令和3年度秋期 情報処理安全確保支援士(午後I試験 問2)解説
テーマ: 情報漏えい対策・設計文書管理・IRM・AES・RSA・アクセス制御・離任者管理・パスワード攻撃・多要素認証・マルウェア対策
関連記事(ほかの過去問解説を探す)
-
情報処理安全確保支援士 午後試験・過去問解説リンク集
年度・試験区分・大問ごとの解説記事を一覧から選べます。別年度や別問題を続けて学習する場合に利用してください。
この問題の全体像
本問は、システム開発プロジェクトで秘密として扱う設計文書を、プロジェクト共通パスワードによる暗号化から、IRM(Information Rights Management)による利用者・グループ単位の権限管理へ移行する事例です。
問われているのは、離任者のアクセス権を失効させる仕組み、AESとRSAを用いたコンテンツ鍵の保護、パスワード強度の計算、管理者へのなりすまし対策、IRMでは防ぎ切れないマルウェアによる情報窃取です。
問題冊子の訂正について
添付された問題冊子には正誤表があり、図2のIRM-Lに関する説明へ「しかし,暗号化されたコンテンツ鍵は入手できないと考えてよい。」という条件が追加されています。図2の計算は、この訂正後の条件を前提に読みます。
表記について
「問題文からの引用」は、問題冊子の本文、表又は図から、解答根拠となる箇所を引用形式で示しています。引用後の「着眼点・注目ポイント」で判断方法を整理し、その後に正解と解説を示します。
目次・設問ジャンプ
設問1 〔現行の設計秘密管理の問題〕について
1. 空欄 a について
問題文からの引用
「プロジェクト離任者が出た場合,Pパスワードが設定されている全てのファイルに対して [ a ] を行う必要があり,作業負荷が高い。」
「設計秘密には,プロジェクト単位のパスワード(以下,Pパスワードという)を使用する。」
着眼点・注目ポイント
離任者は、プロジェクト参加中に利用していたPパスワードを離任後も知っています。離任後に既存ファイルを開けないようにするには、離任者が知らない新しいPパスワードへ変更する必要があります。解答条件は15字以内です。
- 正解: Pパスワードの変更
- 解説: Pパスワードはプロジェクト単位で共通利用されているため、離任者だけを個別に無効化できません。離任者のアクセスを止めるには、同じPパスワードが設定された全ファイルについてパスワードを変更する必要があり、大きな作業負荷になります。
2. 空欄 b について
問題文からの引用
「プロジェクトメンバが,プロジェクト参加期間中にR社の規則に反して [ b ] した設計秘密は,当該メンバであれば離任後も参照できてしまう。」
「設計秘密は,R社のネットワーク内のファイルサーバだけに保管する。」
着眼点・注目ポイント
規則で許可された保存先はファイルサーバだけです。離任後にも本人が参照できるようになる違反行為を、10字以内で答えます。
- 正解: PCにコピー
- 解説: 参加期間中に設計秘密をPCへコピーすると、ファイルサーバやクラウドストレージ上のアクセス権を削除しても、PCに保存済みのコピーにはその設定が及びません。Pパスワードを知っていれば、離任後もそのコピーを開けてしまいます。
現行方式の問題点
| 問題 | 原因 | 離任時の影響 |
|---|---|---|
| 問題3 | プロジェクト共通のPパスワード | 全ファイルのPパスワード変更が必要 |
| 問題4 | 設計秘密をPCへコピー可能 | サーバ側の権限削除だけではコピーを無効化できない |
設問2 〔IRM-Lによる対策〕について
1. (1) 下線①の操作を行えるアカウントと具体的な操作について
問題文からの引用
「簡単な操作でプロジェクト離任者による設計秘密の参照を禁止できる。」
「グループ管理者アカウント:利用者アカウントをグループに所属させたり,グループから削除したりできる。」
「IRM管理者アカウント:全てのグループに対して,グループ管理者アカウントと同様の権限をもつ。」
着眼点・注目ポイント
IRM-Lではプロジェクトごとにグループを割り当てます。離任者をそのプロジェクトのグループから外せるアカウントを、解答群から全て選びます。
-
正解:
- ア(IRM管理者アカウント)
- イ(グループ管理者アカウント)
- 操作: プロジェクト離任者の利用者アカウントをグループから削除する。
アカウントごとの権限
| アカウント | グループメンバの変更 | 本設問の操作 |
|---|---|---|
| IRM管理者アカウント | ○(全グループ) | 実行可能 |
| グループ管理者アカウント | ○(担当グループ) | 実行可能 |
| 利用者アカウント | × | 実行不可 |
選択肢の解説
- ア(IRM管理者アカウント): 正解。 全グループに対して、グループ管理者と同様に利用者アカウントを削除できます。
- イ(グループ管理者アカウント): 正解。 担当グループから利用者アカウントを削除できます。
- ウ(利用者アカウント): 不適切です。ファイルを保護したり開いたりできますが、グループメンバを変更する権限はありません。
2. (2) 下線②でエラーになる処理について
問題文からの引用
図1の5.(ii):「暗号化後のファイルのハッシュ値が参照され,利用者アカウントがファイルに対する権限をもっている場合に,IRMサーバ秘密鍵でコンテンツ鍵が復号される。」
着眼点・注目ポイント
離任者の利用者アカウントをグループから削除すると、対象ファイルへの権限確認で失敗します。コンテンツ鍵の復号より前の権限判定箇所を答えます。
- 正解: (ii)
- 解説: IRMクライアントはファイルを開く際、利用者IDとファイルのハッシュ値をIRMサーバへ送ります。IRMサーバは(ii)で利用者が権限を持つか確認します。離任者をグループから削除すると、対象ファイルへの権限が認められず、処理(ii)で先へ進めなくなります。そのため、コンテンツ鍵はIRMクライアントへ送られません。
重要: ファイル自体を回収できなくても、開くたびにIRMサーバで権限を確認するため、離任後の参照を止められます。
3. (3) 図2の空欄 c・d について
問題文からの引用
「Pパスワードが文字種64種類で長さ10字とすると,Pパスワードの推測には最大で2の [ c ] 乗の計算量が必要になる。」
「IRM-Lによって保護されたファイルの解読はWソフトによって暗号化されたファイルの解読と比較して2の [ d ] 乗倍の計算量が必要になる。」
着眼点・注目ポイント
64は2^6です。10文字の組合せ数は64^10 = (2^6)^10 = 2^60になります。IRM-L側は訂正後の問題文に従い、RSA-2048の112ビット相当と比較します。
-
正解:
- c:60
- d:196
-
解説: Pパスワードの候補数は
64^10 = (2^6)^10 = 2^60です。Wソフトで暗号化したファイルは、AES-256の鍵を直接総当たりする2^256よりも、Pパスワードを推測して鍵を生成する2^60の方が少ない計算量で済むため、解読に必要な計算量は最大2^60と考えます。IRM-Lで保護されたファイルは、256ビットのコンテンツ鍵を総当たりするために最大2^256の計算量が必要です。したがって、計算量の比は2^256 ÷ 2^60 = 2^(256-60) = 2^196となり、dは196です。
正誤表との関係: 問題冊子の正誤表では、「暗号化されたコンテンツ鍵は入手できないと考えてよい」という条件が追加されています。このため、暗号化されたコンテンツ鍵を入手してRSA-2048を破る経路ではなく、暗号化されたファイルに対してコンテンツ鍵そのものを総当たりする
2^256の経路で比較します。
| 対象 | 攻撃者が狙う値 | 必要な計算量 |
|---|---|---|
| Wソフト | 文字種64種・長さ10字のPパスワード | 64^10 = 2^60 |
| IRM-L | 256ビットのコンテンツ鍵 | 2^256 |
| 両方式の比 | 2^256 / 2^60 |
2^196 |
4. (4) 空欄 e について
問題文からの引用
「推測が容易なパスワードを利用者が設定してしまうと,長さが10字であったとしても [ e ] 攻撃に対して脆弱となる。」
着眼点・注目ポイント
文字を全組合せで試す総当たりではなく、利用者が使いそうな単語や既知のパスワードを集めたリストを使う攻撃を答えます。
- 正解: 辞書
- 解説: 辞書攻撃は、一般的な単語、固有名詞、よく使われるパスワードなどを登録した辞書を使って認証を試みる攻撃です。10字であっても、辞書に含まれる単語や規則的な文字列なら、全文字種を総当たりするより少ない試行で推測される可能性があります。
5. (5) 空欄 f について
問題文からの引用
「利用者IDとパスワードによる認証だけでは… [ e ] 攻撃に対して脆弱となるので,[ f ] への変更が可能か検討することにした。」
表3:「グループ管理者及びIRM管理者へのなりすまし」に対する対策として「[ f ] への変更」
着眼点・注目ポイント
パスワードという一つの認証要素だけに依存せず、別の要素を追加する対策を答えます。解答条件は10字以内です。
- 正解: 多要素認証
- 解説: 多要素認証では、パスワードのような知識要素に、所持要素や生体要素など異なる種類の要素を組み合わせます。パスワードが推測・漏えいしても、それだけではログインできないため、利用者、グループ管理者、IRM管理者へのなりすましリスクを下げられます。
設問3 〔IRM-Lでも残る情報漏えいリスク〕について
1. 下線③のマルウェア動作について
問題文からの引用
「ここまで検討した対策を全て採用した場合でも,③PCがマルウェアに感染してしまうと,設計秘密の内容を不正に取得されてしまう場合があることが分かった。」
図1の5.(v):「IRMクライアントでは,コンテンツ鍵で対象ファイルが復号される。」
着眼点・注目ポイント
IRM-Lでファイルが暗号化されていても、正規利用者が開くと画面上には平文が表示されます。マルウェアがその表示内容を取得する動作を具体的に答えます。解答条件は45字以内です。
- 正解: 利用者がファイルを開いたとき,画面をキャプチャし,攻撃者に送信する動作
- 解説: IRM-Lは保存中のファイルを暗号化し、権限のある利用者だけに復号を許可します。しかし、正規利用者がファイルを開けば、内容は画面へ表示されます。PC上のマルウェアが表示画面をキャプチャして外部へ送信すれば、IRM-Lが正規利用者へ復号した後の内容を窃取できます。
対策の限界: IRMはファイル単位のアクセス制御に有効ですが、許可された利用者の端末が侵害された後の画面取得までは防げません。そのため、問題文どおりマルウェア対策の強化も必要です。
IRM-Lの処理全体
ファイルを保護するとき
- ファイルごとに256ビットのAESコンテンツ鍵を生成する。
- コンテンツ鍵でファイルを暗号化する。
- コンテンツ鍵をIRMサーバ公開鍵で暗号化する。
- 暗号化コンテンツ鍵、暗号化後ファイルのハッシュ値、権限情報をIRMサーバへ保存する。
- PC内のコンテンツ鍵と元ファイルを完全に削除する。
保護されたファイルを開くとき
- IRMクライアントから利用者ID、ファイルのハッシュ値、IRMクライアント公開鍵を送る。
- IRMサーバがファイルへの権限を確認する。
- 権限があれば、IRMサーバ秘密鍵でコンテンツ鍵を復号する。
- コンテンツ鍵をIRMクライアント公開鍵で暗号化して返す。
- IRMクライアント秘密鍵でコンテンツ鍵を復号する。
- コンテンツ鍵で対象ファイルを復号する。
離任者を参照不可にする流れ
利用者アカウントをプロジェクトのグループから削除 → ファイルを開く際の権限確認(ii)で失敗 → コンテンツ鍵が配付されない → ファイルを復号できない
対策と残存リスクの整理
| 課題 | IRM-L又は追加対策 | 効果 | 残る注意点 |
|---|---|---|---|
| 離任者のアクセス | グループから利用者アカウントを削除 | 次回の権限確認で参照不可 | 復号済み画面の窃取は別対策が必要 |
| 共通パスワードの変更負荷 | 利用者・グループ単位の認可 | 全ファイルのパスワード変更が不要 | アカウント管理を適切に行う必要がある |
| パスワード推測 | 多要素認証、試行制限、ロック | なりすましリスクを低減 | 認証端末の侵害には別対策が必要 |
| PCのマルウェア感染 | マルウェア対策の強化 | 画面取得や外部送信のリスクを低減 | IRM-L単独では防げない |
学習上の重要ポイント
1. 共通パスワードと個人単位の認可を区別する
Pパスワードはプロジェクト内で共有されるため、特定の離任者だけを無効化できません。IRM-Lでは利用者アカウントとグループ所属で権限を管理するので、個人単位で失効できます。
2. 暗号の強度は鍵長だけで決まらない
AES-256を使っていても、鍵の生成元となるPパスワードが推測容易なら、攻撃者はパスワードを狙います。暗号鍵の強度とパスワードのエントロピーを分けて考えます。
3. 管理者アカウントは特に強く保護する
IRM管理者やグループ管理者を乗っ取られると、グループや利用者の権限を変更されます。ログイン試行制限、アカウントロック、多要素認証、ログ監視を組み合わせます。
4. IRMは端末侵害を解決しない
IRMは保管・配付・閲覧権限の管理には有効ですが、正規利用中の画面キャプチャやマルウェアによる窃取を完全には防げません。端末側のマルウェア対策が必要です。
記述式設問の解答作成ポイント
- 設問1 a: 離任者のアカウント削除ではなく、現行のPパスワード方式で全ファイルに必要な操作を答えます。
- 設問2 (1): 正解記号だけでなく、「離任者の利用者アカウントをグループから削除する」と具体的に書きます。
- 設問2 (2): コンテンツ鍵が渡らない結果ではなく、権限判定を行う処理(ii)を答えます。
-
設問2 (3):
64 = 2^6からcを求め、2^256 / 2^60からdを求めます。 - 設問3: 「画面キャプチャ」だけで終わらず、利用者が開いたときに取得し、攻撃者へ送信するところまで書きます。
解答一覧
- 設問1: a Pパスワードの変更、b PCにコピー
- 設問2 (1): ア、イ。プロジェクト離任者の利用者アカウントをグループから削除する。
- 設問2 (2): (ii)
- 設問2 (3): c 60、d 196
- 設問2 (4): e 辞書
- 設問2 (5): f 多要素認証
- 設問3: 利用者がファイルを開いたとき、画面をキャプチャし、攻撃者に送信する動作
参照資料
- IPA「令和3年度秋期 情報処理安全確保支援士試験 午後I試験 問2」(問題文・正誤表)
- IPA「令和3年度秋期 情報処理安全確保支援士試験 解答例」(問2の解答例・出題趣旨)