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- 2. 自己紹介 塩田 明弘(@aki_sh_7)：発表者 株式会社NTTデータ セキュリティ技術部 所属 2014/4より社内のAndroidアプリ開発者向け のセキュリティガイド作成やサポートに従事 金井 文宏：共同発表者 NTTセキュアプラットフォーム研究所 所属 2015/4よりAndroidアプリのセキュリティに 関する研究開発に従事
- 4. 目次 1. Android Keystore Providerとは 2. アプリの鍵が消える時 3. 消えることを見越して 4. まとめ
- 6. 鍵の管理って大変 どうしてもデータを端末に保存し ないといけない時、ありますよね 個人情報 アクセストークン 流用されたくない資産 保存するなら安全に保存したい
- 7. 鍵の管理って大変 どうしてもデータを端末に保存し ないといけない時、ありますよね 個人情報 アクセストークン 流用されたくない資産 保存するなら安全に保存したい →暗号化
- 8. 鍵の管理って大変 どうしてもデータを端末に保存し ないといけない時、ありますよね 個人情報 アクセストークン 流用されたくない資産 保存するなら安全に保存したい →暗号化 でも、鍵の管理が大変
- 10. Keystore プロバイダの歴史 OS version 4.0 (API lv15) •KeyChain APIの導入 •端末へ独自の秘密鍵/証明書をインストール可能に 4.1 (API lv16) •AOSPに keymaster関連のコードが出現 •この時点でもリフレクション等でUndocumentedな APIを叩く事で一部のAndroid KeyStoreの機能を利 用可能 4.3 (API Lv18) •(Publicな) Android KeyStore API 公開 • 公開鍵暗号（RSA）のみ、鍵長固定
- 11. Keystore プロバイダの歴史 OS version 6.0 (API Lv23) •鍵生成時に鍵長、用途、暗号利用モード等細かいパラ メータを設定可能に •鍵の利用前にユーザ認証する機能が追加 •共通鍵暗号のサポート（AES, EC, HMAC, etc） •Key Blobsに暗号化された鍵の他、認証に必要な属性 情報（タグ）が含まれるようになった •keymaster HAL InterfaceのVerが0.3 -> 1.0へ 7.0 (API Lv24) •Key Attestation機能の追加 •HW-Backedな端末で生成された鍵であるか、を検 証する機能 •keymaster HAL InterfaceのVerが1.0 -> 2.0へ
- 12. Keystore プロバイダの歴史 OS version 7.1 (API Lv25) •version binding機能の追加 •鍵はOS&パッチのバージョンと紐付られるようにな り、(脆弱性の見つかった)古いバージョンにロール バックして鍵を抽出する事が不可能に 8.0 (API Lv26) •Key Attestation機能の強化（ID attestation） •特定の端末ID(e.g. IMEI) 環境下で生成された鍵で あるか、を検証可能 •keymaster HAL Interfaceのバージョンが2.0 -> 3.0へ
- 17. 6.0以上で旧API鍵利用時の問題 API Lv.23で鍵生成用の新API追加 →旧APIは非推奨に 旧APIで生成した鍵は、 ユーザ認証等は利用できない Android6.0以上だから、と思っていると痛い目を見る 新APIへ移行を決めた段階で、旧APIで生成した鍵の置 き換えについて要検討(セキュリティレベルが変わる)
- 18. Root化端末における影響 Root権限があれば、他のアプリが作っ た鍵をコピーして利用する攻撃が可能 鍵に紐付いたUIDを偽装してコピー可能 あくまで「利用」できるだけで、鍵その ものを取り出せる訳では無い 詳細は以下論文を参照 [SPSM ‘14] Cooijmans et al. Analysis of Secure Key Storage Solutions on Android
- 19. 2. アプリの鍵が消える時
- 27. 確認してみよう ロック方法を変更することで、 鍵の状態がどのように変化するか To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PIN Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PASS Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PATTERN T T T T Ｆ：鍵が消失・無効化(復号不可) Ｔ：鍵は有効(復号可) 不：変更自体が不可能 ー：最初の生成自体が不可能 凡例 検証端末 GalaxyNexus(4.3, 4.4)、Nexus5(5.0, 5.1)、Nexus5X(6.0～8.1) 検証の組み合わせ 無し(≒スライド)、PIN、パスワード、パターンの組み合わせ。 Dorian Cussen氏のBlogの調査をベースに追試、対象拡大。 https://doridori.github.io/android-security-the-forgetful-keystore/#sthash.nKk1PAbj.dpbs
- 28. Android4.3～4.4 To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PIN Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PASS Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ PATTERN T T T T To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE － Ｆ Ｆ Ｆ PIN － Ｆ Ｆ Ｆ PASS － Ｆ Ｆ Ｆ PATTERN － T T T KeyPairGeneratorSpec(旧API) setEncryptionRequired(true) 安全なロック間の変更であっても、 パターンへの変更以外は鍵が消えてしまう setEncryptionRequired(false) 仕様外
- 29. Android5.0～5.1 KeyPairGeneratorSpec(旧API) To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE Ｆ 不 不 不 PIN Ｆ T T T PASS Ｆ T T T PATTERN T T T T To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE － 不 不 不 PIN － T T T PASS － T T T PATTERN － T T T setEncryptionRequired(true) setEncryptionRequired(false) 安全なロックスクリーンを解除すること自体、 出来なくなっている 仕様外
- 30. Android5.0～5.1 KeyPairGeneratorSpec(旧API) To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE － 不 不 不 PIN － T T T PASS － T T T PATTERN － T T T setEncryptionRequired(true)
- 31. Android6.0～8.1 To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE T T T T PIN T T T T PASS T T T T PATTERN T T T T To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE － Ｆ Ｆ Ｆ PIN － T T T PASS － T T T PATTERN － T T T setEncryptionRequired(true) setEncryptionRequired(false) KeyPairGeneratorSpec(旧API)
- 32. Android6.0～8.1 To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE T T T T PIN T T T T PASS T T T T PATTERN T T T T To↓From→ NONE PIN PASS PATTERN NONE － Ｆ Ｆ Ｆ PIN － T T T PASS － T T T PATTERN － T T T setUserAuthenticationRequired(true) setUserAuthenticationRequired(false) KeyGenParameterSpec(新API)
- 33. Android6.0～8.1(指紋認証) setInvalidatedByBiometricEnrollment true*1 false ロック方法変更無し & 指紋追加 F*2 T ロック方法変更無し & 指紋全削除 -> 指紋追加 F*2 T KeyGenParameterSpec(新API) setUserAuthenticationRequired(true)かつ setUserAuthenticationValidatyDurationSecondsを未設定 *1：デフォルトはtrue、Android6.0ではAPIがなく、trueと同じ扱い *2：Exceptionが発生するタイミングに、バージョンによる違いあり Android8.0のみ暗号処理実行時(cipher.doFinal())にIllegalBlockSizeException その他はオブジェクト初期化時(cipher.init())にkeyPermanentlyInvalidatedException T：復号に成功 F：復号に失敗
- 36. 3. 消えることを見越して
- 38. アンチパターン② 再現できない情報を暗号化 例：UUID等の生成ごとに変わるアプリ識別情報 UUID_A 復号 暗号化済 UUID_A 暗号化済 UUID_A UUID DATA UUID_A ・・・・ UUID_B ・・・・・ UUID DATA UUID_A ・・・・ UUID_B ・・・・・ 復号 失敗 UUID_Z(再生成、初期化後) 新しい 端末かな 鍵消失
- 39. アンチパターンからの脱出の為に 暗号化するデータの見直し そもそも端末で持つ必要があるか 消えても再取得・入力可能か(同等も可) (非推奨)やむを得ない場合,別の鍵(再取得・ 導出可)で暗号化し、その鍵の保護に使う 当然データの強度はKeystoreの鍵に依らなくなる 消えることを見越した作りに 再取得・再入力を意識したフローに システムだけではないサポートも
- 40. 4. まとめ
- 42. ご清聴ありがとうございました