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ハッシュと暗号は違うぞ！ PHPカンファレンス関西 2017 2017/07/15（土）13:10〜 長谷川智希 HASEGAWA Tomoki

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長谷川 智希 デジタルサーカス株式会社 副団長CTO Digital Circus, Inc. Vice-master CTO Tokyo, Japan @tomzoh

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ライフワーク: Web / iOSアプリ開発, ビール, 電子工作,
 サッカー観戦, レンタルカートレース, … 長谷川 智希 Web / iOS App Development, Beer, IoT, Watch soccer match, Rental Kart Racing, … デジタルサーカス株式会社 副団長CTO Digital Circus, Inc. Vice-master CTO Tokyo, Japan Lifeworks: @tomzoh

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WE ARE HIRING!! Web Development with http://www.dgcircus.com Omotesando, Tokyo

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今日のテーマ ハッシュと暗号は違うぞ！ Today’s theme

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• 実際にあったやりとり:

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• 実際にあったやりとり: お客さま「セキュリティ上DBにパスワードを保存しないで。」

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• 実際にあったやりとり: お客さま「セキュリティ上DBにパスワードを保存しないで。」 ベンダ「ではパスワードは暗号化して保存しましょう。」

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• 実際にあったやりとり: お客さま「セキュリティ上DBにパスワードを保存しないで。」 ベンダ「ではパスワードは暗号化して保存しましょう。」 ぼく「まって！！！！ 」

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• 実際にあったやりとり: • 本当にそこは暗号化？ハッシュじゃなくて？ お客さま「セキュリティ上DBにパスワードを保存しないで。」 ベンダ「ではパスワードは暗号化して保存しましょう。」 ぼく「まって！！！！ 」

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• 実際にあったやりとり: • 本当にそこは暗号化？ハッシュじゃなくて？ お客さま「セキュリティ上DBにパスワードを保存しないで。」 ベンダ「ではパスワードは暗号化して保存しましょう。」 ぼく「まって！！！！ 」 • 「ハッシュと暗号化は違うぞ！」

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今日のテーマ ハッシュと暗号は違うぞ！ Today’s theme

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ハッシュとは何か

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ハッシュ

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ハッシュ ハッシュ関数 ハッシュ値

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ハッシュ関数 • 関数:

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ハッシュ関数 • 関数: sin(θ), cos(θ), f(x)

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ハッシュ関数 • 関数: sin(θ), cos(θ), f(x) • ハッシュ関数

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ハッシュ関数 • 関数: sin(θ), cos(θ), f(x) • データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 • ハッシュ関数

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ハッシュ関数 • 関数: sin(θ), cos(θ), f(x) • データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 • ハッシュ関数の例: • ハッシュ関数

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ハッシュ関数 • 関数: sin(θ), cos(θ), f(x) md5, sha-1, sha-512 • データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 • ハッシュ関数の例: • ハッシュ関数

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• データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。

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• データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 sha1

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• データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 PHPカンファレンス関西 sha1

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• データをハッシュ関数に入力するとハッシュ値 が出力される。 e35257f41406f46cf884ac9c6af27707bf5c5d05 PHPカンファレンス関西 sha1

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ハッシュ関数の特徴

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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任意長のデータから 固定長のハッシュ値を出力する

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任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する sha1

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任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する PHPカンファレンス関西 sha1

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任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する e35257f41406f46cf884ac9c6af27707bf5c5d05 PHPカンファレンス関西 sha1

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任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する e35257f41406f46cf884ac9c6af27707bf5c5d05 PHPカンファレンス関西 sha1 31bytes

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任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する e35257f41406f46cf884ac9c6af27707bf5c5d05 PHPカンファレンス関西 sha1 31bytes 160bits

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吾輩は猫である…ありがたいありがたい。 sha1 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する

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吾輩は猫である…ありがたいありがたい。 sha1 275kbytes 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する

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beb2bc58c7cac6510ce0638a4e8ae3f05e51b60c 吾輩は猫である…ありがたいありがたい。 sha1 275kbytes 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する

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beb2bc58c7cac6510ce0638a4e8ae3f05e51b60c 吾輩は猫である…ありがたいありがたい。 sha1 275kbytes 160bits 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する

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同じデータからは 同じハッシュ値を出力する

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同じデータからは同じハッシュ値を出力する sha1

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同じデータからは同じハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 データ1

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同じデータからは同じハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 86f7…67b8 データ1 データ1

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同じデータからは同じハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 86f7…67b8 86f7…67b8 データ1 データ1 データ1

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別のデータからは だいたい別のハッシュ値を出力する

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別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する sha1

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別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 データ1

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別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 e9d71…8f98 データ1 データ2

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別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する sha1 86f7…67b8 e9d71…8f98 84a5…dbb4 データ1 データ2 データ3

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ハッシュ値から 元のデータを算出することはほぼ出来ない

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ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない sha1

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ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない sha1 データ1

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ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない sha1 データ1 86f7e437faa5a7fce15d1ddcb9eaeaea377667b8

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ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない sha1 データ1 86f7e437faa5a7fce15d1ddcb9eaeaea377667b8 データ1

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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ハッシュ関数の利用

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」  Web Site

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  Web Site

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 配布ファイルから ハッシュ値を計算

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8 配布ファイルとsha1を Webにアップ

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8 

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8  配布ファイルを ダウンロード

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8  86f7…67b8 sha1 ダウンロードした ファイルから ハッシュ値を計算

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8  86f7…67b8 sha1 ハッシュ値を比較

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」 配布ファイル  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8  86f7…67b8 sha1 ハッシュ値を比較 「ハッシュ値が同一」 → 「ちゃんとダウンロードできた」

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UbuntuのISO配布サイト

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UbuntuのISO配布サイト

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UbuntuのISO配布サイト c94d54942a2954cf852884d656224186 *ubuntu-16.04-desktop-amd64.iso 610c4a399df39a78866f9236b8c658da *ubuntu-16.04-desktop-i386.iso 23e97cd5d4145d4105fbf29878534049 *ubuntu-16.04-server-amd64.img 23e97cd5d4145d4105fbf29878534049 *ubuntu-16.04-server-amd64.iso 494c03028524dff2de5c41a800674692 *ubuntu-16.04-server-i386.img 494c03028524dff2de5c41a800674692 *ubuntu-16.04-server-i386.iso 17643c29e3c4609818f26becf76d29a3 *ubuntu-16.04.1-desktop-amd64.iso 9e4e30c37c99b4e029b4bfc2ee93eec2 *ubuntu-16.04.1-desktop-i386.iso d2d939ca0e65816790375f6826e4032f *ubuntu-16.04.1-server-amd64.img d2d939ca0e65816790375f6826e4032f *ubuntu-16.04.1-server-amd64.iso 455206c599c25d6a576ba23ca906741a *ubuntu-16.04.1-server-i386.img 455206c599c25d6a576ba23ca906741a *ubuntu-16.04.1-server-i386.iso

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推測しにくいURLの生成 「/user/1とか、IDがURLに丸見えなの、カッコ
 悪いな…」  id username … 1 bob … 2 jones … : : : … https://example.com/user/1

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推測しにくいURLの生成 「/user/1とか、IDがURLに丸見えなの、カッコ
 悪いな…」  id username hash … 1 bob 4818…920a … 2 jones 4c46…3902 … : : : … https://example.com/user/4c46bc790ffe655a1e65acfacf95da50cd4d3902

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ログインパスワードの保存 よくあるログインのフローはこんな: • ユーザはユーザ名とパスワードを入力 • システムはDBからユーザ名でレコードを探す • 見つけたレコードのパスワードと
 入力されたパスワードが一致すればログインOK！

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 username password bob ●●● Login

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 id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …  username password bob ●●● Login 入力されたパスワードと DBのパスワードを比較

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 id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …  username password bob ●●● Login 入力されたパスワードと DBのパスワードを比較 入力されたパスワードとDBのパス ワードが一致 → ログイン成功

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「パスワードをDBにそのまま保存するの
 怖いなあ…」  id username password … 1 bob M2teM2P0 … 2 jones tqigg75Y … : : : …

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「パスワードをDBにそのまま保存するの
 怖いなあ…」 「ユーザ登録時にユーザが設定した文字列と、
 ログイン時にユーザが入力した文字列が
 同じものだと判断できればいいんだよね。」

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「パスワードそのものじゃなくて、
 パスワードのハッシュ値を保存しておこう！」

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : … 「パスワードそのものじゃなくて、
 パスワードのハッシュ値を保存しておこう！」 パスワードのハッシュ値

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 username password bob ●●● Signup

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 username password bob ●●● Signup 入力されたパスワードを ハッシュ化 3c65…1d8b sha1

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Signup 3c65…1d8b sha1 DBにはハッシュ化されたパスワードを保存

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login 入力されたパスワードを ハッシュ化 3c65…1d8b sha1

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login 3c65…1d8b sha1 入力されたパスワードを ハッシュ化したものと DBに保存されたものを比較

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 id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : …  username password bob ●●● Login 入力されたパスワードをハッシュ化したものと DBに保存されたハッシュ化したパスワードが一致 → ログイン成功 3c65…1d8b sha1 入力されたパスワードを ハッシュ化したものと DBに保存されたものを比較

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DBにパスワードそのものが 保存されている必要は無い

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ログイン処理に パスワードそのものが必要な訳でも無い

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ハッシュ化された パスワードがあれば良い。 （もとに戻せなくても）

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ハッシュ、便利ですね！

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ハッシュ値の衝突

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 4,294,967,296通り 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 4通り sha-beer 4,294,967,296通り 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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元データ 32bit data 1 data 2 data 3 data 4 data 5 ハッシュ値 2bit hash 1 hash 2 hash 3 hash 4 sha-beer 衝突！ 任意長のデータから2bitの ハッシュ値を出力する

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する • ハッシュを使う場合は衝突したら困るか困らないかを
 必ず考える。

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する • ハッシュを使う場合は衝突したら困るか困らないかを
 必ず考える。 • 推測しにくいURLの生成の例:

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する • ハッシュを使う場合は衝突したら困るか困らないかを
 必ず考える。 • 推測しにくいURLの生成の例: 衝突したら困る

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する • ハッシュを使う場合は衝突したら困るか困らないかを
 必ず考える。 • 推測しにくいURLの生成の例: 衝突したら困る • ログインパスワードの保存:

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ハッシュ値の衝突 • ハッシュ値は必ず衝突する • ハッシュを使う場合は衝突したら困るか困らないかを
 必ず考える。 • 推測しにくいURLの生成の例: 衝突したら困る • ログインパスワードの保存: 衝突しても困らない

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「ハッシュ値の衝突」による攻撃

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ファイルの同一性チェック 「ダウンロードしてきたファイル、
 ちゃんとダウンロードできたかな…」  86f7…67b8 sha1 Web Site 86f7…67b8  86f7…67b8 sha1 「ハッシュ値が同一」 → 「ちゃんとダウンロードできた」

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ハッシュ値衝突による攻撃 神ソフトができたので公開するよ。 ハッシュ値付きね。

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ハッシュ値衝突による攻撃 神ソフトができたので公開するよ。 ハッシュ値付きね。 ウィルス入れて…。末尾にゴミデータ付け加えて ハッシュ値同じにしてミラーサイトぽく配布。

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ハッシュ値衝突による攻撃 ミラーサイトからダウンロードしたファイル、大丈 夫かな？…ハッシュ値合ってるしOK！ 神ソフトができたので公開するよ。 ハッシュ値付きね。 ウィルス入れて…。末尾にゴミデータ付け加えて ハッシュ値同じにしてミラーサイトぽく配布。

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ハッシュ値衝突による攻撃 ミラーサイトからダウンロードしたファイル、大丈 夫かな？…ハッシュ値合ってるしOK！ 神ソフトができたので公開するよ。 ハッシュ値付きね。 ウィルス入れて…。末尾にゴミデータ付け加えて ハッシュ値同じにしてミラーサイトぽく配布。 ぎゃー！ウィルス入りだった！！！

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ハッシュ値衝突による攻撃 ミラーサイトからダウンロードしたファイル、大丈 夫かな？…ハッシュ値合ってるしOK！ 神ソフトができたので公開するよ。 ハッシュ値付きね。 ウィルス入れて…。末尾にゴミデータ付け加えて ハッシュ値同じにしてミラーサイトぽく配布。 ぎゃー！ウィルス入りだった！！！ どうしたらよかった？

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ハッシュ値衝突による攻撃の対策 • どうしようもない。 • ハッシュ値の衝突を意図的に起こしにくいアルゴ リズムを使うしかない。

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ハッシュ値衝突による攻撃の対策 • どうしようもない。 • ハッシュ値の衝突を意図的に起こしにくいアルゴ リズムを使うしかない。

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ハッシュの安全性

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する
 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する
 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない = 衝突しにくい

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する
 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない = 衝突しにくい = 元のデータを算出しにくい

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良いハッシュ関数の特徴 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい n

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良いハッシュ関数の特徴 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい 計算量: 2n 計算量: 2 n 2

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23 February, 2017

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SHAttered の計算量 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい 計算量: 2n

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SHAttered の計算量 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい 計算量: 2n 160 2 計算量: 2 = 280

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SHAttered の計算量 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい 計算量: 2n 160 2 計算量: 2 = 280

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SHAttered の計算量 原像計算困難 ハッシュ値から元データを算出しにくい 第2原像計算困難 （弱衝突耐性） あるデータが与えられた時に、そのデータから算出されるハッ シュ値と同じハッシュ値を出力する別のデータを見つけにくい 衝突困難（強衝突耐性） 同じハッシュ値を出力する2つのデータを見つけにくい 計算量: 2n 計算量: 263 160 2 計算量: 2 = 280

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ハッシュを使ったシステムへの攻撃

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「推測しにくいURLの生成」への攻撃

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推測しにくいURLの生成 「/user/1とか、IDがURLに丸見えなの、カッコ
 悪いな…」  id username hash … 1 bob 4818…920a … 2 jones 4c46…3902 … : : : … https://example.com/user/4c46bc790ffe655a1e65acfacf95da50cd4d3902

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原像推測による攻撃 /user/1 ってのもアレなのでハッシュ化したろ。 $url = sprintf("/user/%s", md5($userId));

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原像推測による攻撃 /user/1 ってのもアレなのでハッシュ化したろ。 $url = sprintf("/user/%s", md5($userId)); この文字列の並び、md5だな。どうせ元は連番だろ。 for ($i = 0; $i < 1000; $i++)} $page = file_get_contents(
 sprintf("/user/%s", md5($i)));

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原像推測による攻撃 /user/1 ってのもアレなのでハッシュ化したろ。 $url = sprintf("/user/%s", md5($userId)); この文字列の並び、md5だな。どうせ元は連番だろ。 for ($i = 0; $i < 1000; $i++)} $page = file_get_contents(
 sprintf("/user/%s", md5($i))); 全部バレた！

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原像推測による攻撃 /user/1 ってのもアレなのでハッシュ化したろ。 $url = sprintf("/user/%s", md5($userId)); この文字列の並び、md5だな。どうせ元は連番だろ。 for ($i = 0; $i < 1000; $i++)} $page = file_get_contents(
 sprintf("/user/%s", md5($i))); 全部バレた！ どうしたらよかった？

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原像推測による攻撃の対策 • 元データがバレない様にする。

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原像推測による攻撃の対策 • 元データがバレない様にする。 • 元データが「1」とかだからバレる。

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原像推測による攻撃の対策 • 元データがバレない様にする。 • 元データに長い文字列（ソルト）を追加する。 • 元データが「1」とかだからバレる。

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原像推測による攻撃の対策 • 元データがバレない様にする。 • 元データに長い文字列（ソルト）を追加する。 $salt = "aemi4ahcoh7weeN2euth"; $url = sprintf("/user/%s", md5($salt.$userId)); • 元データが「1」とかだからバレる。

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原像推測による攻撃の対策 • 元データがバレない様にする。 • 元データに長い文字列（ソルト）を追加する。 $salt = "aemi4ahcoh7weeN2euth"; $url = sprintf("/user/%s", md5($salt.$userId)); • 攻撃者は「aemi4ahcoh7weeN2euth1」を推測しなければならなくなる。 • 「連番とかをわかりにくくする」様な用途では、ソルトを付けない形で ハッシュ関数を使うことは無いと思って良い。 • 元データが「1」とかだからバレる。

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「ログインパスワードの保存」への攻撃

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ログインパスワードの保存  id username hashed_password … 1 bob 3c65…1d8b … 2 jones d578…fa1f … : : : … 「パスワードそのものじゃなくて、
 パスワードのハッシュ値を保存しておこう！」 パスワードのハッシュ値

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原像計算による攻撃 パスワードをハッシュ化してDBに保存したよ。 これでデータが漏洩しても大丈夫！

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原像計算による攻撃 パスワードをハッシュ化してDBに保存したよ。 これでデータが漏洩しても大丈夫！ この文字列の並び、md5だな。計算済みの 表を使って…。 元データ md5 abcde ab56b4d92b40713acc5af89985d4b786 qwerty d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4 password 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99 : :

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原像計算による攻撃 パスワードをハッシュ化してDBに保存したよ。 これでデータが漏洩しても大丈夫！ あっという間にパスワードがばれた！ この文字列の並び、md5だな。計算済みの 表を使って…。 元データ md5 abcde ab56b4d92b40713acc5af89985d4b786 qwerty d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4 password 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99 : :

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原像計算による攻撃 パスワードをハッシュ化してDBに保存したよ。 これでデータが漏洩しても大丈夫！ あっという間にパスワードがばれた！ どうしたらよかった？ この文字列の並び、md5だな。計算済みの 表を使って…。 元データ md5 abcde ab56b4d92b40713acc5af89985d4b786 qwerty d8578edf8458ce06fbc5bb76a58c5ca4 password 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99 : :

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。 • そのために、元データにソルトを追加する。

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。 • そのために、元データにソルトを追加する。 abcdeoMF0iyDQB8Bpsl6npJer9XTT7PNdCWug 607452f4c75ee977ea169e49f6c1db1c md5

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。 • そのために、元データにソルトを追加する。 元データ md5 abcde ab56b4d92b40713acc5af89985 d4b786 abcdeoMF0iyDQB8Bpsl6npJer9XTT7PNdCWug 607452f4c75ee977ea169e49f6c1db1c md5

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。 • そのために、元データにソルトを追加する。

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原像計算による攻撃の対策 • ユーザがどんなパスワードを付けても事前に用意された テーブルにそれが現れない様にする。 • そのために、元データにソルトを追加する。 • 前のケースと同じ。 • ハッシュと聞いたらソルトは？と思うぐらいで良い。

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今日のテーマ ハッシュと暗号は違うぞ！ Today’s theme

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ハッシュと暗号

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ハッシュと暗号 ハッシュ関数によるハッシュ化 一方向 / ハッシュ値から元データに戻せないことが前提 md5, sha-1, sha-512, … n

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ハッシュと暗号 ハッシュ関数によるハッシュ化 一方向 / ハッシュ値から元データに戻せないことが前提 md5, sha-1, sha-512, … 暗号化 / 復号 双方向 / 暗号文から平文に戻せることが前提 秘密裏に通信をすることを目的とする AES, DES, RSA n

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みなさんは大丈夫だと思いますが

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ハッシュも暗号化も 同じ様なもんじゃない？ と思ってる人は…

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ハッシュでも暗号でもない でもぱっと見ハッシュに似てる概念

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たぶんこれも同一視しちゃう

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ハッシュと暗号と心強さと 難読化 一方向 / プログラムなどを読みにくくするための変換。 結果としてファイルサイズが小さくなるので「圧縮」って呼 んだりも。 JavaScriptやJavaでよく利用される。 n 双方向 / エンコードされたものをデコードできることが前提。 鍵の要素が無いため、アルゴリズムを知っていれば誰でも元に 戻せる。 urlencode(), Base64, … エンコード / デコード

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正しく選択しよう！

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まとめ

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まとめ • ハッシュ関数はデータをハッシュ値に一方向に
 変換するもの。 • ハッシュ関数を使う時は必ず… • 入力データにソルトを追加する • 衝突の可能性を考慮に入れる • 暗号化、エンコード、難読化とは違う。 • ハッシュや暗号を使う時は、なぜそれを使うか、
 なぜその判断をすべきかを考えよう。

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Thanks WE ARE HIRING @tomzoh プリーズ: #phpkansai / ブログ / 懇親会

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時間があれば追加エピソード

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プログラミング言語の「ハッシュ」 ep.1

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プログラム言語の「ハッシュ」 • PHPの配列は文字列をキーに使える。 • 他の言語でも大抵この機能はある。 • 連想配列 • ハッシュ

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プログラム言語の「ハッシュ」 • PHPの配列は文字列をキーに使える。 • 他の言語でも大抵この機能はある。 • 連想配列 • ハッシュ

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プログラム言語の「ハッシュ」 • PHPの配列は文字列をキーに使える。 • 他の言語でも大抵この機能はある。 • 連想配列 • ハッシュ

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何故「ハッシュ」？

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連想配列の実装

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer kagawa:shinji 0x1200

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$array[‘kagawa’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 sha-beer

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 0x02 sha-beer

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 0x02 sha-beer

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 0x02 sha-beer

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 0x02 sha-beer

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echo $array[‘kagawa’]; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 0x1300 nagatomo:yuto kagawa:shinji 0x1200 0x02 sha-beer

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O(1)

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あれ、衝突は？

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もちろんあります

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto 0x1200

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto 0x1200

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer 0x1200 okazaki:shinji

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$array[‘okazaki’] = ‘shinji’; インデックス アドレス 0x00 0x1100 0x01 0x1000 0x02 0x03 0x1300 連想配列とハッシュ 0x02 アドレス データ 0x1000 honda:keisuke 0x1100 0x1200 kagawa:shinji 0x1300 nagatomo:yuto sha-beer 0x1200 okazaki:shinji 衝突！

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hashdos ep.2

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hashdos • PHPやRubyなどWebアプリで使用する言語では、 GETやPOSTのパラメタ、Cookieを連想配列に格納 してWebアプリに引き渡す。 kagawa shinji Submit

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hashdos • PHPやRubyなどWebアプリで使用する言語では、 GETやPOSTのパラメタ、Cookieを連想配列に格納 してWebアプリに引き渡す。 kagawa shinji Submit $_POST = [ ‘familyName’ => ’kagawa’, ‘firstName’ => ’shinji’, ];

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hashdos • GETやPOSTのパラメタ名、Cookie名が連想配列の キーになる。 • GETやPOSTのパラメタ名、Cookie名はブラウザ側 から任意に指定可能。

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hashes $_POST = [ ‘okazaki’ ‘kiyotake’ ‘kagawa’ ‘honda’ : ‘eiji’ ]; => ‘shinji’, => ‘hiroshi’, => ‘shinji’, => ‘keisuke’, => ‘kawashima’,

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hashes $_POST = [ ‘okazaki’ ‘kiyotake’ ‘kagawa’ ‘honda’ : ‘eiji’ ]; => ‘shinji’, => ‘hiroshi’, => ‘shinji’, => ‘keisuke’, => ‘kawashima’,

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hashes $_POST = [ ‘okazaki’ ‘kiyotake’ ‘kagawa’ ‘honda’ : ‘eiji’ ]; => ‘shinji’, => ‘hiroshi’, => ‘shinji’, => ‘keisuke’, => ‘kawashima’, 外部から任意に作成可能

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hashes $_POST = [ ‘okazaki’ ‘kiyotake’ ‘kagawa’ ‘honda’ : ‘eiji’ ]; => ‘shinji’, => ‘hiroshi’, => ‘shinji’, => ‘keisuke’, => ‘kawashima’, 外部から任意に作成可能 すべてのキーを 衝突させると？ ?

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hashes $_POST = [ ‘okazaki’ ‘kiyotake’ ‘kagawa’ ‘honda’ : ‘eiji’ ]; => ‘shinji’, => ‘hiroshi’, => ‘shinji’, => ‘keisuke’, => ‘kawashima’, 外部から任意に作成可能 すべてのキーを 衝突させると？ ? 著しくパフォー マンスが低下する

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demo http://koto.github.io/blog-kotowicz-net-examples/hashcollision/kill.html

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原像計算攻撃 ep.3

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ハッシュ関数の特徴 1. 任意長のデータから固定長のハッシュ値を出力する 2. 同じデータからは同じハッシュ値を出力する 3. 別のデータからはだいたい別のハッシュ値を出力する 4. ハッシュ値から元のデータを算出することはほぼ出来ない

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23 February, 2017

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sha1が破られる is 一大事

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sha1が破られる is 一大事 ただし一定の条件下で

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No content

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No content

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本当？

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ハッシュ値の原像計算 • ハッシュ値の原像計算の原則は総当たり • 160ビットのハッシュ値の原像計算の計算量は 2^160。 • 元データのパターンが少なかったら？ • 携帯の番号って 0[5, 7, 9]0-[0-9]{8} ぐらいし か無い。（010もあったっけ？） • 3億通り

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原像計算攻撃は総当たりベース

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ハッシュ化されたパスワードが 流出しても比較的大丈夫なのは パスワードは文字数や文字種の バリエーションが多いから。

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巨人の肩に乗る ep.4

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「パスワードのハッシュ化」とか
 難しいところはたいてい
 頭いい人が考えて仕組みを 作ってくれている

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巨人の肩に乗ろう

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ただし

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中身を理解せずに なんとなく使うのは最悪

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意味が無いだけなら良いが、 せっかく考えられた仕組みを 殺すことにもなり得る

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例えば…

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No content

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No content

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No content

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自分は何をしたいのか 「巨人」は何を与えてくれているのか ちゃんと理解して、正しく使おう

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そして…

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この手の 「特定の製品に依存しない知識」は エンジニアの血となり肉となり、 エンジニアとして生きていくための 力になる

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「力が…欲しいか…」

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こういう知識をどうやって得るか • ハッシュに限らず、ソフトウェア開発には多くの 周辺知識が必要。 • 情報系の大学や専門学校では教わる（はず）。 • 体系的に広く学ぶのであれば資格試験が便利。 • IPA（情報処理推進機構）の
 「情報処理技術者試験」がおすすめ。 http://www.jitec.ipa.go.jp

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共通鍵暗号と公開鍵暗号 ep.5

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共通鍵方式暗号   信頼できない 通信路 信頼できる 通信路

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共通鍵方式暗号   信頼できない 通信路 信頼できる 通信路 鍵を事前に共有

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共通鍵方式暗号   ƪ 信頼できない 通信路 鍵を使って暗号化 信頼できる 通信路 鍵を事前に共有

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共通鍵方式暗号   ƪ ƪ 信頼できない 通信路 鍵を使って暗号化 信頼できる 通信路 鍵を事前に共有

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共通鍵方式暗号   ƪ ƪ 信頼できない 通信路 鍵を使って暗号化 暗号化に使ったのと 同じ鍵を使って復号 信頼できる 通信路 鍵を事前に共有

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公開鍵方式暗号   信頼できない 通信路

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公開鍵方式暗号   信頼できない 通信路 公開鍵を事前に共有

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公開鍵方式暗号   ƪ 信頼できない 通信路 相手の公開鍵を 使って暗号化 公開鍵を事前に共有

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公開鍵方式暗号   ƪ ƪ 信頼できない 通信路 相手の公開鍵を 使って暗号化 自分の秘密鍵を 使って復号 公開鍵を事前に共有

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小ネタ集 ep.6

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妥当なソルト • ソルトとして妥当な文字列は何か • 長さが一定以上あることだけど… • 長いソルトはハッシュ関数に入力するデータの情報量を増や す。 • 情報量が増えると衝突を起こしやすくなるかもしれない。 • 一般的に使用されるハッシュ関数はこの様な「近いデータ （ソルトが同じで元データ部分だけが違うデータ）」が衝突 しにくい様に設計されている。 • 20文字程度、とか、26文字程度、とかいろいろ言われてい る。

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encrypt / decrypt • 暗号化と復号 • 暗号化 encrypt • 復号 decrypt • 日本語では「暗号」は名詞「復号」は動詞。 • なので「暗号化」として動詞化する。 • 英語は「encrypt」も「decrypt」も動詞。 • シンプルでうらやましいね！

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ハッシュテーブル • あらかじめ全ての文字列に対するハッシュ値を計算して おき、そこから検索する方法で高速に原像計算が可能。 元データ md5 aaaa 74b87337454200d4d33f80c4663dc5e5 aaab 4c189b020ceb022e0ecc42482802e2b8 aaac 3963a2ba65ac8eb1c6e2140460031925 : :

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ハッシュテーブル • あらかじめ全ての文字列に対するハッシュ値を計算して おき、そこから検索する方法で高速に原像計算が可能。 • このテーブル、すごくデカい。 • 4文字で640MB、5文字で50GB、8文字で12PB。 • テーブルを小さくするためにレインボーテーブルという
 方法がある。 元データ md5 aaaa 74b87337454200d4d33f80c4663dc5e5 aaab 4c189b020ceb022e0ecc42482802e2b8 aaac 3963a2ba65ac8eb1c6e2140460031925 : :

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Thanks WE ARE HIRING @tomzoh プリーズ: #phpkansai / ブログ / 懇親会

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告知

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iOSDC Japan 2017 https://iosdc.jp/2017/ チケット販売中 2017.09.15(金）〜17（日）

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PHPerKaigi 2018 https://phperkaigi.jp スポンサー募集…するかも 2018.03.10(土） • PHPerのためのカンファレンス • 東京都練馬区 Coconeriホールにて • 朝から晩までテックトーク • 夕方からはビールを飲みながら • 夜はクラフトビールで懇親会

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