Password Hashing djangocongress 20180519

Transcript

1. DjangoCongress JP 2018
   梅崎 裕利 (@bungoume)
   Password Hashing
   

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2. 2
   自己紹介
   ❏ 梅崎 裕利 (@bungoume)
   　最近 bungou.me ドメイン取りました
   ❏ 検索API (Elasticsearch, Django)
   ❏ OAuth認可 API基盤 (DRF, oauthlib)
   ❏ アクセスログ分析
   

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3. 3
   ニュースから
   

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4. 米Yahooから30億人分のデータ流出
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   米Yahooで2013年8月に起きた
   アカウント情報窃取
   ● 氏名
   ● メールアドレス, 電話番号
   ● 生年月日
   ● ハッシュ化されたパスワード
   ● セキュリティー用の質問と答え
   などが漏えい
   2016年9月の発表当初は 5億人以上
   でしたが...
   https://www.nikkei.com/article/DGXMZO21867310U7A001C1EAF000/
   

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5. Adobe社のサイトの不正アクセス
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   2013年10月
   少なくとも3800万人のIDと
   暗号化されたパスワードが漏えい
   →暗号化が適切ではなく、すぐに解
   読されてリストが流出
   https://haveibeenpwned.com/
   https://blog.tokumaru.org/2013/11/adobe.html
   

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6. 最近でも
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   2016年には一年で約30億件の
   ユーザー情報とパスワードが流出
   http://www.cxotoday.com/story/over-300-bn-passwords-will-be
   -prone-to-cyber-attacks-by-2020-report/
   

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7. 7
   ● DBからパスワードが漏れた時点で個人情報も多分漏れてる
   ● パスワードが一番重要なケース
   ○ IDとパスワードしか取得していない
   ○ 名前、生年月日は公開情報なSNS
   ● パスワードを他サービスと使いまわしている人は多い
   ○ 二次被害に繋がる
   ● 対策しているのが当然と思われている
   パスワードってそんなに大事？
   

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8. 8
   ● パスワードだけが守るべき対象ではないが...
   ○ ユーザーの権限を利用されてしまう
   ○ パスワードを漏らすと他のサービスにも迷惑を与える
   YahooやAdobeのような大手IT企業でも起きており、
   他人事ではない
   過去の事例を教訓を活かすことが重要
   過去の事件を教訓に
   

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9. パスワードの保存方法
   

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10. 10
    ● パスワードハッシュとは
    ● パスワード長と解析速度
    ● 各パスワードハッシュの紹介
    ○ Djangoでのデータ内容
    ○ Djangoにおける歴史
    ● 計算時間の比較
    ● ハッシュ解析
    アジェンダ
    

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11. 11
    パスワードハッシュ関数（鍵導出関数）
    例: PBKDF2_sha256
    ● pass: P@ssw0rd
    ● salt: FkxESIA1MrrH
    ● iterations: 36000
    ● hash: pxQUTiLxiWlkkY+0r5p43LfAHlQIw1ongOFv6FjVc/g=
    data: pbkdf2_sha256$36000$FkxESIA1MrrH$pxQUTiLxiWlkkY+0r5p43LfAHlQIw1ongOFv6FjVc/g=
    パスワードハッシュ関数
    

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12. 12
    ● 鍵の管理が不要で運用しやすい
    ● 管理者も知るべきではない
    ● 秘密鍵だけ守るのはとても難しい
    暗号化じゃなくてハッシュの理由
    

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13. 13
    ● 長いパスワードは利用者にとって手間
    ● 種類が少なければ、ハッシュといえど総当りで復元可能
    ○ →あえて計算に時間がかかるようにする必要がある
    人間の思いつくパスワードは限定的
    

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14. 14
    IPAのコンピュータウイルス・不正アクセスの届出状況 (2008年10月)
    https://www.ipa.go.jp/security/txt/2008/10outline.html
    によると、
    > 解読には最大で約50年
    > 3種類(62文字数)で8桁のパスワードを作成すればパスワードの強度は十分
    ・・・では今は？
    よくあるパスワード長の根拠
    

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15. 15
    数十万円の機材で、8文字パスワードのSHA2-hashは
    1分で全部解析可能になっている(かも？）
    （※あくまで可能性の話）
    2018年、解析にかかる時間
    

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16. 16
    1000万倍になると、「解析に1000年かかる」と言われていたもの
    が1時間未満に
    →パスワードの文脈だと困る
    早くなりすぎでは!?
    10年で1000万倍
    

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17. 17
    SHA-256の計算はbitcoin採掘に
    必要なため、超高速なハードウェア
    (ASIC)が開発が急速に進んだ
    ≒お金が流れ込んできた
    （bitcoin採掘ASICは直接パスワード解析には使えないので、あく
    まで理論値）ですが、パスワード分析できれば儲かるという話が
    出ると同様になる可能性がある
    なぜか
    

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18. 18
    2008年ごろ
    CPUでhash計算するのが主流。2M hash/sぐらい?
    2010年ごろ
    GPUを利用したhash計算。 SHA1で1.3G hash/sぐらい?
    (約1000倍)
    2014年ごろ
    bitcoinによりASIC開発が進む
    SHA256で14T hash/s (CPU比1000万倍)
    時系列イメージ（主観）
    

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19. 19
    ● 計算に時間の掛かるパスワードハッシュ関数を利用
    ● ハードウェア化を行いにくくする
    ● （パスワード解析で得られる利益を減らす）
    どうすればよいの
    

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20. 20
    各ハッシュアルゴリズムの概要
    

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21. Django標準で使えるハッシュ関数
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    PASSWORD_HASHERS
    

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22. 22
    ● auth_userのpassword field(char 128)に格納
    ● $区切り
    ● 先頭はハッシュ方式
    ● その後、パラメータとハッシュ(詳細は各関数に異なる)
    例:
    pbkdf2_sha256$360000$dNhx87pKlB9E$xKRyAEunJkChipe
    BHaIbSNipBUOSTvUcqMUFrvz9UEI=
    Djangoにおけるパスワードデータ
    

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23. 歴史
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    Django1.4 から設定でハッシュ関数が変えられるように
    v0.91の段階でpasswordデータは先頭がハッシュ方式
    [algo]$[salt]$[hexdigest]
    なので、アルゴリズム変更が可能
    https://www.djangoproject.com/weblog/2005/nov/20/passwordchange/
    

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24. 24
    ● SHA1+salt
    ● PBKDF2-SHA256
    ● bcrypt
    ● (scrypt)
    ● Argon2
    紹介するパスワードハッシュ関数
    

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25. SHA1+salt
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    ● Django初期(〜1.3)の形式
    ● ユーザ毎に異なる文字列(salt)をつけることで
    同じパスワードでもhashが変わる
    ● 非推奨
    ○ まだデータが残っていれば移行方法を検討
    sha1 $ salt $ hash
    

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26. PBKDF2
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    ● Djangoのデフォルト方式で、よく利用される
    ● ライブラリ不要
    ● iterationsを増やすのが容易
    pbkdf2_sha256$360000$dNhx87pKlB9E$xKRyAEunJkChipeBHaIbSNipBUOSTvUcqMUFrvz9UEI=
    pbkdf2_sha256 $ iterations $ salt $ hash
    

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    イテレーション回数はバージョン更新ごとに増加
    v1.4-1.6: 10000 ->v1.7: 12000
    -> v1.8: 20000 -> v1.9: 24000
    -> v1.10: 30000 -> v1.11: 36000
    -> v2.0: 100000 -> v2.1: 120000
    https://docs.djangoproject.com/en/dev/internals/howto-release-django/#new-stable-branch-tasks
    > New stable branch tasks Increase the default PBKDF2 iterations in
    > django.contrib.auth.hashers.PBKDF2PasswordHasher by about 20%
    PBKDF2のイテレーション数
    

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28. sha2+bcrypt
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    ● Blowfishという古い暗号化方式を利用
    ● ハードウェア化が難しいとされる
    ● iterationsで計算量を増やすことが可能
    ○ 必要メモリ量の調整はできない
    ● BCryptPasswordHasherはパスワードを72文字で切り捨て
    ● PHPの標準方式 (Railsも?)
    ● Dropboxなど利用事例も多い
    bcrypt_sha256$$2b$12$EJOn/KeVwTB47B0dgUpG.u5vF/BKKQXrJ/GWPeKLHCSYMPZUgis9a
    

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29. (scrypt)
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    ● Django標準では用意されていない
    ● 従来の方式に比べてメモリ使用量を増やし、ハードウェア化を難
    しくしてある
    ● TMTO(Time-Memory Trade Off)=計算量を増やす代わりに
    メモリ使用量を削減することができてしまう
    ● bitcoinフォークのLitecoinで利用されているらしく、既にある程度
    ハードウェア化されている
    

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30. Argon2
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    ● Password Hashing Competition(2015.7) 勝者
    ● Djangoで利用にはサードパーティのライブラリが必要
    ● メモリ使用量を設定するパラメータがある
    ○ django m=512(kB), t=2(iterations), p=2(threads)
    ○ PHP7.2 m=1024, t=2, p=2
    ○ Argon2 cli m=4096, t=3, p=1
    argon2$argon2i$v=19$m=512,t=2,p=2$UUs1czNhenF3ZGs3
    $LPSAw5kqjDMtvKq8M+A6Jw
    

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31. Argon2
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    ● argon2i サイドチャネル攻撃耐性
    ● argon2d GPUを使った攻撃に対する耐性
    ● argon2id いいとこ取り
    argon2iがパスワードに適している(PHP7.2もargon2iを利用)
    argon2idはできて日が浅い
    

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32. 速度比較
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    設定値 100回 (秒) 1回あたり
    SHA1+Salt 0.0074 0.01 ms
    PBKDF2 iterations = 100000 12.6987 127 ms
    SHA2+bcrypt rounds = 12 38.6854 387 ms
    Argon2 m=512, t=2, p=2 0.1901 2 ms
    ## python version: 3.6.5
    ## python compiler: GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.1.0 (clang-902.0.39.1)
    ## cpu model: Intel(R) Core(TM) i5-4250U CPU @ 1.30GHz
    

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    ● 古いハッシュ形式・iterationsが少ないユーザー
    ○ Djangoはログインのタイミングで自動的に強化
    ○ ログイン試行するだけでiterations数が増える関数も
    ● 最近アクセスしていない人は変更されない
    ■ 長く続いているサービスはバッチで置き換えをする
    ハッシュ関数を変えた後は
    

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34. django内でのhash関数
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    変数
    algorithm, iterations, など
    関数
    encode, verify, safe_summary,
    must_udpate, harden_runtime
    

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35. パスワードハッシュが弱いと
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    防げたはずの問題だったとして
    取り上げられたケースも
    https://www.wired.com/story/under-armour-myfitnesspal-hack-
    password-hashing/
    

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36. Password Recovery
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37. Password Recovery
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    パスワードを忘れてしまったとき
    Hashから元の文字列を実際に復元するには
    

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38. hashcat
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    ● 世界最速を謳うパスワードクラッカー
    ● https://hashcat.net/hashcat/
    ● OSS (MIT)
    ● GPU, FPGAなど利用可能
    ● 200以上のhashに対応
    ○ Django (SHA-1)
    ○ Django (PBKDF2-SHA256)
    注: パスワードクラックを推奨するものではありません。
    

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39. 使い方
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    $ sqlite3 db.sqlite3 "SELECT password FROM auth_user;" > django_pass.txt
    $ hashcat -m 10000 -a 0 django_pass.txt
    10-million-password-list-top-10000.txt -O
    

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40. パスワードリスト
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    ● https://github.com/danielmiessler/SecLists
    ● セキュリティ評価のためのユーザ名, パスワードなど
    

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41. デモ
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42. デモ結果
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    ● パスワードリストに載ると一瞬
    ○ パスワードハッシュ関数を選んでも、辞書攻撃には弱い
    ● 利用者には強いパスワードを利用してもらうのが大事
    ○ リストに乗ったものは利用させない
    

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    リストから消せばよい?
    

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44. 44
    そのほか
    

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    オフライン攻撃が容易な箇所は注意が必要
    ● 秘密鍵
    ○ v2のsshkeyやed25519はKDFラウンド数指定可能(-a)
    ● zip
    ○ stretchなし or hmac-sha1×1000ラウンド
    ● Word, Excel
    ○ 2007以降は50000〜100000ラウンド
    DBだけでなくファイルも注意
    参考
    https://www.slideshare.net/herumi/ss-57319518#4
    

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46. パスワードハッシュで出来なくなること
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    ● チャレンジレスポンス型認証
    ○ CHAP
    ○ CRAM-MD5
    ○ DIGEST-MD5
    ● クライアントでワンタイムnonceを使ってハッシュを計算
    ○ サーバー側でも生passwordが必要
    

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47. 47
    まとめ
    

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48. まとめ
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    ● Djangoは標準のパスワードハッシュでも問題はない
    ○ Argon2を選ぶともっと良い
    ○ Djangoのパスワードハッシュアルゴリズムの変更は容易
    ● 利用者は強いパスワードを使うこと
    ● 昔から動かしているサービスはハッシュ移行を検討
    ● Password management in Django に詳細
    

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