デジタル署名付きメールの効果と限界を整理する
ITパスポート試験 令和5年度 問84 ／ セキュリティ › 情報セキュリティ対策・実装技術
過去問にチャレンジ
メッセージダイジェストを利用した送信者のデジタル署名が付与された電子メールに関する記述のうち，適切なものはどれか。
- ア
デジタル署名を受信者が検証することによって，不正なメールサーバから送信された電子メールであるかどうかを判別できる。
- イ
デジタル署名を送信側メールサーバのサーバ証明書で受信者が検証することによって，送信者のなりすましを検知できる。
- ウ
デジタル署名を付与すると，同時に電子メール本文の暗号化も行われるので，電子メールの内容の漏えいを防ぐことができる。
- エ
電子メール本文の改ざんの防止はできないが，デジタル署名をすることによって，受信者は改ざんが行われたことを検知することはできる。
会話形式の解説
講師今回は、デジタル署名を付けたメールで何が「できる」のか、何が「できない」のかを見分ける問題です。署名の仕組みを押さえると、選択肢を絞り込みやすくなります。
受験者署名を付けると、メールが安全になるという印象しかありません。どこまで守られるのかは、正直あいまいです。
講師まず仕組みを確認しましょう。送信者は、本文からハッシュ関数でメッセージダイジェスト（本文を要約した短い値）を作ります。それを自分の秘密鍵で処理したものが署名です。受信者は送信者の公開鍵で署名を検証し、受け取った本文から自分で求めたダイジェストと照らし合わせます。
受験者送信者の公開鍵で検証できれば、本人が署名したと分かるのですね。ダイジェストが一致すれば、本文も書き換えられていないということでしょうか。
講師そのとおりです。署名の効果は「送信者の本人確認」と「改ざんの検知」の2つです。この2つから外れている選択肢を消していきます。まず、不正なメールサーバから送られたかどうかを判別できるという選択肢はどうでしょう。
受験者署名で分かるのは送信者と本文のことなので、どのサーバを経由したかまでは分からない気がします。
講師はい、それで正しいです。経由したサーバが不正かどうかは、署名を検証しても分かりません。では、送信側メールサーバのサーバ証明書で署名を検証するという選択肢はどうですか。
受験者なりすましを検知できる、という結論は合っているように見えるので迷います。
講師結論ではなく手段に注目してください。送信者の署名は、送信者本人の公開鍵で検証します。サーバ証明書はサーバの正当性を確かめるためのもので、個人の署名の検証には使いません。
受験者検証に使う鍵がずれているのですね。署名を付けると本文も暗号化されるという選択肢も、署名と暗号化を同じものとして扱っているように見えます。
講師よく気づきました。署名と暗号化は別の処理なので、署名を付けただけでは本文は読める状態のまま送られます。内容の漏えいを防ぐ、つまり機密性を確保するには、署名とは別に暗号化が必要です。
受験者すると、改ざんの防止はできないが検知はできる、という選択肢が正解ですね。書き換えられるとダイジェストが一致しなくなるので気づけますが、書き換えそのものは止められない、ということでしょうか。
講師そのとおりです。よくある引っかけは、「防止」と「検知」の言い換えと、署名と暗号化の混同です。目的が機密性なら暗号化、本人確認や改ざん検知ならデジタル署名、と分けて覚えると判断しやすくなります。
受験者略語の多い分野なので、目的ごとに分けて覚えるようにします。
講師補足すると、S/MIMEやPGPのように署名と暗号化の両方を扱える仕組みもありますが、その場合でも2つは別々の処理です。また、送信者の公開鍵が本物であることは公開鍵証明書で保証されます。これはPKI、つまり公開鍵基盤の役割で、サーバ証明書とは役割が違う点も押さえておきましょう。
まとめ
メッセージダイジェストを使ったデジタル署名では、送信者が本文のダイジェストを自分の秘密鍵で処理して署名を作り、受信者は送信者の公開鍵で検証します。署名の主な効果は、送信者の本人確認と改ざんの検知の2つです。改ざんは「検知」できても「防止」はできず、署名を付けても本文は暗号化されないため、漏えいを防ぐには別に暗号化が必要です。また、署名の検証に使うのは送信者の公開鍵で、サーバ証明書ではありません。そのため、「改ざんの防止はできないが検知はできる」とする記述が適切です。
解答・解説
正解はエです
この問題のテーマ
デジタル署名を付けた電子メールについて、署名でできることと、できないことを見分ける問題です。適切な記述を1つ選びます。
解き方の考え方
最初に、署名の仕組みを確認します。送信者は本文からメッセージダイジェスト（本文を要約した短い値）を作り、自分の秘密鍵で処理して署名にします。次に、受信者が送信者の公開鍵で署名を検証し、受け取った本文から求めたダイジェストと照合します。この流れでわかる効果は「送信者の本人確認」と「改ざんの検知」の2つです。そこで、この2つから外れる内容の選択肢を消していきます。
選択肢ごとの解説
- ×ア デジタル署名を受信者が検証することによって，不正なメールサーバから送信された電子メールであるかどうかを判別できる。アは、署名の検証で不正なメールサーバから送られたかを判別できるという内容ですが、誤りです。署名の検証でわかるのは、署名した送信者が正当かどうかと、本文が改ざんされていないかどうかです。メールが経由したサーバが不正かどうかは、検証ではわかりません。したがって、アは不適切です。
- ×イ デジタル署名を送信側メールサーバのサーバ証明書で受信者が検証することによって，送信者のなりすましを検知できる。イは、送信側メールサーバのサーバ証明書で署名を検証するという内容ですが、誤りです。送信者の署名は、送信者本人の公開鍵で検証します。サーバ証明書は、サーバの正当性を確かめるためのものです。個人の署名の検証には使いません。したがって、イは不適切です。
- ×ウ デジタル署名を付与すると，同時に電子メール本文の暗号化も行われるので，電子メールの内容の漏えいを防ぐことができる。ウは、署名を付けると本文も暗号化されるという内容ですが、誤りです。デジタル署名と本文の暗号化は別の処理です。署名を付けただけでは、本文は読める状態のまま送られます。内容の漏えいを防ぐ（機密性を確保する）には、署名とは別に暗号化が必要です。したがって、ウは不適切です。
- ○エ 電子メール本文の改ざんの防止はできないが，デジタル署名をすることによって，受信者は改ざんが行われたことを検知することはできる。エは、改ざんの防止はできないが検知はできるという内容で、適切です。途中で本文が書き換えられると、受信者が本文から求めたダイジェストと、署名の検証結果が一致しなくなります。そのため、受信者は改ざんに気づけます。一方、署名には書き換えそのものを止める働きはありません。したがって、エが正解です。
補足
「防止」と「検知」は意味が違い、署名と暗号化も別の処理です。目的が機密性なら暗号化、本人確認や改ざん検知ならデジタル署名、と分けて覚えると判断しやすくなります。S/MIMEやPGPのように署名と暗号化の両方を扱える仕組みでも、2つは別々の処理として行われます。
POINT
- デジタル署名では、送信者が本文のメッセージダイジェストを自分の秘密鍵で処理して署名を作り、受信者は送信者の公開鍵で検証します。
- 署名の主な効果は、送信者の本人確認（なりすましの検知）と改ざんの検知の2つです。
- 署名で改ざんを「検知」することはできますが、改ざんを「防止」することはできません。
- 署名と暗号化は別の処理なので、内容の漏えいを防ぐには別に暗号化が必要です。
- 送信者の公開鍵が本物であることは公開鍵証明書（PKI）で保証され、サーバ証明書とは役割が違います。