Password Hashing djangocongress 20180519

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1. DjangoCongress JP 2018 梅崎 裕利 (@bungoume) Password Hashing
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
3. 3 ニュースから
4. 米Yahooから30億人分のデータ流出 4 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/
5. Adobe社のサイトの不正アクセス 5 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
6. 最近でも 6 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/
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？
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
9. パスワードの保存方法
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
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
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
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
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
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
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
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
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）
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
20. 20 各ハッシュアルゴリズムの概要
21. Django標準で使えるハッシュ関数 21 PASSWORD_HASHERS
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$xKRyAEunJkChipe BHaIbSNipBUOSTvUcqMUFrvz9UEI= Djangoにおけるパスワードデータ
23. 歴史 23 Django1.4 から設定でハッシュ関数が変えられるように v0.91の段階でpasswordデータは先頭がハッシュ方式 [algo]$[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/
24. 24 • SHA1+salt • PBKDF2-SHA256 • bcrypt • (scrypt) • Argon2 紹介するパスワードハッシュ関数
25. SHA1+salt 25 • 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
26. PBKDF2 26 • 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
27. 27 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
28. sha2+bcrypt 28 • 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
29. (scrypt) 29 • 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
30. Argon2 30 • 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
31. Argon2 31 • 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
32. 速度比較 32 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
33. 33 • 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
34. django内でのhash関数 34 変数 algorithm, iterations, など 関数 encode, verify, safe_summary, must_udpate, harden_runtime
35. パスワードハッシュが弱いと 35 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/
36. Password Recovery 36
37. Password Recovery 37 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
38. hashcat 38 • 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。
39. 使い方 39 $ 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
40. パスワードリスト 40 • 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
41. デモ 41
42. デモ結果 42 • 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
43. 43 リストから消せばよい?
44. 44 そのほか
45. 45 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
46. パスワードハッシュで出来なくなること 46 • 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
47. 47 まとめ
48. まとめ 48 • 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