ディスク暗号化ソフトウェア

ディスク暗号化ソフトウェアは、ディスク暗号化を使用してコンピュータ メディア (ハード ディスク、フロッピー ディスク、USB デバイスなど) に保存されているデータの機密性を保護するコンピュータ セキュリティソフトウェアです。

暗号化は、一般的にオペレーティング システム(OS)によって強制されるアクセス制御とは異なり、データがハードウェアから直接読み取られたり、別の OS によって読み取られたりするなど、OS がアクティブでない場合でも、データの機密性を受動的に保護します。さらに、暗号シュレッディングにより、ディスクのライフサイクルの終了時にデータを消去する必要がなくなります。

ディスク暗号化とは、一般的に、ボリューム全体に対して、ユーザー、システム、アプリケーションに対してほとんど透過的に実行される大規模な暗号化を指します。これは通常、ユーザーが 1 つのファイルまたはファイル グループに対して呼び出して実行し、ユーザーが暗号化する特定のファイルを決定する必要があるファイル レベルの暗号化とは区別されます。ディスク暗号化には通常、ディレクトリを含むディスクのすべての側面が含まれるため、攻撃者はファイルの内容、名前、またはサイズを特定できません。これは、紛失や盗難に特に弱いラップトップ コンピューターやサム ドライブなどのポータブル デバイスに適しています。適切に使用すれば、紛失したデバイスを見つけた人が実際のデータに侵入することも、どのようなファイルが存在するかを知ることもできません。

ディスクのデータは、ディスクの暗号化が最初に確立されたときにランダムに生成されるキーを使用して対称暗号化によって保護されます。このキー自体は、(理想的には) ユーザーのみが知っているパスワードまたはパスフレーズを使用して何らかの方法で暗号化されます。その後、ディスクのデータにアクセスするには、ユーザーはパスワードを入力して、ソフトウェアがキーを利用できるようにする必要があります。これは、暗号化されたデータを使用する前に、各オペレーティング システムの起動後に行う必要があります。

ソフトウェアで実行される暗号化は、通常、すべてのアプリケーションとほとんどのシステム プログラムと低レベルのデバイス ドライバーの間のレベルで動作し、プログラムによって生成された後、ディスクに物理的に書き込まれる前に、データを「透過的に」(ユーザーの観点から) 暗号化します。逆に、データは読み取られた直後、プログラムに提示される前に復号化されます。適切に実行されると、プログラムはこれらの暗号化操作を認識しません。

一部のディスク暗号化ソフトウェア (例: TrueCryptまたはBestCrypt ) は、ディスク ハードウェア暗号化では通常実現できない機能を提供します。つまり、「コンテナー」ファイルを独自のファイル システムを持つ暗号化された論理ディスクとしてマウントする機能や、より明白な「外部」ボリュームの空き領域内に秘密裏に隠された暗号化された論理「内部」ボリュームなどです。このような戦略により、もっともらしい否認が可能になります。

ディスク暗号化ソフトウェアのよく知られた例としては、Windows 用のBitLocker 、 Apple OS/X 用のFileVault 、主にLinux用の標準フリーソフトウェアであるLUKS、Windows、OS/X、Linux 用の非商用フリーウェア アプリケーションである TrueCrypt などがあります 。

• 2008 年の研究では、ダイナミック ランダム アクセス メモリ(DRAM)にデータ残留性があることが判明しました。室温では数秒から数分、メモリ チップを低温に冷却するとデータ保持時間がはるかに長くなります。研究の著者らは、効率的な使用のために拡張されたキーの保存方法の冗長性を利用することで、メモリの劣化にもかかわらず、いくつかの一般的なディスク暗号化システムの暗号化キーをコールド ブート攻撃で復元できることを実証しました。著者らは、コンピューターの正当な所有者が物理的に制御していない場合は、コンピューターを「スリープ」状態にするのではなく、電源を切ることを推奨しています。ただし、このキー復元方法は、制御された実験室環境に適しており、必要な機器と冷却システムのために「現場」での使用には非常に非実用的です。^[1]

VeraCrypt、CipherShed （廃止されたTrueCryptプロジェクトのアクティブなオープン ソース フォーク）、BestCrypt（独自のトライアルウェア）などの一部のディスク暗号化システムでは、ユーザーが暗号化されたボリュームのパスワードを明らかにせざるを得ない場合に役立つ可能性のある、 妥当な否認レベルが提供されています。

隠しボリュームは、目に見える「コンテナ」ボリューム (「外部」ボリュームとも呼ばれる) の空き領域内に 2 番目の「隠し」ボリュームを配置できるステガノグラフィ機能です。隠しボリュームには、コンテナ ボリュームとは異なる独自のファイル システム、パスワード、および暗号化キーがあります。

隠しボリュームの内容は暗号化され、外側のボリュームのファイル システムの空き領域に保存されます。この領域は、隠しボリュームが存在しない場合はランダムな値で埋められます。ディスク暗号化ソフトウェアによって外側のコンテナーがオンラインになると、内側のボリュームと外側のボリュームのどちらがマウントされるかは、提供されたパスワードによって決まります。外側のボリュームの「通常の」パスワード/キーが有効であることが証明された場合、外側のボリュームがマウントされます。隠しボリュームのパスワード/キーが有効であることが証明された場合、(そしてその場合にのみ) 隠しボリュームの存在が検出され、マウントされます。そうでない場合、パスワード/キーが内側または外側のボリューム記述子のどちらも正常に復号化できない場合は、どちらもマウントされません。

表示可能なコンテナ ボリューム内に隠しボリュームが作成されると、ユーザーは重要そうに見える情報 (ただし、実際には公開してもかまわない情報) を外側のボリュームに保存し、より機密性の高い情報は隠しボリューム内に保存されます。

ユーザーがパスワードを明かすよう強制された場合、ユーザーは隠しボリュームの存在を明かすことなく、外殻ボリュームのパスワードを明かすことができます。ユーザーが「ホスト」ディスクの空き領域を上書きする際に特定の予防措置を講じれば、隠しボリュームが危険にさらされることはありません。^[2]

ボリュームは、ファイルに保存されるか、デバイス/パーティションに保存されるかに関係なく、識別可能な「署名」や暗号化されていないヘッダーを意図的に含めない場合があります。暗号アルゴリズムは、キーを知らなければ疑似ランダム順列と区別できないように設計されているため、暗号に既知の弱点がない限り、暗号化されたボリューム上のデータの存在も検出できません。^[3]これは、マウントするためのパスワードがなければ、ファイルまたはパーティションが暗号化されたボリューム（ランダムデータではない）であることを証明できないことを意味します。この特性により、ボリュームに別の隠しボリュームが含まれているかどうかを判断することも不可能になります。

ファイル ホスト ボリューム (パーティションとは対照的) は、ファイルに意図的に配置された完全にランダムなデータであるため、場合によっては場違いに見えることがあります。ただし、パーティションまたはデバイス ホスト ボリュームは、Darik's Boot や Nukeなどの一般的なディスク消去ツールで消去されたパーティションまたはデバイスと変わりません。このようなデバイスまたはパーティションは個人データを消去するために消去されたともっともらしく主張できます。

ポータブル モードまたは「トラベラー モード」とは、暗号化ソフトウェアをシステム ハード ドライブにインストールせずに実行できることを意味します。このモードでは、ソフトウェアは通常、ポータブル メディアから一時的なドライバーをインストールします。ドライバーをインストールするため (一時的とはいえ)、管理者権限が必要です。

一部のディスク暗号化ソフトウェアでは、暗号化されたボリュームのサイズを変更できます。これを完全に実装しているシステムは多くなく、これを実現するために「スパース ファイル」を使用しています。^{[引用が必要]}

暗号化されたボリュームには、バックアップ可能な「ヘッダー」(または「CDB」) データが含まれています。これらのデータを上書きするとボリュームが破壊されるため、バックアップする機能は便利です。

これらのデータのバックアップ コピーを復元すると、ボリュームのパスワードがバックアップ作成時の状態にリセットされる可能性があります。

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