情報セキュリティにおけるMAC（メッセージ認証コード）とは？仕組みと役割を徹底解説

MAC（メッセージ認証コード）とは

MACは「Message Authentication Code（メッセージ認証コード）」の略称で、「タグ」とも呼ばれます。メッセージの送信元やその特性を認証するために用いられ、認証暗号技術を活用して、ネットワーク経由で送信された情報や個人間で共有された情報の正当性を検証します。

MACが提供するセキュリティ機能

MACによって、次のことが保証されます。

• メッセージが正しい送信者から送られたものであること
• メッセージが途中で改ざんされていないこと
• ネットワーク上で転送された情報やシステム内外に保存された情報が正当であり、有害なコードを含んでいないこと

また、MACは機密性の高いデジタル鍵を管理するための専用装置であるハードウェアセキュリティモジュール（HSM）などのハードウェアセキュリティ構造に保存することも可能です。

MACの仕組み

MACは、メッセージに対して秘密鍵付きの安全なハッシュ関数を適用することで生成されます。これによりメッセージの完全性が担保され、MACで保護されたメッセージが改ざんされた場合には、メッセージ内に含まれるMACと再計算したMACを比較することで検知できます。

MACは、メッセージとともに送信される「鍵付きチェックサム」です。固定長の秘密鍵と任意の長さのメッセージを入力として受け取り、固定長のチェックサムを出力します。安全なMACには、メッセージに対するいかなる変更もチェックサムを無効化するという重要な特徴があります。

通信セキュリティ以外での活用例

MACの用途は通信セキュリティにとどまりません。例えば、友人と共有する可能性のあるリムーバブルUSBフラッシュドライブにファイルを保存するケースを考えてみましょう。

フラッシュドライブ上のファイルの改ざんを防ぐため、コンピュータが秘密鍵を作成し、各ファイルのMACをフラッシュドライブ内のどこかに保存しておきます。ファイルを読み込む際には、その内容を利用する前にMACが正しいかどうかを検証できます。ある意味、これは未来の自分自身との通信と言えます。つまり、保存された情報のセキュリティは、通信セキュリティの一種と捉えることができるのです。

CRCとの違いとMACの必要性

単純なチェックサム方式の基本的な弱点は、メッセージ内容への意図的な改変に対する防御力の欠如にあります。攻撃者はメッセージを改変したうえで新しいチェックサムを計算し、元の値を差し替えることが可能です。通常のCRC（巡回冗長検査）アルゴリズムでは、偶発的なデータ破損のみを検出でき、攻撃者による意図的な改変は検知できません。そこで、秘密鍵を用いるMACが不可欠となります。

メッセージ認証の目的

メッセージ認証とは、送信者である一方の当事者から受信者であるもう一方の当事者へメッセージを送信する際、途中でメッセージが改ざんされた場合に、受信者が確実にそれを検知できるようにする仕組みです。

メッセージ認証は「データ発信元認証（data-origin authentication）」とも呼ばれ、各メッセージの発信元を認証します。その目的は、受信され正当と認められたすべてのメッセージが、送信時と完全に同一の状態であり、ビットの挿入・削除・変更が一切行われていないことを保証することにあります。