The proposal and implementation of Single Sign On System on secure network by PKI mutual recognition using USB token

Various services, such as WWW, FTP, remote login, are provided in the Internet or the Intranet. The management of the authentication information such as ID/Password is difficult, because each service requires different authentication information. Single-Sign-On (SSO) system, which enables a user to authenticate once and gain multiple access ticket, is used to resolve this problem. But SSO system that proposed so far used ID/Password for first authentication. So, once ID/Password has been cracked, anyone can use all services. Furthermore, the authentication server, which has authentication information, may be attacked by the cracker. In this paper, we will propose secure SSO System which utilizes ‘PKI mutual authentication using USB token’ and ‘Authentication VLAN ’. In addition, the system implementation and evaluation of the proposed method will be studied. Keyword Single-Sign-On, USB token, Authentication VLAN, Public Key Infrastructure (PKI) 1. はじめに インターネットの急速な普及を背景に,WWW を利 用した電子商取引や,FTP によるファイル転送,遠隔 ログインなど,様々なサービスがネットワークを通じ て利用されている.このようなサービスを利用する中 で,情報の安全性を高めることが様々な分野で重要な 課題となっている.しかし,異なるサービスでは,そ れぞれが個別に利用者権限のアクセス制御をしている ことが一般的であるため,多様なサービスを利用する にはユーザ側で ID/パスワードなどの多数の認証情報 を管理する必要があり,ユーザ側の負担が増大し,管 理がずさんになるという問題が発生する.また,企業 内 LAN の場合には,単純な ID/パスワードでは,所属 や役職などに応じた細かなアクセス制御が困難である という問題も考えられる.これらは,悪意ある第三者 の視点から見れば,格好の攻撃の的となる. こうした状況を改善し,情報セキュリティのより高 度な管理体制を確立する技術にシングルサインオン (以下,SSO)と呼ばれる技術が注目されている.SSO とは,最初にアクセスするシステムで一度認証すれば, そのあと別のシステムのアクセスの際は認証が不要に なる仕組みのことをいう.SSO を利用すれば,サービ スの利用毎に認証を受ける手間を省くことができるの で,ユーザ側の ID/パスワード管理の負担を軽減する ことができる.また複雑なシステムにおいても統一的 に認証情報を管理できるため,管理者側の負担が軽減 されることになり,ユーザ視点,管理者視点の面でも 利便性の向上につながる. しかし,従来提案されている SSO の方式では,最初 の認証自体が ID/パスワードによる SSO を実現してい る場合が多く,初期認証用 ID・パスワードがクラッキ ングされると,すべてのサービスが利用可能になる危 険性が高い.また,認証情報を一元管理するサーバか ら悪意ある第三者によってアクセス権情報が盗難され る危険性も存在する. そこで,本稿では企業や大学などの組織内ネットワ ーク環境において従来方式よりもセキュアな SSO シ ステムの構築を課題とし,「公開鍵基盤(PKI:Public Key Infrastructure)による相互認証」と「認証 VLAN」 を利用した SSO システムを提案する.提案方式では, クライアント証明書をセキュリティデバイスのひとつ である USB トークンに格納する.ユーザは USB トー クンを用いて認証サーバとの間で VLAN 帰属への認証 を行う.この認証のみの手続きで VLAN 接続と内部ネ ットワークの各種サービスサーバへのサインオンを実 現する手法である. 以降本稿では,2章で認証情報管理と SSO について 述べる。3章で提案方式のネットワーク構成、4章で SSO システムの動作について述べ、5章で実装したプ ロトタイプについて述べる。6章でまとめと今後の課 題について述べる. 2. 認証情報管理の問題と SSO 2.1. ID/パスワードの管理 システム利用時に本人であるかどうかを確認する 認証方法として一般的に ID/パスワードが利用される. しかし,ID/パスワードによる認証は,パスワードを知 っているのは本人のみ,という前提に立っており,ID/ パスワードが悪意のある第三者に盗まれれば,容易に 不正アクセスされる危険性がある.情報処理推進機構 (IPA:Information-technology Promotion Agency) [1]によ ると,ID/パスワードの不備による不正アクセスの被害 が生じたケースは, 2004 年は不正アクセス全体の約 13%だったのに対し,2006 年では,約 34%に増加して いるという報告がなされている.また,実際にパスワ ードが破られ,なりすましが行われた結果,オンライ ンサービスやオークションのアカウントを他人に勝手 に利用される,メールの内容を盗み見られる,端末を 乗っ取られる,といった被害状況も報告されている. パスワードが破られる原因としては,「推測が安易 な内容だった」「パスワードを他人に教えてしまった」 など利用者側の管理方法に問題があるケースがあげら れる.そのほかにも,通信のパケットをパケットキャ プチャツールを使用して盗みだす方法や,文字の組み 合わせを総当りで試行する「総当り攻撃」,辞書にある 単語を片端から試行する「辞書攻撃」など,自動的に パスワードを調査するパスワードクラッキングツール によりパスワードを破る手法などがある ID/パスワード管理の負担を低減させる方法として, 全てのサービスの ID/パスワードをひとつに選定する 方法が考えられる.しかし,この場合その唯一の認証 情報が漏洩した場合,全てのサービスが第三者によっ て利用されることに加え,ユーザは全てのサービスの ID/パスワードを変更することを余儀なくされる. この ID/パスワードの管理の対策技術として SSO が あげられる. 2.2. シングルサインオン SSO は,「一度の認証で認証が必要な複数のサービ スを利用可能とする」技術である.イントラネット内 においてパスワード入力の手間を省くという点で,ユ ーザの利便性向上するという点が注目されてきたが, SSO を導入することで,「ユーザがどの権限で,どの サービスにアクセスできるか」を厳密に一元管理する ことが可能になるため,セキュリティ強化の点でも注 目されている技術である. SSO の方式としては,「クライアントサイド」と「サ ーバサイド」の実現手法 [2]が考えられる.クライアン トサイドの SSO では,端末ウェアを導入し,そのソフ トが複数のサービスに対するログイン処理を行う方式 である.しかし,この場合,ユーザの管理は端末ごと に行われるため,ソフトウェアを導入していない端末 では利用できない.そのため,すべての端末を管理す るコストが高く,利便性が低いという点で課題が残る. また,端末に秘密裏にキーロガーやパケット収集ツー ルなどが導入されていた場合,ログイン情報が第三者 に漏洩する危険性を避けることはできない. 一方,サーバサイドの SSO では,サーバ側でユーザ の認証を複数のサーバで維持する方式である.複数の サービスに対するログイン処理はサーバが代行するた め,アクセス制御も一元的に管理することができる. また,端末にはログイン情報が漏れることはなく,利 便性,安全性の面でクライアントサイドの SSO と比較 して優れているといえる.図1に,サーバサイド SSO の一例を示す.図 1 の方式はリバースプロキシ型と呼 ばれる方式であり,ユーザとサーバの間に通信を仲介 する認証サーバ(プロキシサーバ)を設置し,データ ベース (もしくは,ディレクトリ )上に保管された各種 サービスの認証情報の入力をこの認証サーバが代行す