暗号化と、書き換えを見つける仕組みを試す

暗号化は、情報をそのままでは読めない形に変える処理です。元へ戻して読む処理を復号といい、そのために鍵というデータを使います。文字の表し方を変えるだけのBase64とは違います。暗号化した書類と鍵を誰でも読める場所に一緒に置くと、他人も元の文章へ戻せてしまいます。鍵を保管する場所と、鍵を取り出せる人を制限する必要があります。

ハッシュは文章などの内容から一定の長さの値を計算する仕組みです。値が違えば内容が違うと分かります。ただし本文と比較用の値を両方書き換えられると、悪い内容に合う値へ置き換えられます。比較の基準は信頼できる経路で受け取り、保護します。

SHA-256を一回計算するだけの方式は、パスワード保存には高速すぎます。パスワード保存には専用方式が必要です。今回の端末実習はSHA-256の比較ではなく、AES-GCMの改変検出を扱います。

HTTPSが保護するのは、主にブラウザーとサーバーの間を流れる通信です。受け取った書類を誰でも開ける場所に保存した場合まで、自動で守ってくれるわけではありません。電子署名は、対応する鍵で署名されたデータか、署名後に内容が変わっていないかを確かめる技術です。署名が正しくても、書かれた内容自体が事実かどうかは別に確認します。

実習ではNode.jsの暗号機能で架空の文章をAES-GCMで暗号化します。元の暗号文は復号できることを確かめ、そのコピーの最初の一ビットだけを変えて、同じ鍵とタグで復号を試します。ビットは0か1を持つ最小の単位で、^= 1は今回の位置のビットを反転させる書き方です。

タグは改変を調べるための値です。変更した暗号文が拒否されることと、元の暗号文が読めることを別に確認します。鍵・iv・tagまで変えると比較条件が増えるため、そのままにします。実習ごとに作る鍵は提出ファイルへ出力しません。鍵の保管方法やSHA-256の比較は、この課題のスイッチではありません。