パスワードのハッシュ化とは?暗号化との違い・復元できない理由・ソルトの役割をやさしく解説

結論: パスワードのハッシュ化とは、パスワードを、元に戻せない文字列に変えて保管する方法です。サービスの側は、パスワードそのものを持たず、ログインの時に、入力されたパスワードを同じ方法で変換して、保存した値と一致するかを確かめます。「復元できない」仕組みですが、弱いパスワードは、推測されることがあります。そこで、ソルトや、計算に時間のかかる方式で、推測をさらに難しくします。

ハッシュ化とは

ハッシュ化とは、データをハッシュ関数という計算にかけて、**決まった長さの文字列(ハッシュ値)**に変えることです。次のような性質があります。

たとえば、パスワード「sakura123」を、ハッシュ関数にかけると、意味のない長い文字列が出てきます。この文字列を見ても、元のパスワードは分かりません。

ログインの時に、何が起きているか

サービスは、パスワードそのものではなく、ハッシュ値を保管しています。

1. 登録の時:パスワードをハッシュ化し、ハッシュ値だけをデータベースに保存する
2. ログインの時:入力されたパスワードを、同じ方法でハッシュ化する
3. 照合:保存したハッシュ値と、一致すれば、ログイン成功

この仕組みなら、万一、データベースが外部に出ても、パスワードが、そのまま見えるわけではありません。

暗号化との違い

ハッシュ化と暗号化は、混同されやすい言葉です。

パスワードの保管は、「あとで元の文字列を読む」必要がないため、元に戻せないハッシュ化が向いています。暗号化は、鍵が盗まれると、すべてが読まれてしまうためです。

「復元できない」のに、なぜ危険な場合があるのか

ハッシュ値から、計算で元に戻すことは、できません。しかし、攻撃者は、別の方法で、パスワードを当てにいきます。

• 総当たり攻撃:考えられるすべての文字列を、片っ端からハッシュ化して、一致するものを探す
• 辞書攻撃:よく使われるパスワードのリストを、ハッシュ化して、一致するものを探す
• 対応表を使った攻撃:あらかじめ計算しておいた、パスワードとハッシュ値の対応表(レインボーテーブルなど)で、探す

そのため、「ハッシュ化されていたから、絶対に安全」とは言えません。短い・単純なパスワードほど、見つけられやすくなります。流出した時の考え方は、ハッシュ化されたパスワードが流出したら?で解説しています。

推測を難しくする仕組み:ソルトとストレッチング

ソルト(salt)

ソルトは、パスワードに足す、ランダムな文字列です。ユーザーごとに別の値を使います。

• 同じパスワードでも、ソルトが違えば、ハッシュ値が変わる
• 「同じパスワードを使っている人」を、ハッシュ値の一致で見つけられなくなる
• あらかじめ作った、対応表を使った攻撃を、難しくする

ソルトは、ハッシュ値と一緒に、保管されるのが一般的です。秘密にするためのものではなく、使い回しを防ぐためのものです。

ストレッチング(計算を、わざと重くする)

ハッシュ化を、何度も繰り返すことで、1回の計算にかかる時間を、わざと長くします。正規のログインでは、1回の計算で済むため、ほとんど影響がありません。一方、数億回の総当たりをする攻撃者には、大きな負担になります。

パスワード向けの方式

ハッシュ関数には、いろいろな種類があります。計算が速いもの(MD5、SHA-1、SHA-256など)を、そのまま使うのは、パスワードの保管には向きません。 速いということは、総当たりも速くできる、ということだからです。

パスワードの保管には、ソルトを自動で扱い、計算の重さを調整できる方式が使われます。現在は、次のようなものが、よく挙げられます。

どの方式を使うかは、サービスの設計や、基準によって異なります。選定の際は、公式の推奨や、セキュリティの基準を確認します。

開発者向け:短いコードの例

Pythonのbcryptライブラリを使うと、ソルトの生成と、ハッシュ化を、まとめて行えます。

import bcrypt

password = "sakura123".encode("utf-8")

# 登録時:ソルトを自動で生成して、ハッシュ化する
hashed = bcrypt.hashpw(password, bcrypt.gensalt())

# ログイン時:入力されたパスワードと、保存したハッシュ値を照合する
print(bcrypt.checkpw(password, hashed))  # True

このコードは、仕組みを説明するための例です。実際のサービスでは、設計・運用の基準に沿って、実装してください。

利用者ができる備え

サービスが、安全にパスワードを保管しているかは、外からは分かりません。そこで、自分の側でできることが大切です。

1. 長く、推測されにくいパスワードにする:12文字以上を目安に
2. 使い回さない:1つのサービスから漏れても、ほかに広がらないようにする
3. パスワード管理ソフトを使う:長い、別々のパスワードを、覚えずに済む
4. 2段階認証やパスキーを使う:パスワードだけで、ログインできない状態にする(2段階認証とパスキー)
5. 「今のパスワードをメールで送ります」と言うサービスに、注意する:元に戻せる形で保管されている可能性があります

パスワードの管理の考え方は、パスワードを安全に管理する方法、使い回しが狙われる攻撃は、クレデンシャルスタッフィングとは?で解説しています。

まとめ

• ハッシュ化は、元に戻せない変換。パスワードは、ハッシュ値で保管される
• 暗号化と違い、鍵があっても、元に戻せない
• 「復元できない」でも、弱いパスワードは、総当たりや辞書攻撃で推測される
• ソルトや、計算の重い方式(Argon2・bcryptなど)で、推測を難しくする
• 利用者の備えは、長い・使い回さないパスワード、管理ソフト、2段階認証・パスキー

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