計算機システム概論・６回目

1. 計算機システム概論・６回目 本日のトピック：ユーザ管理 • ユーザ管理の仕組み • UNIXベースシステムのユーザ管理 • ネットワークでの利用を想定したユーザ管理 • アクセス制御機能 仕組みとしては別のものだが，かなり密接な関係がある

2. ユーザ管理の必要性 コンピュータの持つ資源... • 基本的には，ユーザ全員が利用するもの • 独立性，安全性確保のため，特定の資源と 特定のユーザとを対応付けたい場合もある • 個人や特定のグループに由来するデータ • 管理用データ，ハードウェア 計算資源へのアクセス制御を実現するには... • 個々のユーザを区別し，管理する • 保護したい資源に，アクセス条件を付与する 両方の仕組みが必要になる

3. ユーザを管理し，区別する仕組み ユーザ管理の基本： • 正規のユーザをあらかじめ登録しておく • 計算機利用時に，本人であることを立証してもらう プラスアルファとして... • 複数のユーザから構成されるグループの概念を導入 • グループ間に階層構造を導入する • ユーザに対し属性を付与する etc.

4. UNIX系ＯＳにおけるユーザ情報の管理 UNIX系ＯＳのユーザ管理： • その後のＯＳのユーザ管理方式に大きな影響を与えた • 当時の開発背景をよく反映した方式となっている • 複数のユーザが一台のマシンを利用 • ユーザ間の協調が早くから意識されていた • 管理者と一般ユーザの垣根が低い • シンプルで「軽い」仕組みとなっており，導入が容易

5. 初期のUNIXにおけるユーザ管理 • ユーザに関する情報を，特別なファイル(/etc/passwd）に格納 • ログイン時には，ユーザから入力されたパスワードと， passwdファイルに格納されたパスワード情報を比較する root:j1yadaj2:0:1:Super-User:/:/sbin/sh bin:sa5g56d:2:2::/usr/bin: sys:sdas5442s:3:3::/: nobody:fd4f2faa1:60001:60001:Nobody:/: user10:da453f:10002:1998::/summer/user10:/bin/csh 1行につき1ユーザ ： ： ： ユーザ名 パスワード ユーザID ： ： ： グループID コメント ホーム シェル

6. passwdファイルの中身 ユーザに関連付けるべき全ての情報を格納： • ユーザ名：人間にとって認識の容易な，一意識別子 • パスワード：暗号化されたパスワード • ユーザＩＤ：ユーザを識別する番号 • グループＩＤ：そのユーザの所属するグループの番号 • コメント：ユーザの本名等 • ホーム：そのユーザのホームディレクトリの場所 • シェル：ログイン後に実行するプログラム名

7. パスワードファイルについて パスワードは，一方向性関数で暗号化してファイルに格納 • 一方向性関数 • 順方向計算は容易...h(x)の計算は簡単に行える • 逆方向計算は困難...h–1(x)の計算は難しい パスワード 暗号化されたパスワード h abc123 s92ksr passwd 事前登録 • ファイルの中を見られても，パスワードそのものは秘密 • 小規模システムでは，ユーザが管理者を兼ねるケースも多い ⇒ 管理者から，他のユーザの秘密を守る仕組みとなっている

8. ログイン時の取り扱いについて 一方向性関数： • 暗号化データから，パスワードを復元することができない ユーザがログインする際には... • ユーザに，ユーザ名とパスワードを入力してもらう • 入力されたパスワードに一方向性関数をかける • 一方向性関数の結果と，passwdファイルの中身とを比較する passwd 一致？ h s92ksr abc123 s92ksr 他人による「なりすまし」を防ぐ仕組みとなっている

9. アクセス制御 アクセス制御： 誰が，どの資源を，どのように利用するかを制御すること • Aさんはこのファイルを読み書きできる • Bさんは読むだけならＯＫ • Cさんは読むのもダメ • ファイル × ユーザで「アクセス表」を作ればよい？ file 1 file 2 file 3 : • 問題点： • 表のサイズが膨大になる • ユーザやファイルの追加が困難 • ユーザの削除，権限変更が困難 ○ × ○ ○ ○○ ×× ○ ユーザ a ユーザ b ユーザ c ：

10. グループについて アクセス制御の柔軟性と，管理の容易さを両立するため， • グループの概念を導入する • グループ＝ユーザの集合 • 一人のユーザは，複数のグループに所属可能 • /etc/group ファイルに，グループのメンバを列挙 root:x:0:root bin:x:1:root,bin,daemon daemon:x:2:root,bin,daemon staff:x:8:sato,nakamura student:x:9:yamada,tanaka • グループ名 • グループパスワード • グループID • （passwdファイルと同じ） • グループメンバ

11. グループを用いたアクセス制御 file 1 file 2 file 3 : グループの概念を用いることで， アクセス制御とユーザ管理を分離 ⇒ ユーザの削除等も簡単に ○ × ○ × ○○ ×× ○ グループA グループＢ グループＣ ： ＋ /etc/group: グループＡ：ユーザ a, b グループＢ：ユーザ b グループＣ：ユーザ a, b, c file 1 file 2 file 3 : ○ × ○ ○ ○○ ×× ○ ユーザ a ユーザ b ユーザ c ：

12. UNIXにおけるファイルへのアクセス制御 file 1 file 2 file 3 : file 1 file 2 file 3 : UNIXでは... • 各ファイルにグループが一個だけ対応づけられる • アクセス制御の対象は，対応付けられたグループだけ （この制限は，運用により回避可能） ○ × ○ × ○○ ×× ○ ○× × ×○ × ×× ○ グループA グループＢ グループＣ ： グループA グループＢ グループＣ ： % ls –lg rw-r--r-- 1 kaji is-staff 88 Oct 27 2008 .cshrc

13. グループの使い分け • ユーザは，複数のグループに所属することが可能 • 自分の立場を「使い分ける」ことが可能 student グループ /etc/group: student：tanaka, yamada dormitory：tanaka, suzuki tennis：nakamura, tanaka 現実社会での実態にあわせた アクセス制御が可能だが... 階層型グループ等には非対応 ⇒ 比較的小規模な組織での運用向き dormitory グループ tennis グループ

14. ファイルへのアクセス制御 アクセス制御： • 誰が，どの資源を，どのように利用するかを制御すること • ファイルへの「アクセス」 • ファイルに書かれたデータを読みだす（read） • ファイルにデータを書き込む（write） • ファイルをプログラムと解釈し，実行する（execute） • その他（コピー，追記，プリントアウト etc） • UNIXでは，read, write, execute の３タイプのアクセスのみ考慮

15. UNIXにおけるファイルアクセス % ls –lg rw-r--r-- 1 kaji is-staff 88 Oct 27 2008 .cshrc ユーザ （オーナー） グループ グループ外のユーザに許可されたアクセスの種類 このグループに属するユーザに許可されたアクセスの種類 このユーザ自身に許可されたアクセスの種類 アクセスの種類（パーミッション）の例 r - - r w – r - x 読み出しのみ許可する 読み書きを許可する 実行を許可する（読み出し許可も必須） パーミッションの変更は，オーナー（と管理者）だけが可能

16. 管理者アカウント ユーザ ID が 0 のユーザ： • 特別な権限を持つ管理者（root, スーパーユーザ） • パスワードなしで，他のユーザに「変身」することができる ⇒ 通常のアクセス制御よりも「強い」存在 • 通常は，管理者だけがシステム管理用のリソースを 利用できるよう，アクセス制御の設定を行う % ls –lg/var/log/maillog rw------- 1 root root 4096 May 20 18:01 /var/log/maillog ...メイルの送受信ログを見ることができるのは，管理者だけ

17. プログラムの実行権限 プログラム実行時，プロセスは... • そのプログラムを格納したファイルのオーナーではなく， • プログラムを起動したユーザの権限で動作する userA 実行形式ファイル（プログラム） rwxr-xr-x userB word ○ × r-------- userA r-------- userB

18. アクセス制御のジレンマ 例：パスワードの変更を行いたい • /etc/passwdには root しか書き込むことができない • パスワード変更用プログラムは，ユーザ権限で実行される ⇒ ユーザは，パスワードを変更できなくなってしまう... 対策法： 特定のプログラム実行時に，ユーザの権限を一時的に変更する ⇒ UNIX 系の OS では setUID（suid） と呼ばれる % ls –lg/usr/bin/passwd r-s--x--x 1 root root 26816 Aug 7 2001 /usr/bin/passwd 実行時にはファイルオーナーの権限で動作

19. ネットワークへの対応 ここまでは基本的に，一台のコンピュータの内部のお話 計算機ネットワークの発達 ⇒ 同一管理体制下に，複数のコンピュータが所属 ⇒ 管理情報を一元的に取り扱いたい ⇒ NIS（Network Information Server），YP（Yellow Page） 別々にパスワード情報を持ってると， 同期・整合性をとるのが大変 一台のマシンにパスワード情報の 原本が存在し，他は原本を参照する

20. NIS • ネットワークの中に，サーバとなるマシンを一台定める • 各コンピュータは， • 自分自身が持っているpasswdファイル • root等，そのコンピュータ固有のユーザ情報 • サーバが公開するpasswdファイル • コンピュータをまたがって存在するユーザの情報 の両方を参照する • passwdのほか，group 情報等も共有 • 基本的には，UNIXの伝統的なアクセス制御を踏襲 + +

21. NISの問題点（１） セキュリティ上の問題点 • passwdファイルの中身が見えることは，安全上問題 • ユーザ名がわかるだけで，攻撃の糸口になることも • ユーザ IDの一意性を保証できない • ローカルpasswdファイル vs. NIS passwdファイル • 一台の計算機の安全性が，他の計算機の安全性に強く影響 • ネット経由でファイルを共有していると，危険性が高い • ユーザ認証方式に自由度がない • より強力・安全な認証方式も使えない

22. NISの問題点（２） 運用上の問題点 • 比較的単純なグループ構造しか表現できない • 階層型グループの実現には，一工夫が必要 • 管理者の知らないユーザアカウントが存在しうる • ローカルpasswdファイルの中身までの把握は困難 • UNIX系以外の計算機との親和性が低い • Microsoft系 OSとの融合が難しい ⇒ 大規模・厳密なアクセス制御には，あまり適さない ...と思われるようになってきた

23. NISからディレクトリサービスへ NIS: • 本質的には，他の計算機に情報を提供する機能を有するだけ • 提供できる情報が passwdファイル（＋α）に特化されている より一般的な形で情報を提供する仕組みがあれば， NISの代わりとして利用することができる ⇒ ディレクトリサービス

24. ディレクトリサービス 登録情報を，ネットワークを介して検索できるようにする機能 • LDAP, Active Directory ... • 特定のフォーマットを前提としない汎用的な仕組み • 「ネットワーク上の資源に関する情報提供」を想定 • パスワードを含むユーザ情報 • 計算機やプリンタの名前 etc. （検索にあたって，通信路を暗号で保護する機能も） • あくまでも情報を提供するサービス • 提供された情報をどのように利用するかは，計算機次第

25. ディレクトリサービスを用いたユーザ認証 パスワード情報を，ディレクトリサービスで取得すると... • パスワード情報の提供方法に自由度が生じる • OSの違い，認証手順の違い等を吸収できる • 機種の違いを超え，統一的な情報管理が可能 • 「OS側が対応すれば」より高度なユーザ管理も可能になる • 階層化されたグループ構造 • ユーザの詳細な属性に応じたアクセス制御 ディレクトリサービスの機能を有効に活用するか否かは， あくまでもOS側の対応

26. Windowsにおけるユーザ管理 Windows系のOS • 個人で使用するパソコン向けのＯＳとして発展してきた • 最近まで「ユーザ管理」「ネットワーク」の概念が希薄 • 後発の強みを生かし，新しい技術を大胆に導入 ワークグループ vs. ドメイン • ワークグループ • 独立性の高い機械が，必要に応じて協調動作 • NIS導入以前の UNIXのユーザ管理と，ほぼ同様の枠組 • ドメイン • 強力なサーバにより，厳密なユーザ管理を行う

27. Windowsドメインにおけるユーザ管理 • ディレクトリサービス（Active Directory）によるユーザ管理 • ドメインコントローラ（サーバ）が，ユーザ情報を集約管理 • クライアント計算機は，サーバに事前登録する必要アリ • 未登録端末には，ユーザ情報を参照させない • 階層グループ等，高度なグループ構造を構成可能 • ファイル等へのアクセス制御について，UNIX よりも詳細な 設定を可能としている

28. Windowsでのアクセス制御 UNIXでのファイルアクセス： • 「ファイルの所有者」「所有者に属するグループ」「その他」 • 「グループ Aまたは Bに属するユーザ」といった指定は不可 Windowsでのファイルアクセス： • アクセスコントロールリスト（Access Control List, ACL）の利用 • （ユーザ，操作），（グループ，操作） の形式で，「誰が」 「何を」して良いか指定 • きめ細かいアクセス制御が可能となっている

29. 本日のまとめ • ユーザ管理，アクセス管理について • 基本的には，ユーザ管理とアクセス管理は独立したもの • ユーザ管理の仕組みは，目的とするアクセス管理を実現 できる必要最小限のものとなるケースが多い • 汎用性の高い仕組みが多く検討されている • 次回：その他の話題 • 実験課題（提出不要）：Windows のファイルのアクセス制御が どのように設定されているか確認せよ