[論文レビュー] Cryptocat: Adopting Accessibility and Ease of Use as Security Properties

Nadim Kobeissi, Arlo Breault|arXiv (Cornell University)|Jun 21, 2013

Privacy, Security, and Data Protection参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

Cryptocat は、アクセシビリティと使いやすさを暗号セキュリティの第一の特性として扱うことを提唱し、Web テクノロジを活用してクロスプラットフォームで文化的に包摂的で使いやすいエンド・ツー・エンド暗号化メッセージング拡張機能を提供する、フリーでオープンソースのブラウザベースの暗号化拡張機能を構築している。このシステムは OTR を暗号化に、XMPP をメッセージングに使用し、フィンガープrint比較と Socialists' Millionaires’ Protocol を用いて安全な鍵検証を実装しており、広範なアクセシビリティを実現しながらも、強力な暗号セキュリティを維持している。

ABSTRACT

Cryptocat is a Free and Open Source Software (FL/OSS) browser extension that makes use of web technologies in order to provide easy to use, accessible, encrypted instant messaging to the general public. We aim to investigate how to best leverage the accessibility and portability offered by web technologies in order to allow encrypted instant messaging an opportunity to better permeate on a social level. We have found that encrypted communications, while in many cases technically well-implemented, suffer from a lack of usage due to their being unappealing and inaccessible to the "average end-user". Our position is that accessibility and ease of use must be treated as security properties. Even if a cryptographic system is technically highly qualified, securing user privacy is not achieved without addressing the problem of accessibility. Our goal is to investigate the feasibility of implementing cryptographic systems in highly accessible mediums, and to address the technical and social challenges of making encrypted instant messaging accessible and portable.

研究の動機と目的

• 非技術者を含む多くのユーザーが暗号化メッセージングツールを正しく使用できないという広範な失敗を是正すること。
• アクセシビリティと使いやすさを、セキュリティの根幹的特性として確立すること。すなわち、使いやすさの欠陥が暗号的欠陥と同様に深刻なセキュリティ侵害を引き起こしうることを主張すること。
• Web ブラウザ環境において、安全でポータブルかつ使いやすい暗号化システムを実装することが可能であることを示すこと。
• 一般大衆がエンド・ツー・エンド暗号化を容易に利用できるようにすることで、プライベート通信の期待値を標準化すること。
• ブラウザベースのソリューションを用いて、言語、文化、デバイスプラットフォームを越えて安全でプライベートな通信を促進すること。

提案手法

• 標準のWebブラウザ内で OTR プロトコルを介してエンド・ツー・エンド暗号化メッセージングを提供するため、JavaScript および HTML5 を用いたブラウザ拡張機能の実装。
• グループチャットには XEP-0045、ファイル転送には XEP-0047 を使用した XMPP プロトコルの利用により、標準のWebインfraストラクチャ上で安全なインバンド通信を実現。
• OTR プロトコルの鍵交換および認証メカニズム（フィンガープリント検証および Socialists' Millionaires’ Protocol（SMP））を統合し、中間者攻撃を検出可能にする。
• ファイル転送時の認証に HMAC-SHA512 を使用し、OTR のバージョン3で導出される256ビット共有鍵を AES-256 暗号化に用いる。
• ブラウザのサンドボックス化とクライアントサイド暗号化を活用し、悪意あるWebコンテンツから暗号操作が分離され、安全に保たれることを保証。
• 開発におけるレッドルーティンな透明性（オープンソース、ライブコードプッシュ、公開監査、コミュニティレビュー）を採用し、信頼性とセキュリティを向上。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 暗号化システムにおいて、使いやすさとアクセシビリティを第一のセキュリティ特性として扱うことは可能か？
• RQ2 Web ブラウザ環境の制約の中で、安全でポータブルかつ使いやすいエンド・ツー・エンド暗号化を実装することは可能か？
• RQ3 多様な言語、文化、年齢層をカバーするように暗号化システムをアクセシブルかつ使いやすくすることは、セキュリティを損なわずに行えるか？
• RQ4 ブラウザ拡張機能によって、暗号化メッセージングにおける鍵管理と認証の煩わしさをどの程度軽減できるか？
• RQ5 オープンかつ透明な開発とコミュニティ監査は、プライバシーツールのセキュリティと採用を顕著に向上させることができるか？

主な発見

• Cryptocat は、エンド・ツー・エンド暗号化、安全なファイル転送、フィンガープリント比較および SMP を用いたアイデンティティ認証をサポートする完全に機能するブラウザベースの暗号化メッセージングシステムを実装した。
• ソフトウェアのインストールを不要にすることで、標準のWebブラウザを介して、複数のプラットフォーム、言語、文化で利用可能となる広範なアクセシビリティを実現している。
• OTR と XMPP に加え XEP-0047 を使用することで、AES-256 暗号化に 256 ビット鍵を用い、整合性確認に HMAC-SHA512 を使用するインバンドでの安全なファイル転送が可能になった。
• Socialists' Millionaires’ Protocol の実装により、秘密を暴露せずに安全にインバンド認証が可能となり、従来の帯外でのフィンガープリント検証に比べて使いやすさが向上した。
• 永続的鍵保存が存在しないにもかかわらず、頻繁な鍵再生成と強固な認証メカニズムにより、強力なセキュリティを維持している。
• 公開コードプッシュとコミュニティ監査を含む、開発におけるレッドルーティンな透明性が、プライバシーツールのセキュリティと信頼性の両方を向上させることを実証した。