Python cryptographyでメッセージ認証コード（MAC）を生成する方法

メッセージ認証コード（MAC）は、データの改ざんや不正アクセスを検出するために使用される重要なセキュリティ手法です。Pythonのcryptographyライブラリを使用すると、簡単にメッセージ認証コードを生成することができます。この記事では、Python cryptographyを使用してメッセージ認証コードを生成する方法について詳しく説明します。

メッセージ認証コード（MAC）とは

メッセージ認証コード（MAC）は、データの完全性と真正性を確保するために使用される暗号学的な技術です。MACは、送信者がメッセージを生成し、受信者がそのメッセージが改ざんされていないことを検証するために使用されます。

MACは、秘密鍵を使用して計算されるタグ（または署名）です。メッセージと秘密鍵の両方を入力として、特定の暗号学的ハッシュ関数（例えば、HMACやCMACなど）を使用してMACを生成します。送信者はメッセージとMACを一緒に送信し、受信者は同じ秘密鍵を使用してMACを再計算し、送信されたMACと比較します。

もし送信されたメッセージが途中で改ざんされていた場合、MACの値は一致せず、受信者はデータが改ざんされていることを検出することができます。また、MACは秘密鍵に依存しているため、受信者以外の第三者は正しいMACを生成することができず、メッセージの真正性を確認することができません。

MACは、データの送信中に改ざんや不正アクセスのリスクがある場合に使用されます。例えば、データがネットワーク上で送信される場合や、データベースへのアクセス制御が必要な場合などです。MACは、セキュリティの確保やデータの信頼性を高めるための重要なツールとして広く使用されています。

cryptographyのインストール

まず、Python cryptographyライブラリをインストールしましょう。以下のコマンドを使用して、pipを介してライブラリをインストールします。

pip install cryptography

メッセージ認証コードの生成

インストールが完了したら、次のようなコードを使用してメッセージ認証コードを生成することができます。

from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives import hmac

# 共有のシークレットキー
secret_key = b'mysecretkey'

# メッセージ
message = b'Hello, world!'

# HMACオブジェクトを作成
hmac_obj = hmac.HMAC(secret_key, hashes.SHA256())

# メッセージをハッシュに追加
hmac_obj.update(message)

# メッセージ認証コードを生成
mac = hmac_obj.finalize()

print(mac.hex())

上記のコードでは、共有のシークレットキーとメッセージを定義し、hmac.HMACオブジェクトを作成します。その後、updateメソッドを使用してメッセージをハッシュに追加し、finalizeメソッドを呼び出してメッセージ認証コードを生成します。実行すると、16進数表現でメッセージ認証コードが表示されます。このメッセージ認証コードは、メッセージの改ざんや不正アクセスを検出するために使用されます。