C-Sharp .Net Exception Encryption

なぜ「無効なパディング」と「削除できない」が悪いパスワードによって引き起こされるのか

暗号化は、機密情報を保護するために不可欠ですが、エラーや例外が発生すると、開発者は頭を抱えることがあります。そんな混乱を引き起こすエラーの一つが「無効なパディング」であり、これは主に復号化時に不正なパスワードを使用した際に発生します。このブログポストでは、その理由と、暗号パディングスキームがデータの整合性を確保する役割について深掘りしていきます。

問題の理解

C#における文字列の暗号化作業では、多くの開発者が対称暗号方式を選択します。これは、暗号化と復号化の両方のプロセスで同一の鍵を使用する必要があります。不正なパスワードでデータを復号化しようとすると、CryptographicExceptionに遭遇します。

以下のコードを見てみましょう：

string password1 = "password";
string password2 = "letmein";
string startClearText = "The quick brown fox jumps over the lazy dog";
string cipherText = encryptString(startClearText, password1);
string endClearText = decryptString(cipherText, password2); // 例外が発生

この例では、decryptStringメソッドが異なるパスワード（password2）を使ってデータの復号化を試みた際に例外をスローします。このため、多くの人がパスワードの単純なエラーがなぜ如此も厳しい反応を引き起こすのか疑問に思います。

パディングスキームの役割

パディングとは何か？

パディングスキームは、暗号化において送信されるデータブロックが使用される暗号化アルゴリズムの要求サイズに合致するようにするために使用されます。データが暗号化される際に、正しいサイズでなければ、追加のデータ（または「パディング」）が追加されます。この追加データはランダムであり、その存在は攻撃者が暗号化されたデータのパターンや固定長を容易に推測できないようにします。

なぜ意味不明なデータではなく例外が発生するのか？

整合性チェック: パディングスキームはセキュリティ機能としても重要であり、システムが復号化するデータが期待されるものであることを検証できるようにします。不正なパスワードを使用すると、生成されたデータが意図されたパディングスキームに一致しなくなるため、不一致が生じます。
攻撃防止: OAEP（Optimal Asymmetric Encryption Padding）に似た方式を使用することで、メッセージが伝送中に保護されるだけでなく、受信時の整合性確認にも役立ちます。復号化中にパディングチェックを実行することで、メッセージが改ざんされているか、不正な鍵が使用されているかを特定できます。
非可逆変換: パディングは可逆に設計されており、もし復号化が不正な鍵によって失敗した場合、パディングスキームは何かが間違っていることをシステムに知らせる機能を持っています。単に無意味なデータを返すのではありません。

結論

要約すると、「無効なパディング」と「削除できない」例外は、不正なパスワードで復号化を試みた際の予期される動作です。パディングスキームはデータの整合性を維持するだけでなく、潜在的な暗号攻撃に対するセキュリティを強化する役割も果たします。正しくパディングされた、変更されていないデータのみが復号化時に受け入れられるようにすることで、これらのシステムは安全な通信に向けたより堅牢なフレームワークを構築します。

強力なパスワードを採用し、暗号化の仕組みを理解することで、アプリケーション内でのこのような例外を防ぐことができます。例外を適切に処理して、より良いユーザー体験を提供しましょう。