総当たり攻撃

総当たり攻撃（そうあたりこうげき）とは、暗号解読方法のひとつで、可能な組合せを全て試すやり方。力任せ攻撃、または片仮名でブルートフォースアタック（英: Brute-force attack）とも呼ばれる。

概要

総当たり攻撃とは、暗号や暗証番号などで、理論的にありうるパターン全てを入力し解読する暗号解読法。例としては、自転車のチェーンロックやトランクのダイヤル錠を、全ての番号の組み合わせ（4桁なら0000から9999まで）を片っ端から試す方法と同じで、この「片っ端から」で、いずれ正解に行き着こうというものである。

人間による操作では、とても気が遠くなるほどの時間と、肉体的・精神的な負荷がかかるような回数の計算をコンピュータにまかせ、時間の許す限りパスワードの検証等を行う行為がコンピュータセキュリティ分野で良く知られている。時間的制約が無い限りは、確実にパスワードをクラックする方法である。

類似する暗号解読方法としては、「人間が発想するパスワード」はワンパターンな事が多いため、予め言葉が予想される候補を優先的に組み合わせて検証していく辞書攻撃等があり、一部ハッカーなどは「良く的中する効率が良い辞書」の育成の為に、「過去の流出したパスワードからの傾向性分析」などに血道をあげる者もおり、あるいはどちらの辞書が優秀か、ハッカー同士で競い合うケースもある。実際には、総当たり攻撃と辞書攻撃を組み合わせて、総当たりしつつも確率が高いワードから取り掛かり、時短を図るケースも多い。

メリット

人間が手作業で行った場合、入力が速い人が行ったところでとてつもなく膨大な時間と労力が掛かる事となるが、単純なコンピュータプログラムで自動化する事が可能であり、またコンピュータはそのような繰り返しの作業において、非常に有効に機能する。

1台のコンピュータを使った場合は、そのコンピュータの処理速度（主演算装置の処理能力だけではなく、処理に関係する部分の全体的な処理能力）に応じていずれは正解に行き当たる。分散コンピューティングにおいては、（個々のコンピュータの空き時間に）探索する役割を分担して検索するようプログラムすると、使えるコンピュータの数によっては直ちに解読できる事がある。インターネットを使用したサイバーアタックでの総当たり攻撃では、回線速度も関係してくるが、近年光ファイバー等のブロードバンドインターネット接続の普及により、回線速度がボトルネックになる事は減少している。なお、遅いか早いかはあくまでも確率の問題である。

ゆえに、もっとも原初的な方法論でありながら、時間的制約が無い、あるいは試行回数制限が無い場合など条件を満たせば、最も万能かつ普遍的に使う事が出来る方法である為、暗号解読あるいはサイバー攻撃の基礎とみなされる。

パスワード長と解読時間の関係

数字0～9のみのパスワード（10ワード）6桁で100万パターン、8桁で1億パターン。アルファベットA～Z(26ワード）＋数字の組み合わせ(＋10ワード合計36ワード)6桁で21億7678万2336パターン、36ワード8桁で2兆8211億0990万7456パターン。アルファベット大文字小文字を区別してA～Z・a～zおよび数字の場合(62ワード)において6桁時に568億0023万5584パターン、62ワード8桁時に218兆3401億0558万4896パターンとなる。（詳細な試行パターンは、下表参照）

総当たり攻撃の全パターン試行回数
使用する文字の種類	1文字の場合	4文字の場合	6文字の場合	8文字の場合	10文字の場合
数字のみ（0～9）	10	10,000	1,000,000	100,000,000	10,000,000,000
英字（大文字、小文字区別しない）	26	456,976	308,915,776	208,827,064,576	141,167,095,653,376
英字（大小区別しない）+数字	36	1,679,616	2,176,782,336	2,821,109,907,456	3,656,158,440,062,976
英字（大文字、小文字区別）＋数字	62	14,776,336	56,800,235,584	218,340,105,584,896	839,299,365,868,340,224
英字（大小区別）＋数字＋記号31文字	93	74,805,201	646,990,183,449	5,595,818,096,650,401	48,388,230,717,929,320,352
英字（大小区別）＋数字＋記号34文字	96	84,934,656	782,757,789,696	7,213,895,789,838,336	66,483,263,599,150,104,576

独立行政法人情報処理推進機構(IPA)が2008年に行った試験によれば、パスワード解析には以下の時間が必要となる^[1]。

使用できる文字数と入力桁数によるパスワードの最大解読時間(IPA,2008)
使用する文字の種類	4文字の場合	6文字の場合	8文字の場合	10文字の場合
英字（大文字、小文字区別しない）	約3秒	約37分	約17日	約32年
英字（大文字、小文字区別）＋数字	約2分	約5日	約50年	約20万年
英字（大文字、小文字区別有）＋数字＋記号	約9分	約54日	約1千年	約1千万年

上記試験に使用したパソコンはIntel Core 2 Duo T7200 2.00GHz、メモリ：3GB。パスワード解析に使ったアルゴリズムは未公開。また、ネットワーク経由でのものかどうかも不明。記号は、31文字使用可能と仮定した場合。

また、Lockdown.co.ukが2009年に行った試算^[2]によると、総当たり攻撃によるパスワードの解読時間は、次のとおりとしている。

コンピュータ性能によるパスワード解読時間の関係(Lockdown.co.uk,2009)
使用する文字の種類	使用できる文字の選択肢の数	低速パソコン (Pentium 100MHz）	高性能パソコン (当時)	コンピュータ・クラスター又は、ワークステーション	スーパーコンピュータ
6桁の大小いずれかの英字だけのパスワード	26	5分間～8.5時間	30秒	3秒	瞬間
8桁の大小英数字を含むパスワード	62	7年～692年	253日	25.25日	60.5時間
8桁の大小英数字および記号を含むパスワード	96	229年～2万2875年	23年	2.25年	83.5日

上記コンピュータの性能は2009年の当時。なお、日進月歩で性能が向上しているため、現在は上記より大幅に高速化されているとみられる。例えば、上記の表のスーパーコンピュータは10億回/秒の解析能力とされているが、2016年の市販GPUを一つ使用して解析すれば、その10倍以上の速度を出すことができる。また、仮想通貨の採掘業者などは数千万倍の計算能力を持っている。なお、パスワードの保管に脆弱性がある場合は、数分で突破される場合がある（例：Microsoft Windows XPと以前のバージョンにあるLMハッシュ^[3]^[4]（回避方法:レジストリに NoLMHash を設定する。^[3]））

問題点

総当たり攻撃は、回答となるキーワードが長ければ長い程、指数的に正解（目的の結果が得られるキーワードが出る）へ至るのに掛かる時間が長くなる。また「入力する」、「正解かどうかチェックする」、「不正解だったら1ビット追加する」を繰り返して行うため、正解かどうかチェックする対象のシステム（攻撃を被っている側）が何らかの理由で反応を返さなくなった場合には、検証作業は停止してしまう。

一般的にパスワードによる保護を行っているコンピューターは、一定時間内に規定回数以上のパスワード誤入力が続いた場合、アクセス禁止にしてしまうように設計されているため、総当たり攻撃による解析が難しい場合がある。銀行のキャッシュディスペンサーが一定回数以上連続して暗証番号を間違えると、それ以上の操作を受け付けなくなるのと同様である。

防衛手段

攻撃されても、主要なシステムへの侵入が困難であるようシステムを構築することが大事である。よく以下のような防衛手段が挙げられるが、次項以降に挙げるように攻撃方法は日進月歩で進化するため、すぐに有効でなくなる事を考えるべきである。

パスワードの桁数を増やす（長さを大きくする）
パスワードに使える文字数に記号や漢字など他の文字を許可しパターンを増加させる
第2のパスワードを用意する（セキュリティーコードなど）
パスワードの試行回数を制限する
アクセス元を制限する
一定の速度以上でのパスワード試行を禁止する
数分ごとに自動変化するパスワードにする
→詳細は「ワンタイムパスワード」および「セキュリティトークン」を参照
一定以上のミスに対して、警告メールを管理者に送信する
人による常時監視システムにて、異常なパスワード試行がないか監視する

影響

総当たり攻撃には、様々な悪影響が出る。サーバーに対しては数万～数億回（あるいはそれ以上）のアクセスが殺到するために、負荷がかかりサーバーが重くなる。CPU使用率の異常負荷から技術者が気が付く事も多い。また、防衛策を使用すればするほど、パスワード入力が複雑化していき、ユーザーの手間が増え利便性が低下する。ブルートフォースアタックを遮断するために、攻撃元のIPアドレスを遮断するのが負荷対策としてもっとも有効だが、IPアドレスを次々に変更するためにいたちごっことなり、その際に「正規のユーザー」までIPブロックに巻き込まれてログオンできなくなるなどの弊害も発生している。また、試行回数の上限に達したIDがパスワードロックされる事により正規ユーザーが使用できなくなる例も発生しているなど、サーバー担当者のみならず正規ユーザーにも悪影響が出ている。年々、パスワードの桁数は増加傾向にあり、複雑化したパスワードを忘れるなどのデメリットも発生しており、ITコストおよび事務手間コストの増大を発生させており、コスト面からも悪影響が出ている。

逆総当たり攻撃

ひとつのIDに対してたくさんのパスワードを試すのではなく、決め打ちしたパスワードをいくつものIDに対して試す攻撃方法もあり、これは「逆総当たり攻撃」（リバースブルートフォース）と呼ばれる。これは「パスワード長が短くパスワードに使用できる文字種が少ない」システムに対して極めて有効である。たとえば「IDは必ず連続した数字10桁、パスワードは必ず数字4桁」といったシステムでパスワードに偏りがないと仮定すれば、パスワード「1234」をID:1000000000からID:1000010000までの10,000件のIDに対して試行すると、一つのIDに不正ログインできる計算になる。またこの場合、銀行ATMにあるような「ひとつのIDに対するパスワードの試行回数を制限する」防御方法では防ぐことができない。1万枚のキャッシュカードを手に入れた犯罪者が1枚ずつカードを試すところを想像するとよい。

2014年1月末から3月にかけてJALおよびANAのマイレージサービスに対して行われた不正アクセスは、パスワードロックがかかる寸前まで総当たり攻撃を行い、ロック寸前にIDを変更する「総当たり攻撃」と「逆総当たり攻撃」の組み合わせで行われた^[5]。また、この際は、成功確率を上げるために確率が高いパスワードを試行された可能性が指摘されている為、考えようによっては、辞書攻撃も組み合わされた可能性もある。

ボットネットを利用した攻撃

ボットネット（BotNet）と呼ばれる「世界中に散らばった、ウイルス感染等によって支配した複数のコンピュータに1台ずつ順に攻撃させる」手法を利用された場合、「ひとつのアクセス元からのパスワード試行回数を制限する」「一定の速度以上でのパスワード試行を禁止する」としても防ぐことができない。1万枚のキャッシュカードを手に入れたメンバー1万人の犯罪組織が1人に1枚ずつカードを渡し、個々人がてんでばらばらにATMを訪問するところを想像されたい。

もちろんこのボットネット攻撃は、前述の逆総当たり攻撃と組み合わせることも可能である。

脚注

[脚注の使い方]

^ “コンピュータウイルス・不正アクセスの届出状況　2008年9月分および第3四半期について”. 情報処理推進機構 (2008年10月2日). 2020年3月16日閲覧。
^ [1]^{[リンク切れ]}
^ ^a ^b 辻伸弘 (2008年5月8日). “人の造りしもの――“パスワード”の破られ方と守り方 (2/4)：セキュリティ対策の「ある視点」（9）”. ＠IT (アイティメディア) 2020年3月16日閲覧。
^ “Windowsのパスワードをわずか数分で解析する「Ophcrack」の使い方”. GIGAZINE (株式会社OSA). (2007年8月16日) 2020年3月16日閲覧。
^ 勝村幸博 (2014年9月4日). “危なすぎる数字だけのパスワード、JALとANAがユーザー認証を強化”. 日経クロステック (日経BP) 2020年3月16日閲覧。