自動入力の革新でパスワードセキュリティを強化する

パスワードベースの認証はオンラインでどこにでもあるけど、セキュリティや使いやすさに関してまだまだ問題が多い。ユーザーはパスワードの管理に苦労して、別のサイトで同じパスワードを使い回しちゃうことがよくある。パスワードマネージャーはユーザーが強くてユニークなパスワードを作ったり保存したりするのに役立つんだけど、自動入力される時にどう使われるかにはリスクがある。

大きな懸念の一つは、ウェブページやブラウザの拡張機能に悪いスクリプトが走って、入力後のパスワードを盗んでしまうこと。この記事では、ユーザーが行動を変えなくても、パスワードマネージャーがパスワードをもっとよく守る方法を考えてみる。

#現在のパスワードの問題

多くの問題があるにもかかわらず、パスワードはオンラインアカウントにログインする主要な方法として残っている。パスワードマネージャーは、ユーザーがパスワードを管理しやすくして、ランダムなパスワードを作るのを手助けしてくれる。でも最近の研究では、ユーザーがパスワード生成や監査といった重要な機能を使っていないことがわかった。理由は、これらが複雑すぎるから。

ここで重要なのは、パスワードマネージャーがユーザーに習慣を変えさせることなく、どうやってパスワードのセキュリティを高めるかってこと。

#セキュリティソリューションの調査

これに取り組むために、パスワードマネージャーが自動入力プロセス中にパスワードを盗まれないようにする方法を見ていく。これは、ウェブトラッカーや有害なスクリプト、悪意のあるブラウザの拡張機能からの保護を含む。

私たちは、より安全なパスワード入力のための5つのデザイン案を探った。それぞれのデザインには、セキュリティと実装のしやすさに関して異なる強みと弱みがある。

#最良の解決策：偽のパスワード自動入力

私たちの分析の結果、最良のアプローチはパスワードマネージャーが最初に偽のパスワードを自動入力することだと分かった。そして、ユーザーがフォームを送信するときに、ブラウザがすぐに偽のパスワードをリアルのものに置き換える。

この方法は、有害なスクリプトやブラウザの拡張機能がリアルなパスワードにアクセスするチャンスを限る。なぜなら、リアルなパスワードはウェブページのコードに表示されないから。私たちはこの方法をテストするためにFirefoxブラウザを使って概念実証を作った。

#解決策のテスト

私たちはトップ1000のウェブサイトでテストを行い、私たちの解決策が有害なスクリプトや拡張機能に対抗できるかを調べた。結果、97%のウェブサイトでパスワードの盗難を防ぐことができた。そのうちのいくつかでうまくいかなかったけど、パスワードマネージャーは元の動作に簡単に戻れるから、ユーザーに問題を引き起こすことはなかった。

#パスワード入力の仕組み

パスワード入力を安全にするための手順を分解してみよう：

1. ユーザーがログインボックスのあるウェブサイトにアクセスする。
2. パスワードを入力するか、パスワードマネージャーが自動入力する。
3. フォームが送信されると、ブラウザがこの情報をウェブサイトに送る。
4. サーバーが適切にパスワードを処理する。

これらのステップ中には、特にパスワードがウェブページのコードで露出したり、送信中にリスクが生じることがある。

#パスワード盗難のリスク

パスワードが盗まれるいくつかの方法を特定した：

#ウェブトラッカー

これはユーザーを異なるサイトで監視するスクリプトで、ほとんど知られないまま動いていることが多い。いくつかの研究では、人気のあるサイトの約2-3%にパスワードを盗むトラッカーがあることがわかった。彼らは見つけられる情報を集めるけど、特にパスワードをターゲットにしているわけではない。

#悪意のあるスクリプト

ウェブサイトに配置されたスクリプトが、入力後にパスワードを盗む可能性がある。よくある手口はクロスサイトスクリプティング（XSS）で、攻撃者がサイトに自分のコードを実行させる。これらの攻撃の発生方法には多くの既知の問題があり、より良い防御を見つけることが重要だ。

#有害なブラウザ拡張機能

拡張機能もパスワードを盗むことができる。有害なスクリプトを注入したり、外部へのネットワークリクエストを読み取ることで。知られている有害な拡張機能が公式のブラウザストアに見つかり、何百万ものダウンロードを引き起こしたこともある。

#パスワードマネージャーの役割

パスワードマネージャーは、パスワードを安全に作成、保存、自動入力することを目指している。でも、これが弱点になることもある。注意深く実装されないと、保存されたパスワードに有害なスクリプトがアクセスできるようになってしまう。

私たちの研究では、パスワードマネージャーが自動入力中の盗難を防ぐためにどのように調整できるかを見た。現在の弱点の評価と、改善案も提案した。

#安全なパスワード自動入力のデザイン案

私たちは、パスワード自動入力をより安全にするための5つのデザイン案を考えた：

#デザイン1：ゼロ知識証明

この方法では、パスワードマネージャーがウェブサイトと直接認証を行い、実際のパスワードを明らかにしない。ただし、これにはウェブサイト側での変更が必要で、広く採用される可能性は低い。

#デザイン2：ノースクリプトフォーム属性

スクリプトが機密情報にアクセスするのを防ぐ新しいフォーム属性を追加できる。この方法はパスワードを保護するのに役立つけど、すべての脅威に対処できるわけではない。

#デザイン3：JavaScriptベースのノンスインジェクション

このデザインは、偽のパスワード（ノンス）を使用し、フォーム送信中にそれが本物のパスワードに置き換えられることを提案している。ただし、有害なスクリプトがこのプロセスに干渉する可能性がある。

#デザイン4：APIベースのノンスインジェクション

ここでは、置き換えがブラウザの内部プロセスで行われ、有害なスクリプトに対するより良い保護を提供する。このデザインはブラウザに変更を必要とするが、ウェブサイトには変更を加えない。

#デザイン5：ブラウザベースのノンスインジェクション

これは私たちが見つけた最も安全なデザイン。ブラウザがノンスの注入を処理することで、有害な拡張機能が本物のパスワードにアクセスするのが非常に難しくなる。これはブラウザ自体に変更が必要だけど、ウェブサイトの動作を変えずに非常に効果的かもしれない。

#選んだデザインの実装

私たちはデザイン5の実装に焦点を当てた。これが多くの攻撃の種類に対する強いセキュリティを提供するから。私たちはFirefoxブラウザとBitwardenパスワードマネージャーの両方をこのデザインに対応させるように改造した。

#どうやって動くの？

パスワードマネージャーがノンスを自動入力すると、ブラウザは外部へのウェブリクエストをスキャンする。ノンスが検出されると、正しいかどうかを確認し、リクエストをインターネットに送る前にノンスをリアルなパスワードに置き換える。

このプロセスは、リアルなパスワードをウェブページのコードや有害なスクリプトにさらすことなく行われる。

#解決策の評価

私たちの実装は、機能が壊れないか確認するためにいくつかのログインページでテストされた。テストしたサイトの97%で正常に機能し、ユーザー体験に影響を与えずにセキュリティが大幅に向上した。

#オーバーヘッドとパフォーマンス

私たちは変更を加えたブラウザのパフォーマンスを測定し、強化によって引き起こされた遅延は最小限であることがわかった。追加されたセキュリティチェックは全体的なパフォーマンスに小さな影響を与えたけど、一般的にユーザーは違いに気づくことはないだろう。

#潜在的な懸念への対処

私たちのデザインは大きな可能性を示しているけど、考慮すべきいくつかの問題がある：

#サービス拒否攻撃

攻撃者がノンスを変更してログインプロセスを妨げ、ユーザーをだまして手動でパスワードを入力させる可能性がある。

#ユーザーの混乱

ユーザーが偽のパスワードが自動入力されるのを見ると、混乱を招くかもしれない。でも、研究によればほとんどのユーザーは自動入力されたパスワードを無視するらしい。

#研究の今後の方向性

パスワード入力プロセスをより安全で使いやすくする方法を見つけるために、さらなる研究が必要だ。ノンスの使用に基づいて攻撃を検出できるパスワードマネージャーの方法を探ることが一つの可能性だ。

#結論

この研究は、ブラウザ全体でのパスワード入力のセキュリティを向上させる方法を提供する。ノンス注入方式を実装することで、特に有害なスクリプトや拡張機能からのパスワード盗難のリスクを大幅に下げることができる。私たちの実装が完璧ではないかもしれないけど、将来のより良い実践のためのしっかりした基盤を提供する。

これらの方法の広範な採用を促進する中で、すべての人にとって安全なオンライン体験を作り出し、パスワード管理をより簡単で安全にすることが目標だ。