信頼のウェブ

暗号学において、信頼のウェブは、PGP、GnuPG、およびその他のOpenPGP互換システムで使用される概念であり、公開鍵とその所有者との結びつきの信頼性を確立するために使用されます。その分散型信頼モデルは、認証局（またはその階層）のみに依存する公開鍵インフラストラクチャ（PKI）の集中型信頼モデルの代替です。 ^[1]コンピュータネットワークと同様に、多くの独立した信頼のウェブがあり、どのユーザーも（公開鍵証明書を通じて）複数のウェブの一部となり、複数のウェブ間のリンクになることができます。

信頼のウェブの概念は、1992 年に PGP の作成者であるPhil ZimmermannによってPGP バージョン 2.0 のマニュアルで初めて提唱されました。

時間が経つにつれて、信頼できる紹介者として指定したい他の人からの鍵が蓄積されます。他のすべての人はそれぞれ自分の信頼できる紹介者を選択します。そして、すべての人は徐々に他の人からの証明署名のコレクションを蓄積し、自分の鍵とともに配布します。その署名を受け取る人は誰でも、少なくとも 1 つまたは 2 つの署名を信頼するでしょう。これにより、すべての公開鍵に対する分散型のフォールト トレラントな信頼のネットワークが出現します。

この文脈で「出現」という言葉が使われていることに注意してください。信頼のウェブは「出現」という概念を利用しています。

OpenPGP 準拠のすべての実装には、これを支援するための証明書審査スキームが含まれています。その動作は信頼のウェブと呼ばれています。OpenPGP 証明書 (所有者情報とともに 1 つ以上の公開鍵を含む) は、他のユーザーによってデジタル署名され、その行為によって、その公開鍵と証明書に記載されている人物または組織との関連が承認されます。これは通常、鍵署名パーティーで行われます。^[2]

OpenPGP 準拠の実装には、PGP 使用時にユーザーが信頼する公開鍵と所有者の関連付けを決定するために使用できる投票カウント スキームも含まれています。たとえば、部分的に信頼された 3 人のエンドーサーが証明書 (およびそれに含まれる公開鍵と所有者の関連付け) を保証した場合、または完全に信頼された 1 人のエンドーサーが保証した場合、その証明書の所有者と公開鍵の関連付けは正しいと信頼されます。パラメーターはユーザーが調整可能 (たとえば、部分なし、または 6 つの部分) であり、必要に応じて完全にバイパスできます。

このスキームは、ほとんどの公開鍵インフラストラクチャ設計とは異なり、柔軟性があり、信頼の決定を個々のユーザーの手に委ねています。これは完璧ではなく、ユーザーによる注意とインテリジェントな監視の両方が必要です。基本的に、すべての PKI 設計は柔軟性が低く、ユーザーは PKI によって生成された証明機関 (CA) 署名付き証明書の信頼承認に従う必要があります。

個人に関連する鍵は 2 つあります。公開されている公開鍵と、所有者が保持している秘密鍵です。所有者の秘密鍵は、その公開鍵で暗号化されたすべての情報を復号化します。信頼のウェブでは、各ユーザーが他の人の公開鍵を含むキー リングを持っています。

送信者は受信者の公開鍵で情報を暗号化し、受信者の秘密鍵でのみ復号化できます。各送信者は、暗号化された情報に自分の秘密鍵でデジタル署名します。受信者は、受信した暗号化された情報を送信者の公開鍵と照合することで、それが送信者からのものであることを確認できます。これにより、暗号化された情報が特定のユーザーから送信され、改ざんされていないことが保証され、意図した受信者のみが情報を復号化できます (秘密鍵を知っているのは受信者のみであるため)。

WOT とは異なり、一般的なX.509 PKI では、各証明書に単一の当事者、つまり証明機関(CA) が署名できます。CA の証明書自体が、異なる CA によって署名される可能性があり、最終的には「自己署名」ルート証明書になります。ルート証明書は、下位レベルの CA 証明書を使用するユーザーが利用できる必要があるため、通常は広く配布されます。たとえば、ブラウザや電子メール クライアントなどのアプリケーションとともに配布されます。このようにして、SSL/TLSで保護された Web ページ、電子メール メッセージなどを認証でき、ユーザーはルート証明書を手動でインストールする必要はありません。アプリケーションには通常、数十の PKI からの 100 を超えるルート証明書が含まれているため、デフォルトで、それらにつながる証明書の階層全体に信頼が与えられます。

WOTは、単一障害点によるCA階層の侵害を防ぐために、トラストアンカーの分散化を推進しています。^[3]

OpenPGP の信頼の輪は、企業の倒産などの影響をほとんど受けず、ほとんど変化なく機能し続けています。しかし、関連する問題が起こります。個人であれ組織であれ、秘密鍵を忘れたユーザーは、OpenPGP 証明書にある対応する公開鍵を使用して送信されたメッセージを解読できなくなります。初期の PGP 証明書には有効期限がなく、証明書の有効期限は無制限でした。ユーザーは、対応する秘密鍵が紛失または侵害された場合に備えて、署名済みのキャンセル証明書を用意する必要がありました。ある著名な暗号学者は、ずっと前に秘密鍵を忘れた公開鍵を使用して暗号化されたメッセージを今でも受け取っています。^[4]暗号学者は、送信者にメッセージが読めないことを通知し、対応する秘密鍵がまだある公開鍵で再送信するように要求した後、メッセージを破棄する以外にできることはあまりありません。後の PGP およびすべての OpenPGP 準拠の証明書には有効期限が含まれており、賢明に使用すれば、このようなトラブルは (最終的には) 自動的に回避されます。この問題は、1990 年代初頭に導入された「指定失効者」を使用することで簡単に回避することもできます。キー所有者は、キー所有者のキーを失効させる権限を持つ第三者を指定することができます (キー所有者が自分の秘密キーを紛失し、自分の公開キーを失効させる能力を失った場合)。

PGP/OpenPGP タイプのシステムに組み込まれているような信頼のウェブの非技術的な社会的な難しさは、中央コントローラ ( CAなど) のない信頼のウェブはすべて、信頼のために他のユーザーに依存することです。新しい証明書 (つまり、新しいキー ペアを生成するプロセスで生成されたもの) を持つユーザーは、新しい証明書に対する十分な承認が見つかるまでは、他のユーザーのシステム、つまり個人的に会ったことのないユーザーからすぐに信頼される可能性は低いでしょう。これは、他の多くの信頼のウェブ ユーザーが、その証明書の公開キーを使用してメッセージを作成したり、署名を信頼したりする前に、未知の証明書の 1 人以上の完全に信頼できる承認者 (または部分的な承認者数人) を要求するように証明書の審査を設定するためです。

OpenPGP 準拠のシステムが広く使用されており、オンラインの複数鍵サーバーも簡単に入手できるにもかかわらず、実際には、新しい証明書を裏書する人 (または複数の人) を簡単に見つけることができない可能性があります (たとえば、物理的な ID を鍵所有者の情報と比較し、新しい証明書にデジタル署名する)。たとえば、遠隔地や未開発地域のユーザーは、他のユーザーがほとんどいないことに気付く場合があります。また、相手の証明書も新しい (そして他の人からの裏書がまったくないかほとんどない) 場合、新しい証明書への署名は、他の当事者のシステムから信頼され、安全にメッセージを交換できるようになるためのわずかな利点しか提供できません。鍵署名当事者は、既存の信頼のウェブに証明書を裏書することでインストールできる他のユーザーを見つけるというこの問題を解決する比較的一般的なメカニズムです。他の OpenPGP ユーザーを見つけて鍵署名を手配するのを容易にする Web サイトも存在します。 Gossamer Spider Web of Trust ^{[リンク切れ‍ ] は}、OpenPGP ユーザーを階層型の信頼のウェブでリンクすることでキーの検証を容易にします。エンド ユーザーは、紹介者として承認された人物を偶然または断固として信頼したり、GSWoT のトップ レベル キーをレベル 2 の紹介者として最低限明示的に信頼したりすることでメリットを得ることができます (トップ レベル キーはレベル 1 の紹介者を承認します)。

証明書のチェーンを見つける可能性は、多くの場合、「スモール ワールド現象」によって正当化されます。つまり、2 人の個人がいれば、その 2 人の間には、チェーン内の各人が前後のリンクを知っているような短いチェーンが見つかることが多いのです。ただし、このようなチェーンは必ずしも役立つわけではありません。電子メールを暗号化したり、署名を検証したりする人は、自分の秘密鍵から通信相手の秘密鍵までの署名のチェーンを見つける必要があるだけでなく、チェーン内の各人が鍵に署名することに関して誠実で有能であると信頼する必要もあります (つまり、これらの人が鍵に署名する前に人の身元を確認するというガイドラインに誠実に従う可能性が高いかどうかを判断する必要があります)。これは、はるかに強い制約です。

もう 1 つの障害は、公開鍵と電子メール アドレスの ID と所有権を確認するために、物理的に誰かと会う必要があることです (たとえば、鍵署名パーティーで)。これには、双方に影響する旅費とスケジュールの制約が伴う場合があります。ソフトウェア ユーザーは、世界中にいる何千人もの開発者が作成した何百ものソフトウェア コンポーネントを検証する必要がある場合があります。ソフトウェア ユーザーの一般集団は、直接の信頼を確立するためにすべてのソフトウェア開発者と直接会うことはできないため、代わりに、比較的遅い間接的な信頼の伝播に頼らなければなりません。^{[引用が必要]}

公開鍵サーバーから著者（または開発者、発行者など）の PGP/GPG キーを取得することにもリスクがあります。これは、キー サーバーがサードパーティの仲介者であり、それ自体が悪用や攻撃に対して脆弱であるためです。このリスクを回避するために、著者は代わりに自分の公開鍵を自分のキー サーバー（つまり、自分が所有するドメイン名でアクセスでき、個人のオフィスまたは自宅に安全に配置された Web サーバー）で公開し、公開鍵の送信に HKPS 暗号化接続の使用を要求することができます。詳細については、以下の WOT 支援ソリューションを参照してください。

強いセットとは、強く結びついた PGPキーの最大のコレクションを指します。^[5]これは、グローバルな信頼のウェブの基礎を形成します。強いセット内の任意の 2 つのキーの間にはパスがあります。切断されたグループ内で互いに署名するだけのキー セットの島が存在する可能性がありますが、そのグループのメンバーの 1 人だけが強いセットと署名を交換すると、そのグループも強いセットの一部になります。^[6]強いセットのサイズは、2015 年の初めに約 55000 キーでした。^[7]

PGP / GnuPG / OpenPGP信頼の Webの統計分析では、平均最短距離 (MSD)は、信頼の Web を構成する強力に接続された PGP キーのセット内で特定の PGP キーがどの程度「信頼されている」かを測定する 1 つの方法です。

MSD は、PGP キー セットの分析によく使用される指標です。特定のキーのサブセットに対して MSD が計算され、グローバル MSDと比較されることがよくあります。グローバル MSDは、通常、グローバル Web of Trust の大規模なキー分析の 1 つ内でのキーのランク付けを指します。

オリジナルの開発者または著者と実際に会うことは、常に最高の信頼レベルで PGP/GPG キーを取得、配布、検証、信頼するための最良の方法であり、今後も最高の信頼できる方法の最高レベルであり続けるでしょう。オリジナルの著者/開発者が、広く知られている (物理的/紙の資料に基づく) 本で GPG/PGP の完全なキーまたは完全なキーのフィンガープリントを公開することは、ユーザーとユーザーのために信頼できるキーを共有する 2 番目に良い方法です。開発者または著者と会う前に、ユーザーは図書館やインターネットで開発者または著者について独自に調査し、開発者または著者の写真、作品、公開キーのフィンガープリント、電子メール アドレスなどを把握しておく必要があります。

しかし、安全に通信またはメッセージを送信したい何百万ものユーザーが各受信者ユーザーと物理的に会うことは現実的ではありません。また、何百万人ものソフトウェア ユーザーが、ソフトウェアまたはファイルに署名するPGP / GPG公開鍵を検証して信頼し、最終的に自分のコンピューターで使用することを望んでいる何百万人ものソフトウェア開発者または作成者と物理的に会う必要があることも現実的ではありません。したがって、1 つ以上の信頼できる第三者機関(TTPA) タイプのエンティティまたはグループがユーザーに利用可能で、ユーザーが使用できる必要があり、そのようなエンティティ/グループは、世界中の何百万ものユーザーにいつでも 信頼できる検証または信頼の委任サービスを提供できる必要があります。

実際には、ダウンロードまたは受信したコンテンツやデータ、電子メール、ファイルの信頼性を検証するには、ダウンロードしたメイン コンテンツ、メイン データ/電子メール、メイン ファイルの PGP/GPG署名コード/ファイル (ASC、SIG)を検証する必要があります。そのため、ユーザーは元の開発者または元の著者の信頼できる検証済みの公開鍵を使用するか、その公開鍵の元の所有者が信頼する信頼できるファイル署名公開鍵を使用する必要があります。そして、特定の PGP/GPG キーを本当に信頼するには、ユーザーは特定のオリジナルの作成者または開発者全員と物理的に会うか、ファイル署名公開キーのオリジナルリリース者と物理的に会うか、WOT の信頼チェーン内にある別の信頼できるユーザー (つまり、特定のオリジナルの作成者または開発者から信頼されている別のユーザー、別の開発者、または別の作成者) を見つけて、その人と物理的に会って、その人の PGP/GPG キーで実際の ID を検証する必要があります (また、自分の ID とキーを他のユーザーに提供して、双方が互いの PGP/GPG キーに署名/認証して信頼できるようにします)。ソフトウェアが人気があるかどうかに関係なく、ソフトウェア ユーザーは通常、世界中のさまざまな場所にいます。オリジナルの作成者、開発者、またはファイルリリース者が、何百万ものユーザーに公開キー、信頼、または ID 検証サービスを提供することは物理的に不可能です。また、何百万ものソフトウェアユーザーが、自分のコンピューターで使用する（または使用する必要がある）すべてのソフトウェア、すべてのソフトウェアライブラリ、またはすべてのコードの開発者、作成者、リリース者と物理的に会うことも現実的ではありません。WOT の信頼されたチェーンに複数の信頼できる人物（元の作者によって）がいたとしても、すべての開発者または作成者が他のすべてのユーザーと会うことは物理的にも実際的にも不可能であり、すべてのユーザーが、自分が使用または作業するソフトウェアの何百人もの開発者と会うことも不可能です。この分散型階層ベースの WoT チェーンモデルが普及し、ほとんどの近くのユーザーに使用されるようになったときに初めて、WoT の物理的な会議と公開鍵の認証および署名手順が容易になります。

解決策としては、まず、オリジナルの作成者/開発者が、独自のファイル署名キーに署名/認証するための信頼レベルを設定する必要があります。次に、更新された公開キーと更新されたファイル署名公開キーも、オンラインの安全な暗号化された媒体を介してユーザーに公開および配布 (またはアクセス可能に) する必要があります。これにより、世界中のあらゆる場所のユーザーが、正確で信頼できる変更されていない公開キーを取得できるようになります。各ユーザーが正確で信頼できる公開鍵と署名済みコード/ファイルを取得していることを確認するには、元の開発者/作成者または元のリリース者が、更新された公開鍵を独自のキー サーバーで公開し、 HKPS暗号化接続の使用を強制するか、更新された完全な公開鍵 (および署名済みコード/ファイル) を、独自の Web サーバーの自身のプライマリ ドメイン Web サイトから (外部サーバーにあるサブドメイン、ミラー、外部/共有フォーラム/Wiki などの Web サイト サーバー、パブリックまたは外部/共有クラウドまたはホスティング サービス サーバーからではなく)、独自の施設内 (自宅、自宅オフィス、またはオフィス) に配置して安全に保管する必要があります。この方法では、元のキー/コードの小さな断片は、インターネットを介してそのまま移動し、転送中に変更されずに残ります (暗号化された接続のため)。また、盗聴または変更されることなく宛先に到達し、ユーザー側に到達します。また、単一または複数のチャネルの TTPA ベースの検証により、信頼できる公開キーとして扱うことができます。公開キーが (元の開発者自身の Web サーバーから) 複数のTTPA (信頼できるサードパーティ機関) ベースのセキュリティ保護され、検証され、暗号化された接続を介して取得されると、信頼性が高まります。

オリジナルの公開鍵/署名済みコードが、暗号化された接続または暗号化されたウェブページを介して、オリジナルの開発者または作成者自身のウェブサーバーまたはキーサーバーに表示される場合、他のファイル、データ、またはコンテンツは、サブドメインサーバー、ミラー、または共有クラウド/ホスティングサーバーからの HTTP/FTP など、あらゆる種類の暗号化されていない接続を介して転送できます。これは、暗号化されていない接続に基づくダウンロードされたアイテム/データ/ファイルは、後で、オリジナルの作成者/開発者の独自のサーバーから、セキュリティで保護され、暗号化され、信頼された (つまり、検証された) 接続/チャネルを介して取得されたオリジナルの公開鍵/署名済みコードを使用して認証できるためです。

暗号化された接続を使用してキーまたは署名されたコード/ファイルを転送すると、ソフトウェア ユーザーは、パブリックCA (証明機関) などのPKI TTPA (信頼できるサードパーティ機関)に信頼を委任して、元の開発者/作成者の Web サーバーと世界中の何百万ものユーザーのコンピューターの間でいつでも信頼できる接続を提供できるようになります。

オリジナルの作成者/開発者のドメイン名とネームサーバーがDNSSECによって署名され、使用されているSSL/TLSパブリック証明書が TLSA/ DANE DNSSec DNS リソースレコードで宣言/表示されている場合 (および信頼チェーン内の SSL/TLS 証明書がWeb サーバーによってHPKP技術を介して固定され使用されている場合)、Web サーバーの Web ページまたはデータは、パブリック CA 以外の別の PKI TTPA : DNSSEC および DNS 名前空間管理者ICANN を介して検証することもできます。 DNSSEC は、ネームサーバー用の PGP/GPG WOT の別の形式です。最初にネームサーバー (人ではなく) の信頼チェーンを作成し、次に人の PGP/GPG キーとフィンガープリントをサーバーの DNSSEC DNS レコードに追加することもできます。したがって、安全に通信したいユーザー (またはソフトウェア ユーザー) は、ICANN (DNSSEC) と CA (SSL/TLS 証明書) という 2 つの (別名、デュアル/ダブル) 信頼できる PKI TTPA/チャネルを同時に介して、検証 (別名、認証) されたデータ/キー/コード/Web ページなどを効果的に取得/受信できます。したがって、HKPS、HKPS+DNSSEC+DANE、HTTPS、HTTPS+HPKP、または HTTPS+HPKP+DNSSEC+DANE などのソリューションと技術を使用すると、PGP/GPG キー/署名付きコード データ (またはファイル) を信頼できます。

膨大な数のユーザーグループが独自の新しいDLVベースの DNSSECレジストリを作成し、ユーザーがその新しい DLV (ICANN-DNSSEC とともに) ルートキーを独自のローカル DNSSEC ベースの DNS リゾルバ/サーバーで使用し、ドメイン所有者がそれを独自のドメイン名の追加署名にも使用する場合、新しい第 3 の TTPA が存在する可能性があります。このような場合、PGP/GPG キー/署名済みコード データ、または Web ページまたは Web データは、3 チャネル/トリプル チャネルで検証できます。ISCの DLV 自体は、現在も広く使用されておりアクティブであるため、第 3 の TTPA として使用できます。そのため、別の新しい DLV が利用可能になると、第 4 の TTPA になります。

• 友人同士の（F2F）コンピュータ ネットワーク。
• 自己主権的アイデンティティ
• バーチャルコミュニティ
• 信頼の連鎖
• 信頼のルート

• ファーガソン、ニールス、ブルース・シュナイアー（2003年）。『実用暗号学』。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 0-471-22357-3。

• PGP Web of Trustの説明
• PGP 信頼ウェブの強力なセットの分析。現在はメンテナンスされていません。最後にアーカイブされたリンクは 2020 年 8 月です。