メッセージ認証コード（MAC）の要件とは？仕組みと必要条件を徹底解説

メッセージ認証コード（MAC）とは

MACは「Message Authentication Code（メッセージ認証コード）」の略称です。送信者から受信者へ送られるメッセージに付加されるセキュリティコード（タグ）であり、メッセージの認証と完全性（メッセージが改ざんされていないこと）を保証する役割を担います。

MACはメッセージダイジェスト（MD）と似ていますが、メッセージを認証する際に共通鍵暗号方式の手順を必要とする点が異なります。つまり、同一の鍵が送信者と受信者の間で共有されます。そのため、MACは「鍵付きハッシュ関数」とも呼ばれ、「暗号チェックサム」と定義されることもあります。

MACの基本的な仕組み

メッセージ認証コード（MAC）アルゴリズムは、認証対象となるメッセージと、メッセージの送信者および受信者だけが知っている秘密鍵を入力として受け取り、MACを出力として生成します。MACを利用することで、受信者はメッセージの完全性と真正性（本当に正当な送信者から送られたものかどうか）を検証できます。ただし、MACは否認防止（ノンレピュディエーション）機能には対応していない点に注意が必要です。

一般的に、MACは以下の3つのアルゴリズムによって構成されます。

• 鍵生成アルゴリズム：鍵をランダムに選択します。

• 署名アルゴリズム：鍵とメッセージが与えられると、タグを生成して送信します。

• 検証アルゴリズム：鍵とタグが与えられた際に、メッセージの真正性を確認します。メッセージとタグが本物で一致していれば「受理」を返し、そうでなければ「拒否」を返します。

メッセージ認証コード（MAC）の主な要件

MACには、以下のような要件が求められます。

• MACは一般に、電子資金移動（EFT）において情報の完全性を確保するために使用されます。メッセージが本物であること、すなわち実際に明示された送信者からのものであり、伝送途中で改ざんされていないことを検証できます。

• 鍵を保持している検証者は、その鍵を利用して、対象メッセージの要素に加えられた変更を識別できます。

• MACは、あらゆる種類の金融口座へのアクセスに広く必要とされています。銀行、証券会社、信託会社、その他の預金・投資・保険機関など、オンラインアクセスを提供する組織はこれらのコードを活用できます。MACは金融暗号技術における重要な構成要素です。

• 攻撃者がMとC(K, M)を観察できたとしても、C(K, M') = C(K, M)となるような偽のメッセージM'を作成することは、計算上不可能でなければなりません。

• C(K, M)は一様に分布している必要があります。つまり、ランダムに選択されたメッセージMとM'について、C(K, M) = C(K, M')となる確率は2^-nでなければなりません（nはMACのビット数）。

• M'が既知の変換f(M)に等しい場合、たとえば特定の1ビット以上を反転させるような変換が考えられます。この場合も、PR[C(K, M) = C(K, M')] = 2^-nが成立しなければなりません。