字 i S Y a Ａ Z d y k Ｂ t f ＣＤ v j 暗字 l R Q c x w g z P e M O N n o h p r ＥＦ q Ｈ I J K L Ｇちょっと一休みヒーバン暗号機暗号化のための機械② 固定ＡＢＣ・・Ａ電動タイプ端子回転ＡＢＣ・・・・・ＸＹ回転ロータ・・・ＸＹ配線がスクランブルされているＹテレタイプちょっと一休み暗号化のための機械③ 1944年，英国において世界初のコンピュータ「コロッサス」が完成。この完成は，コンピュータの歴史についての第1回国際会議が開催された1976まで秘密とされた。第二次世界大戦終結からコロッサス完成時期の公表までの間，世界初のコンピュータは米国のエニアックとされていた。 1944年6月のノルマンディ上陸作戦において，コロッサスが暗号解読の面で大きな役割を演じたことが，同国際会議で公表された。（３）DES(Data Encryption Standard) IBM提案・米国商務省標準局採用 ①暗号化のための入力は６４ビット単位 ②転置，換字，排他的論理和の併用 ③16回の暗号化の繰り返しを行い，64ビットの出力文に変換。 ④暗号化キーのビット数が少ない。 ⑤Ｓボックスと呼ばれる換字表の設計原理が秘密。 ⑥DESより公開鍵方式が優れているといわれている。（４）公開鍵方式（ａ）方式の概略スタンフォード大学ヘルマン，デフィーらの発案 ①暗号化用，復号化用の２つのキーを使用 ②２つのキーのうち一方を公開 ③暗号化，復号化に異なるキーを使用 ④Ｎ人の利用者が相互に利用する場合，キーの数が２Ｎで済む（従来方式だと２Ｎ（Ｎ－１））（ｂ）基礎となる代数素数を法とする代数の世界 RSAでは，ある値で割った余りだけの世界における代数の考え方を用いる。まず，割る値をNとすると，割った余りは０から（N－１）の N個の整数だけとなる。このN個の整数だけの世界における代数を考えてみよう（「法をNとする」という）。［例］５で割った余りは，0から４までの５つの整数である。この場合，「５を法とする」と呼ぶ。この世界では，１と６，そして１１は，５で割った余りが同じだから，同じ値として扱う。加算，減算および乗算加算，減算及び乗算は，例えば次のようになる。４＋３＝７＝５＋２＝２３－２＝３＋（５－２）＝３＋３＝６＝５＋１＝１２×４＝８＝５＋３＝３除算乗算の結果が１となる結果から分数値を定義する。法を５とする場合，それぞれの分数値は次のようになる。２×３＝６＝５＋１＝１ ∴ １／２＝３，１／３＝２４×４＝１６＝５×３＋１＝１ ∴ １／４＝４久留島・オイラーの公式素数を法とする代数では，素数をNとすると，全ての整数を(N－1)乗すると１になる。（例）素数５を法とする世界で（５－１）＝４乗を考える１４＝２４＝１６＝５×３＋１３４＝８１＝５×１６＋１４４＝２５６＝５×５１＋１ =１ =１ =１ =１法を隠してしまえば… 例えば，法＝５の世界では２×３＝６＝５×１ → 法＝７の世界では３×５＝１５＝２×７＋１ → １／３＝２１／３＝５法を隠してしまえば，同じ１／３でも分からなくなる。２つの素数をかけた値を公開する例えば，２つの素数７と１１を秘密鍵とし，７×１１＝７７を公開することにしよう。ここで，平文を３とし法を７７とすると（Ｋ＝（７－１）×（１１－１）＝６０），次のような計算が成り立つことを確認しておこう。３４＝３２×３２＝８１＝７７＋４＝４３８＝３４×３４＝１６３１６＝３８×３８＝２５６＝３×７７＋２５＝２５３３２＝３１６×３１６＝６２５＝８×７７＋９＝９３６０＝３３２×３１６×３８×３４＝９×２５×１６×４＝１４，４００＝１８７×７７＋１＝１暗号化の際，累乗する値を公開する次に，６０と公約数を持たない数で６０より小さい数を公開する。（ここでは１３とする）暗号化は平文を１３回乗じて７７で割った余りとする。３１３＝１，５９４，３２３＝２０，７０５×７７＋３８＝３８１３と７７が公開されているので，この暗号化は可能である。復号化復号化するには（１／１３）乗すれば良い。３を６０回乗じても１になり，１２０回乗じても１である。法を６０とする世界では，１３×３７＝４８１＝６０×８＋１＝１だから１／１３＝３７であるから，１／１３乗しても３７乗しても同じ値となるはずである。次のように３７乗することによって復号化することができる。３８３７＝（３１３）３７＝３４８１＝３４８０×３＝１×３＝３（ここで，６０×８＝４８０である）実際に公開する値例を示すために，７７と１３という小さな値を用いたが，これらの値を数百桁にしてしまうと，元の数（例では７と１１）を求めるための素因数分解が非常に時間がかかる。元の数を求めることができなければ，復号化に使用する値（例では，６０を法とする１／１３＝３７）を推定することができない。（ｃ）公開鍵方式での暗号化と送信 ① 送信者は自分の名前を秘密鍵である復号キーで暗号化 ② 暗号化した名前と通信文を通信先の公開鍵で暗号化（通信文には自分の名前を含める）。 ③送信送信者受信者受信者の公開鍵（暗号化用）受信者の秘密鍵（復号化用）平文暗号化第三者暗号文復号化不正入手復号化用の秘密鍵を持っていないので復号化できない平文（ｄ）公開鍵方式での受信と翻訳化 ① 受信側で秘密鍵である復号キーで通信文を解釈。 ② 復号化された通信文から送信先の名前を知る。 ③ 復号化された通信文と送信先の署名を送信先で公開している暗号化キーで翻訳化する。 ④上記③で復号化された署名と②で得た名前とを比較して当人であることを知る。（ｅ）公開鍵方式と共通鍵方式の組合せ公開鍵方式は，処理速度が遅いので，以下のように組み合わせて使われる。 ① 共通キーを公開キーで暗号化して相手に送付。文書は共通キーで暗号化して送付。 ② 受信者はまず，公開キーで共通キーを復号化。得られた共通キーで文書を復号化。送信者受信者受信者の秘密鍵（復号化用）受信者の公開鍵（暗号化用）共通鍵文書暗号化暗号化された共通鍵復号化共通鍵暗号化共通鍵で暗号化された文書復号化文書 11.1.3 リスク分析 (1)リスクとはリスクとは？ある目的に対して不利益または損害をもたらす脅威が具現化する見込みリスクの例２年に１回起きる可能性があるプリンタの故障（２）リスク分析とセキュリティ対策セキュリティ対策リスクを軽減するための措置リスク分析リスクを軽減する措置を講ずるための分析リスクファイナンスリスクそのものは減少しない。リスクが顕在化した場合の費用や損失をファイナンス（財務）によって解決。（例）保険に入る，災害準備金を積み立てる，レンタルで導入する等。（３）リスク分析の手順分析範囲の決定脅威の識別無視リスクの評価頻度は高いが１回の損失額は低い頻度が少なく１回の損失額も低いリスクの判別頻度が少なく ② １回の損失額も高い ① セキュリティ対策の設計損失額が高い場合のセキュリティ対策の検討セキュリティ対策導入概要書の作成 Yes 導入承認 No ①セキュリティ対策の設計セキュリティ対策案の検討セキュリティ対策コスト見積りリスクの評価セキュリティ対策の決定 ②1回当たりの損失額が高い場合のセキュリティ対策の検討許容損失額の決定許容範囲を超える場合代替案の設計許容範囲内の場合 ① セキュリティ対策の設計（３）分析範囲の決定脅威災害，機器の故障，エラー，不正，犯罪等場所本社，工場，通信回線，コンピュータ室，ユーザ部門等システムシステム販売管理システム，購買管理システム（４）脅威の識別脅威が認識されない脅威が存在しないのにセキュリティ対策を実施知られざる欠陥無駄な投資システムの効率性の悪化脅威の識別方法 ①各種文献の調査（出版物での調査） ②過去の経験（障害報告書での記録） ③公表されている事件・事故（安全性の阻害要因，犯罪手口等の情報） ④各分野の専門家の意見（セキュリティの専門家は全ての分野に精通しているわけではない）識別された脅威をリスクとして金額評価（５）リスクの評価リスク額＝1回当たりの予想損失額× 損失発生頻度 1回当たりの予想損失額初期投下費用データあるいはデータファイルの作成コストと記録媒体の価格及びコンピュータ機器の価格。損失回復費用破壊されたシステムやファイルの回復用のコスト。バックアップ体制により非常に異なる。代替手段に必要な費用システムダウンした場合に業務処理を遅滞なく継続するための費用機械損失の費用信用喪失によるビジネス損失，訴訟費用等。金額換算は困難なことが多いので明確なものに限定することが多い。損失発生頻度の分析方法統計データによる判断オペレーションミスや入力エラー等はほとんどが再実行となるため，人間のミスによって生じる損失は比較的統計データを取りやすい。経験による判断地震等自然災害については，社会的に公表された統計用資料や発生予測データ等を利用。類推または仮定による判断故意に引き起こされるような行為は，頻度が少ないため十分な統計も経験もないが，人間の行動様式を考慮して，常識による類推・仮定を行うことによって概ね妥当な数値が得られる。リスク額計算式 ①一般式Ｌ＝Ｐ × Ｖここで，Ｌ： 1年当たりの損失額（円／年）Ｐ：損失発生の確率（Ｐ回／年）Ｖ： 1回当たりの損失額（円／回） ②ロバート・コートニーのリスク分析の算式Ｌ＝１０（Ｐ＋Ｖ）／３ここで，Ｌ： 1年当たりの損失額（円／年）Ｐ：損失発生頻度に対応する係数Ｖ： 1回当たりの損失予想額に対する係数ロバートコロニーの式でのＰとＶ損失発生の確率１回当たりの予想損失額 300年に 1回 P=1 10,000円 V=1 30年に 1回 P=2 100,000円 V=2 3年に 1回 P=3 1,000,000円 V=3 100日に 1回 P=4 10,000,000円 V=4 10日に 1回 P=5 100,000,000円 V=5 1日に 1回 P=6 1,000,000,000円 V=6 1日に 10回 P=7 1日に 100回 P=8 ロバートコロニーの式次の事象毎に算出して合計分類欠点 ①事故による暴露 ①正確に予想損失額を見積ることができる場合でも，正確なリスク額が算出が不可能。 ②事故による変更 ③事故による破壊 ④故意による暴露 ⑤故意による変更 ⑥故意による破壊 ②セキュリティ対策の観点からは大雑把すぎる分類。 ③大災害のような企業存続に重大な影響を及ぼす脅威に対して低く見積られるので，重要性が無視される。ロバートコロニーの式の改善（実践的リスク評価）改善点 ①一定の範囲を設定することによるリスク額計算を行わない。 ②個々の脅威毎にリスク額算出 ③一回当たりの損失額を明示個々の脅威毎に次の計算を行う予想損失額初ロバートコロニーの式の改善（実践的リスク評価）期損失回復代替手段に機会損失合構成投下費用費用要する費用費用保護対象要員ハードウェアソフトウェアデー合タ計発生確率リスク額は，全合計×発生確率リスク額計リスクの判定 ①脅威の発生頻度が低く，1回当たりの損失額も低いもの無視する。 ②脅威の発生頻度は低いが，1回当たりの損失額が高いものリスク額の大きさより，予想損失額が問題となる。従って，どの程度のセキュリティ対策を導入するかは経営者の判断によるので，予想損失額を経営者に報告すること。 ③脅威の発生頻度は高いが，1回当たりの損失額が低いものリスク額とセキュリティ対策導入の費用を比較して，最も経済性の高い対策を導入する。 ④脅威の発生頻度が高く，1回当たりの損失額が高いこのようなことがあれば，企業やシステム自体が存続することがないので，実際にはありえない。セキュリティ対策の経済性対策の総効果 ① 費用対効果曲線 ② 45° 対策の総費用コスト予想される損失額トータルコスト ③ 保護のためのコストセキュリティ対策 11.1.4 セキュリティ対策リスク地震セキュリティ対策地震感知器，振動転倒防止設備，予備電源装置火災火災報知器，耐火性材，不燃材，消化設備，防火訓練水害漏水感知器，防水カバー，水漏れ防止装置，排水設備ハッカーアクセス制御，コールバック，アクセスログ解析破壊入退室管理，鍵管理，搬入物管理データ漏洩データ及びプログラム管理，アクセス状況の管理バグ開発手順の標準化，開発作業の承認，厳重なテスト犯罪コードインスペクション，プログラム管理，システム監査１１．１セキュリティ設計完