Symmetric Encryption in Ruby

とはいえ低水準なインタフェースであり直接扱うことは推奨されていない

実績のあるライブラリなどの高水準インタフェースを使う

暗号化器 / Cypher

code:ruby

require 'openssl'

code:ruby

puts OpenSSL::Cipher.ciphers

170個以上でてくる

Algorithm

Key Length

鍵長のこと

AESではKey lengthに128ビット・192ビット・256ビットの3つが利用できる

数字が大きいほうがセキュアだがパフォーマンスで劣るというトレードオフがある

数字が大きいほうが変換のラウンド数が異なる

Mode

ブロック暗号とは

つかう

暗号化

暗号化オブジェクトの生成

code:ruby

cipher = OpenSSL::Cipher::AES256.new(:CBC)

# もしくは

cipher = OpenSSL::Cipher.new("AES-256-CBC")

暗号化に使うことを宣言

code:ruby

cipher.encrypt

暗号化のたびに毎回暗号鍵を替える作業を省くことができる

code:ruby

iv = cipher.random_iv

=> "\x91\x80O5G\xA9\xEEI\xBC\x9B\xB8\xB3\x19P*;"

iv = cipher.random_iv

=> "\xCA\xF0-\xECA\xF6c8\xE82\x98\xC8[f\xE8\x00" # 異なるビット列

文字列ならなんでもいいわけではない

code:ruby

cipher.key = "SecretPassword"

ArgumentError (key must be 32 bytes)

256bit、つまり32byteの長さでなければならない

code:ruby

("password" * 4).bytesize

=> 32

key = ("password" * 4)

cipher.key = key

=> "passwordpasswordpasswordpassword"

code:ruby

key = Digest::SHA256.digest 'password'

=> "^\x88H\x98\xDA(\x04qQ\xD0\xE5o\x8D\xC6)'s`=\rj\xAB\xBD\xD6*\x11\xEFr\x1D\x15B\xD8"

るりまに載っていた、鍵とivをまとめて生成する例

code:ruby

pass = "**secret password**" # パスワード

salt = OpenSSL::Random.random_bytes(8) # salt

=> "\v\x86\e{y\x97\xA2\xD2"

key_iv = OpenSSL::PKCS5.pbkdf2_hmac_sha1(pass, salt, 2000, cipher.key_len + cipher.iv_len)

=> "1\x81\x9F\xD8/\xBE9@k\xF3h\xC0\xD5yy/M\fw\xF4.\x01\x13\xDC\f\xE3n\xE3nu\x00\xC3b\x87j\xAD47\xD8}\x9C*:o\x82\xC9\xAF\x10"

=> "1\x81\x9F\xD8/\xBE9@k\xF3h\xC0\xD5yy/M\fw\xF4.\x01\x13\xDC\f\xE3n\xE3nu\x00\xC3"

=> "b\x87j\xAD47\xD8}\x9C*:o\x82\xC9\xAF\x10"

暗号化する

code:ruby

plain_text = 'This is a secret message'

cipher_text = cipher.update(plain_text) + cipher.final

=> "\\8X\xDD\xDB\x9Eyc\xDE\xEAe\xDD*\x16uL\xD5\xEEH\xC4'O\xCBS\x17>\ea!\xBF\xBCh"

復号

暗号化オブジェクトの生成

code:ruby

decipher = OpenSSL::Cipher::AES256.new(:CBC)

# もしくは

decipher = OpenSSL::Cipher.new("AES-256-CBC")

暗号化に使うことを宣言

code:ruby

decipher.decrypt

code:ruby

decipher.iv = iv

=> "\xCA\xF0-\xECA\xF6c8\xE82\x98\xC8[f\xE8\x00"

decipher.key = key

=> "passwordpasswordpasswordpassword"

plain_text = decipher.update(cipher_text) + decipher.final

=> "This is a secret message"

Symmetric-encryption gemの実装

code:ruby

SymmetricEncryption.encrypt "Sensitive data"

SymmetricEncryption.decrypt "JqLJOi6dNjWI9kX9lSL1XQ=="

ivはデフォルトでは同一の値を利用する

暗号化した値を検索に使う場合には結果が常に同じでないといけないため

検索用途でなければランダムにivを生成させることができる

セキュリティのためにはランダム化を推奨

暗号化するたびに異なる出力が得られる（結果が不定になる）

VARCHARやTEXT型には保存できないDBの都合など

文字列だけではなくメタ情報を含むヘッダがデフォルトでつく

ランダムに生成されたivもヘッダに保存されるので復号できる

RailsのAttributes APIを使い、特定のattributeをDBに保存する際に暗号化し、読み出すときに復号できる

code:ruby

class Person < ActiveRecord::Base

attribute :name, :encrypted

end

より強固になる

ただし検索はいっさいできなくなる

暗号化されたデータは基本的には鍵を知っているRailsアプリケーションからしか見られない

参考