Psychic Signatures：知っておくべきこと
2022年4月19日、ニール・マッデン（Neil Madden）氏は、Oracle Java 15から18、およびOpenJDK 15、17、18における脆弱性を公開しました。この脆弱性はECDSA署名の暗号実装に存在し、攻撃者が署名チェックを完全に回避することを可能にします。
ECDSA署名という専門的な性質上、この脆弱性に関する見出しを目にしても読み飛ばしてしまうかもしれません。しかし、ECDSA署名は、認証といった重要なタスクにおいて、インターネット上のシステムを保護する上で極めて重要な役割を果たしています。
詳細に入る前に、ハッカーがどのようにサイキック・シグネチャを悪用するのかを実践的に体験したい方は、ぜひ当社の無料ラボ「Missions」で実際に試してみてください。
ECDSAの何がそんなに重要なのか？
ECDSAという言葉を初めて耳にする方もいるかもしれません。これは「楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）」の略称で、楕円曲線の数学的特性を利用した暗号技術の一種です。現在、業界で最も強力な暗号セキュリティの一つとされています。
そのため、以下のような多くの重要な機能で使用されています。
- SSL証明書の署名
- 暗号化通信時のハンドシェイク
- SAML
- JWT署名
- OpenID Connect署名
つまり、ECDSAはシステムを保護するための最も機密性の高い機能の多くにおいて、鍵となる要素です。署名チェックを回避できるということは、非常に壊滅的な事態を招く可能性があります。
この脆弱性はどのように悪用されるのか？
残念ながら、ECDSAの数学的仕組みは少々複雑です。しかし、知っておくべき重要な点は、ECDSA署名にはrとsという2つの情報が含まれているということです。
これらの数値は、署名の妥当性を計算するために使用されます。値rは、式の右辺にあるrとsの両方を使用した計算の「結果」（左辺）となります。0を掛けることは避けるべきであるため、ECDSAの仕様では、rまたはsの値が0になった場合は破棄すべきであると明記されています。
しかし、JavaのECDSA実装ではこの点を考慮し忘れていました。そのため、rとsの両方が0である署名を受け入れてしまい、常に真（true）と判定されてしまいます。JWTの例を使って、これがどれほど簡単かを示しましょう。https://token.dev/ を使用して、アプリケーションによって生成されるものと同様の、アルゴリズムES256のトークンを生成します。https://token.dev/を使用して、アプリケーションが生成するものと同様の、アルゴリズムES256のトークンを生成します：
JWTは以下の3つの部分に分かれていることを思い出してください。
- ヘッダー（青色）
- ペイロード（緑色）
- 署名（赤色）
では、署名チェックを回避したい場合、どのようにすればよいでしょうか？署名はrとsの値を指定しており、DER形式でエンコードされています。
JWTを変更して、この新しい署名を使用するようにしましょう。JWTでは等号（=）は含まれないことに注意してください。
これで、署名の r と s が0に設定されました。Javaの脆弱なバージョンでは、指定した任意のペイロードに対して署名検証が成功するようになります。
影響を受ける対象と緩和策
この脆弱性は、Oracle JavaとOpenJDKの両方に影響します。対象は以下の通りです。
Oracle Java SE（およびサポート終了済みの古いバージョン）:
- 18
- 17.0.2
Oracle GraalVM Enterprise Edition:
- 22.0.0.2
- 21.3.1
OpenJDK:
- 18
- 17.0.2
- 15.0.6
- 13.0.10
- 11.0.14
- 8u322
- 7u331
OracleとOpenJDKの双方がアドバイザリを公開しており、直ちに適用可能なパッチが提供されています。
この脆弱性を防御するための実践的な演習
Secure Code Warriorでは、Psychic Signaturesのような最新の脆弱性であれ、長年存在する脆弱性であれ、開発者の皆様に最も関連性の高い情報と実践的な演習を提供することを目指しています。
リスクを真に回避するためには、開発者が防御メカニズムを理解し、最初からセキュアなコードを書けるようにすることが不可欠だと私たちは考えています。そのため、影響を受ける皆様やチームに向けて、この脆弱性（およびその他多くの脆弱性）に関するステップバイステップの解説を作成しています。
この解説では、手順に従ってJWTのPsychic Signatureを悪用し、稼働中のアプリケーションへの影響をリアルタイムで確認することができます。
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