認証と認可に関するソフトウェア開発のすべて

現代では、ソフトウェア開発がますます複雑になり、多くの情報セキュリティの脅威が存在しています。このトレンドに追いつくために、認証対認可メカニズムがこの問題を解決するために生まれ、ソフトウェアのセキュリティ向上に寄与しています。

1. 認証とは何ですか？一部の人気のある認証方法

認証は、アプリケーションのセキュリティレベルを向上させる情報認証の一形態です。出典: globalsign.com

1.1. コンセプト

認証は、ユーザー情報とパスワードを認証して、ユーザーの身元を検証し、特定のデータへのアクセス権があるかどうかを確認するプロセスです。

1.2. 分類

認証には2つのタイプがあります：HTTPベーシック認証と多要素認証です。

– HTTPベーシック認証

HTTPベーシック認証は、HTTPプロトコルを介してアプリケーションのセキュリティを向上させるための認証形式です。この形式では、ソフトウェアを使用する際にユーザーにログイン名とパスワードの提供を求めます。サーバーはブラウザ上でユーザー情報を収集してデータを保護します。

– 多要素認証（MFA）

多要素認証は、複数の認証ステップを必要とするセキュリティシステムで、これにはログインや他の形式のトランザクションが含まれます。

多要素認証は、パスワード、セキュリティトークン、生体認証などの要素を組み合わせることが一般的です。

多くの要素を組み合わせることで、アプリケーションに堅固なセキュリティレイヤーを作成し、ハッカーからの不正アクセスを防ぎます。

1.3. いくつかの人気のある認証方法

– パスワード

パスワードは最もシンプルで導入が簡単な認証方法です。ユーザーにはパスワードの入力が求められ、システムは情報を単方向の暗号化形式で保存し、ハッキングされてもパスワードを回復できないようにします。

– 公開電子鍵

公開鍵暗号は、公開鍵と秘密鍵を使用する暗号アルゴリズムを介した認証方法です。システムリソースにアクセスするには、デバイスに個人の鍵を持っている必要があり、ログイン情報を覚えていなくてもアプリケーションにログインできます。

– 生体認証

生体認証は、指紋、顔などの人間の生物学的要因を使用した認証方法です。この方法は通常、ユーザーが忘れた場合のIDとパスワードと組み合わせられます。

2. ユーザーログイン保存メカニズム

基本的なユーザーログイン保存メカニズムには3つあります：基本認証、セッションベースの認証、およびトークンベースの認証。

2.1. 基本認証

Basic Authentication

基本認証は、ウェブアプリケーションのための最も単純な認証メカニズムであり、多くのサーバーで簡単に自動的に統合されます。

利点：

シンプルで、ほとんどのブラウザやサーバーと互換性があります。
クッキー、セッション、トークンを使用した他のメソッドと簡単に組み合わせることができます。

欠点：

各リクエストごとにユーザー名とパスワードを転送する必要があるため、パスワードやログイン名に関する情報を簡単に明らかにすることができます。
ブラウザにログイン情報を自動的に保存する必要があり、ユーザーがログインできなくなる可能性があります。
インターフェースがユーザーフレンドリーでなく、ユーザーエクスペリエンスが非常に退屈になります。

2.2. セッションベースの認証

セッションベースの認証は、ユーザー情報を保存するためにクッキーを使用します。出典: dienmaycholon.vn

セッションベースの認証は、サーバーユーザーセッションに基づく身元確認メカニズムです。認証が成功した後、サーバーはユーザーのパスワードとユーザー名を保存します。

サーバーにとって、保存場所はデータベースとファイルです。クライアントにとって、保存場所はクッキーメモリとウェブサイトのURLです。

利点：

– 情報はプライベートに保たれます：

クライアントは送信プロセス中にセッションIDしか知らず、ユーザー情報は知りません。

– 小容量の情報伝送：

セッションIDはユーザー情報を運びませんが、約20〜50文字の特殊な文字列だけです。したがって、各リクエストが小容量で、伝送が容易です。

– クライアントに影響を与えません：

セッションベースの認証ユーザーストレージメカニズムを使用すると、サーバーサイドで情報を編集するだけで済みます。ブラウザはほとんど追加情報を処理せず、自動的に応答します。

欠点：

– 大量のメモリを使用：

各ユーザーリクエストごとに、クライアントは新しいセッションを作成し、メモリに保存します。セッションの数が増えると、アプリケーションのメモリが過負荷になります。

– データの計算が難しい：

セッションデータがサーバーに保存されているため、アプリケーションデータを計算するのが難しいです。

– ドメインに依存：

クッキーを介した検証の場合、クッキーはドメインに依存する場合があるため、ユーザーのログインはドメインに依存します。

– 攻撃のリスク：

セッションIDは通常、クッキーに保存され、クッキーはハッカーの攻撃に対して脆弱です。これによりアプリケーションが攻撃を受けやすくなります。

2.3. トークンベースの認証

トークンベースの認証は、多くのクライアントに適したユーザー情報を保存するメカニズムです。出典: hackernoon.com

トークンベースの認証は、サーバーによって生成され、クライアントのコンピュータに保存されるユーザー情報を含む文字列を作成することに基づく身元確認メカニズムです。

利点：

– 状態を持たない（Stateless）:

トークンは自己保存されているため、サーバーは情報を保存する必要がありません。これにより、トークンの起源を知らなくても水平アプリケーションの計算（水平スケーラビリティ）が可能になります。

– 様々なクライアントに適しています：

トークンはウェブブラウザ、モバイルアプリケーション、IoTデバイスなど、さまざまなクライアントを横断して簡単に保存および転送できます。

– ドメインに制限されません：

トークンの使用は第三者がより簡単に運用でき、クッキーを使用するメカニズムのようにドメインに依存しません。

欠点：

– ログアウトの管理が難しい：

サーバーはユーザーのトークンやセッションに関する情報を保存しないため、ログアウトを制御するのが難しくなります。

– 情報が簡単に露呈します：

ユーザーのログインセッションに関する情報はトークンにあり、クライアント側に保存されているため、送信プロセス中に情報が漏洩する危険があります。

3. 認可とは何か？いくつかの認可方法

What is Authorization?

3.1. コンセプト

認可は、ユーザーに対するアプリケーション内のデータへのアクセス権を決定するプロセスです。認可プロセスは、識別プロセスの後に発生し、ファイル、データベース、アプリケーション、または他のリソースの使用許可レベルを決定します。

認可の目的は、ユーザーにライセンスされた権利を行使させ、保護されたキーでリソースにアクセスさせ、未承認のユーザーからの攻撃を防ぐことです。

3.2. いくつかの認可方法：

– API キー

API キーは、通常特定のアプリケーションに関連付けられた、API キーを使用しているユーザーを特定するための認可の形式です。API は公開鍵と秘密鍵から成り、サーバーとユーザー間の通信をサポートします。

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– 基本認証

基本認証は、ユーザーが HTTPS 経由でヘッダーにログイン名とパスワードを入力する認可の形式です。基本的な HTTP 認証を実装することは、アプリケーションリソースへのアクセスを制御するための最も簡単な方法です。

– HMAC

HMAC は、デジタル署名アルゴリズムを介してメッセージを認証するコードベースの認可プロセスです。HMAC は、送信者と受信者だけがアプリケーションのリソースを使用するためのセキュリティキーにアクセスできるようにします。

– OAuth

OAuth は、パスワードを提供せずにインターネットユーザーがアプリケーション情報にアクセスできるようにする認可の形式です。

OAuth は、Amazon、Google、Facebook、Microsoft など多くの大企業によって適用されており、ユーザーがサードパーティアプリケーションとの間でアカウントに関する情報を交換できるようにします。

4. 認証と認可の違い

Distinguish between Authentication vs Authorization

認証と認可は、完全に異なる認証プロセスです。出典: ssl2buy.com

認証と認可は、混同されやすい二つの用語です。しかし、これらは完全に異なる概念であり、いくつかの違いがあります。

Authentication	Authorization
認証は認可の最初のステップです。	認可は、成功した認証の後のステップです。
認証は、アプリケーションへのアクセスを許可するために身元を確認するのに役立ちます。	認可は、アプリケーション内のリソースへのアクセス権を定義するのに役立ちます。
通常、ユーザー名とパスワードが必要です。	セキュリティによっては、異なる認証要素が必要です。
認証が表示され、ユーザーはその部分を変更できます。	認可は表示されず、変更することはできません。