ctf-training-lab/readme/暗号/ハッシュ値について.md

ハッシュ値とは？

一方向性

元のデータからハッシュ値を簡単に計算できますが、 ハッシュ値から元のデータを再構築するのは非常に難しい（ほぼ不可能）です。

固定長出力

どんなサイズの入力データでも、ハッシュ関数は固定長の出力を生成します。 たとえば、SHA-1は160ビットのハッシュ値を生成します。

衝突耐性

異なる入力データが同じハッシュ値になる（衝突する）確率をできるだけ低くするように設計されています。

ハッシュ値の基礎知識

• ソルト: ハッシュ化する前にパスワードに付け足す「ランダムな値」
  • SHA-1でもSHA-256でも存在する
• レインボーテーブル: 事前に計算されたハッシュ値と対応するプレーンテキストのテーブルです。
  • 「よく使われるパスワード」と「そのハッシュ値」をあらかじめ大量に計算して保存した表
  • SHA-1でもSHA-256でも存在する

セキュリティについて

SHA-1は非推奨

SHA-1は現在脆弱性が指摘されているため、推奨されていません。 SHA-256や他のより安全なハッシュ関数を使うことが推奨されています。

ハッシュ値の確認

• SHA-1 Centerというサイトにより確認できる
• https://sha1.gromweb.com/?hash=e4c6bced9edff99746401bd077afa92860f83de3

パスワード処理では

現在ではSHA256+ソルトでも、パスワード保存では、GPUの搭載したPCでは１秒間で何億個も試せます。 メリットである「速く大量に計算する」ことがパスワード保存では致命的な欠陥になります パスワード保存にはbcrypt / Argon2といったパスワードハッシュのアルゴリズムを利用しましょう。

ハッシュ関係の代表的な攻撃一覧

攻撃名	概要	主な影響
総当たり攻撃（Brute Force）	全パターン試行	弱いPWは即破られる
辞書攻撃	よくあるPWを試す	人間由来PWに有効
レインボーテーブル	事前計算表で逆引き	ソルトなしで致命的
衝突攻撃	異なる入力で同一ハッシュ	署名・証明書破壊
長さ拡張攻撃	ハッシュ構造の欠陥利用	MACの偽造
ハッシュ再利用	同一PW判定	ユーザー特定
高速ハッシュ悪用	GPU大量試行	SHA系PW保存破壊
パラメータ弱体化	cost等が低すぎ	bcrypt/Argon2でも危険

CVEの対応表

総当たり・辞書攻撃系

攻撃	対象	CVE / 事例
総当たり	SHA-1 / MD5	CVE-2012-2122（弱ハッシュ比較）
辞書攻撃	unsalted hash	LinkedIn 2012 パスワード流出
GPU総当たり	SHA-256	Adobe 2013（高速ハッシュ使用）

• CVEより「設計ミス」扱いが多い
• ハッシュ自体ではなく「使い方の問題」

レインボーテーブル攻撃

攻撃	条件	CVE / 事例
レインボーテーブル	ソルトなし	CVE-2016-6316（Drupal）
同一ソルト	固定ソルト	複数CMS事例あり

hash = SHA256(password + "fixed_salt")
→ 全ユーザーで同じ → 無意味

衝突攻撃(非常に重要)

アルゴリズム	CVE / 事例	内容
MD5	CVE-2008-0166	証明書偽造
SHA-1	SHAttered (2017)	実衝突生成
SHA-1	CVE-2017-15361	Git影響

• 電子署名
• 証明書
• ソフト配布の信頼性

長さ拡張攻撃

対象	CVE / 事例
MD5	CVE-2011-3389（BEAST派生）
SHA-1	Web API署名偽造
SHA-256	独自MAC実装

脆弱な設計

MAC = SHA256(secret + message)

正しい設計

MAC = HMAC-SHA256(secret, message)

crypt / Argon2 関係の攻撃・CVE

bcrypt

CVE	内容
CVE-2011-2483	bcrypt実装バグ
CVE-2019-9193	cost低設定問題

※アルゴリズム破壊ではなく 実装 or 設定ミス

Argon2

CVE	内容
CVE-2020-28928	Argon2ライブラリDoS
CVE-2023-29491	メモリ設定不備

ハッシュ比較のミス（地味だが致命的）

攻撃	CVE
タイミング攻撃	CVE-2009-4487
strcmp比較	PHP系で多数

悪い例

if ($hash1 == $hash2)

正しい実装

hash_equals($hash1, $hash2)

理由: 比較処理の「実行時間」が情報になる

1文字目一致？ → 次へ
2文字目一致？ → 次へ
違った時点で終了
...

上記を狙ってレスポンス時間を測定して正解文字を探していく


#### 実務でよくあるパターン

| ミス            | 結果         |
| --------------- | ------------ |
| SHA-256でPW保存 | GPU総当たり  |
| ソルト固定      | 全滅         |
| cost低すぎ      | 実質無防備   |
| 独自ハッシュ    | 高確率で破綻 |
| MAC自作         | 署名偽造     |

costとは: ハッシュ計算を「どれだけ重く・遅くするか」を決めるパラメータです。

```sh
cost = 10 → 約 2^10 = 1,024 回
cost = 12 → 約 2^12 = 4,096 回
cost = 14 → 約 2^14 = 16,384 回