Dependency Confusion攻撃の検出と緩和

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本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。

Dependency Confusion攻撃の検出と緩和

Dependency Confusion攻撃は、ソフトウェアサプライチェーンセキュリティにおける重要な脅威の一つです。この攻撃は、パブリックなパッケージリポジトリとプライベートなリポジトリを併用する開発環境において、悪意のある攻撃者がパブリックリポジトリにプライベートパッケージと同一名の不正なパッケージを公開することで発生します。これにより、ビルドシステムが悪意のあるパブリックパッケージを誤ってダウンロードし、実行してしまうリスクが生じます。本記事では、Dependency Confusion攻撃の脅威モデル、具体的な攻撃シナリオ、そして効果的な検出戦略と緩和策について、実務的な観点から解説します。

脅威モデル

Dependency Confusion攻撃の脅威モデルは、主に以下の要素によって構成されます。

  • 攻撃者: 内部システムへのアクセスを狙う外部の悪意のあるアクター。

  • 標的システム: パブリックとプライベートの両方のパッケージリポジトリを利用する開発・ビルド環境（CI/CDパイプラインを含む）。

  • 脆弱性: パッケージマネージャーの依存関係解決ロジックの曖昧さ、またはプライベートパッケージの命名規則の不備。

  • 目的: 標的システム内でのコード実行（RCE）、機密情報の窃取、バックドアの設置、他のサプライチェーン攻撃の足がかり。

この攻撃は、開発プロセスにおいて広く利用されるパッケージマネージャー（npm, pip, NuGetなど）の挙動を悪用するため、潜在的な影響範囲が非常に広くなります。

攻撃シナリオ

Dependency Confusion攻撃の典型的なシナリオは以下のようになります。

graph TD
    A["攻撃者"] --> B{"内部パッケージ名の推測/発見"};
    B --> C["悪意のある同名パッケージを公開レジストリに公開"];
    C --> D{"開発チーム/CI/CDがビルド開始"};
    D --> E{"パッケージマネージャーが依存関係解決"};
    E -- 脆弱な構成の場合 --> F["悪意のある公開パッケージを優先的にダウンロード"];
    E -- 安全な構成の場合 --> G["プライベートパッケージをダウンロード/エラー"];
    F --> H["不正コードの実行"];
    H --> I["情報窃取/バックドア設置/システム侵害"];
    G --> J["安全なビルドの継続"];

図1: Dependency Confusion攻撃チェーン

  1. 内部パッケージ名の推測/発見 (B): 攻撃者は、GitHubリポジトリ、公開されているドキュメント、エラーメッセージ、リークされた情報などから、組織が使用しているプライベートパッケージの名称を特定しようとします。一般的なパッケージ名や推測しやすい命名規則が悪用されがちです。

  2. 悪意のある同名パッケージを公開レジストリに公開 (C): 攻撃者は特定したプライベートパッケージ名と同じ名前で、悪意のあるコードを含むパッケージをnpm、PyPI、NuGetなどのパブリックレジストリに公開します。バージョン番号を意図的に高く設定することが多いです。

  3. 開発チーム/CI/CDがビルド開始 (D): 開発者が新しいビルドを開始するか、CI/CDパイプラインが自動的にビルドを実行します。

  4. パッケージマネージャーが依存関係解決 (E): パッケージマネージャーは、プロジェクトの依存関係を解決するために必要なパッケージを探し始めます。

  5. 悪意のある公開パッケージを優先的にダウンロード (F): パッケージマネージャーの設定（例: npm installのデフォルト挙動、pipの挙動）やバージョンの優先順位付けロジックにより、意図せずパブリックレジストリ上の悪意のあるパッケージがダウンロードされ、使用されてしまいます。これは、多くの場合、プライベートレジストリよりもパブリックレジストリが先に参照されるか、パブリックレジストリ上のバージョンが高い場合に発生します[1,2]。

  6. 不正コードの実行 (H): ダウンロードされた悪意のあるパッケージがビルドプロセス中に実行され、攻撃者の意図する活動（情報窃取、バックドア設置など）が行われます。

  7. 情報窃取/バックドア設置/システム侵害 (I): 標的システムが侵害され、深刻なセキュリティインシデントに発展します。

検出戦略

Dependency Confusion攻撃を早期に検出するためには、以下の戦略が有効です。

  1. ビルドログの監視:

    • ビルドシステムが出力するパッケージダウンロードログを詳細に監視します。特に、予期せぬソースからのパッケージダウンロードや、普段使用しないバージョン番号のダウンロードがないか確認します。

    • 例（npmのnpm installログの監視）:

      # 悪意のあるパッケージが外部からダウンロードされた可能性のあるログを検出


# 対象: /path/to/npm-debug.log (またはCI/CDログ出力)


# 処理: HTTPリクエストを抽出し、許可されていないレジストリからのものをフィルタリング


# 脆弱な構成のnpmの場合、外部から悪意のあるパッケージが引き込まれる可能性がある。


# O(N) where N is log file size

grep "http" /path/to/npm-debug.log | grep -v "your-private-registry.com" | grep -v "registry.npmjs.org"

# 依存関係リストの定期的な比較


# 前提: 前回のビルド時の依存関係リスト `previous_dependencies.txt` があること


# 計算量: npm lsはO(N) (Nは依存関係の数)、diffはO(M) (Mはファイルの差分量)


# メモリ: 依存関係リストのサイズに比例

npm ls --all > current_dependencies.txt
diff previous_dependencies.txt current_dependencies.txt

  2. ネットワークトラフィックの監視:

    • ビルドサーバーや開発環境からの外部へのネットワークトラフィックを監視し、予期せぬドメインへの接続やデータ転送がないか確認します。これは、悪意のあるパッケージが情報を外部に窃取しようとした際に有効です。

  3. SBOM (Software Bill of Materials) の活用:

    • ビルドされた成果物のSBOMを生成し、使用されているすべての依存関係（パッケージ名、バージョン、ソース）を記録します。これにより、予期せぬ依存関係が混入していないかを定期的に監査できます。

  4. ソフトウェア構成分析 (SCA) ツールの利用:

    • SCAツールは、プロジェクトの依存関係をスキャンし、既知の脆弱性やライセンス情報を識別するだけでなく、パブリックレジストリ上に同名のパッケージが存在しないか、そのバージョンが意図しないものでないかといったDependency Confusionの兆候を検出するのに役立ちます[3]。

  5. 命名衝突スキャンツールの利用:

    • confused (Alex Birsan氏のツール) やSnykのサービスなど、組織のプライベートパッケージ名がパブリックレジストリ上で利用可能か、またはすでに悪意のあるパッケージが存在しないかをチェックするツールを活用します[1]。

緩和策

Dependency Confusion攻撃に対する最も効果的な緩和策は、予防的なアプローチです。

  1. スコープ（Namespace）の利用と一貫した命名規則の強制:

    • プライベートパッケージには、常に組織固有のスコープまたはプレフィックスを強制的に使用します。

    • 例（npmの場合）: npm init --scope=@your-org で初期化し、プライベートパッケージは必ず @your-org/my-private-package のようにします。

    • 例（Pythonの場合）: パッケージ名を your-org-my-private-package のようにユニークなプレフィックスで統一します。

  2. パッケージマネージャーのクライアント設定の厳格化:

    • プライベートスコープのパッケージは必ずプライベートレジストリからのみ取得するよう、クライアントサイドで設定を強制します。

    • 例（npmの場合）: .npmrc ファイルでスコープを特定のレジストリにマッピングします。これにより、@your-org スコープのパッケージは常にプライベートレジストリから取得され、その他は公開レジストリから取得されます。

      ; .npmrc ファイルの内容 (推奨される安全な設定例)
; @your-org スコープのパッケージはプライベートレジストリからのみ取得
@your-org:registry=https://private.registry.com/npm/
; その他すべてのパッケージは公式公開レジストリから取得 (デフォルト)
registry=https://registry.npmjs.org/
; プライベートレジストリへの認証を常に要求
always-auth=true
; 認証トークン (環境変数等で安全に注入)
_authToken=${NPM_TOKEN}

    • 例（pipの場合）: pip.conf または pip.ini で index-url をプライベートレジストリに設定し、extra-index-url で公開レジストリを追加します。--no-index を使用して、明示的に指定されたインデックス以外からのインストールを禁止することも検討します。

      ; pip.conf または pip.ini ファイルの内容 (推奨される安全な設定例)
; [global]セクションでインデックスURLを指定
[global]
; プライベートレジストリを優先的なインデックスとして設定
index-url = https://private.registry.com/pypi/simple/
; 必要に応じて公開PyPIを追加（プライベートで見つからなかった場合に使用）
extra-index-url = https://pypi.org/simple/
; プライベートレジストリのホストを信頼する（HTTPS証明書検証のため）
trusted-host = private.registry.com

      誤用例（安全でない設定）: extra-index-url のみを使用し、index-url を指定しない場合、公開PyPIが先に探索される可能性があり、Dependency Confusionのリスクが高まります。

  3. レジストリレベルでの防御:

    • プライベートレジストリ（例: Azure Artifacts, Nexus, Artifactory）を設定し、特定のスコープを持たないパッケージの公開をブロックしたり、アップストリームのパブリックレジストリとのインタラクションを厳密に制御したりします。

    • レジストリからパブリックレジストリへの「パススルー」を制限し、明示的に承認されたパッケージのみをキャッシュするように設定します。

  4. 依存関係のピン留めとハッシュの利用:

    • package-lock.json (npm), yarn.lock (Yarn), Pipfile.lock (pipenv) などを利用し、使用するパッケージのバージョンを厳密に固定し、そのハッシュ値（Integrity）を記録します。これにより、ダウンロードされるパッケージの内容が変更されていないことを確認できます[1]。

    • 例（Pipfile.lockの一部 – ハッシュによる完全性検証）:

      "requests": {
    "hashes": [
        "sha256:739e1590740924b428d002f23b7e738122d10665f57797746197262f36d40026",
        "sha256:12b9d2421f151b748439d57a4192d19f564771237a6b4c9e821b017b20ce7c83"
    ],
    "version": "==2.31.0"
}

  5. ビルドシステムの最小権限の原則:

    • CI/CDパイプラインやビルドエージェントは、パッケージのダウンロードに必要な最小限のネットワークアクセス権限のみを持つようにします。承認されたプライベートおよびパブリックレジストリ以外の外部ネットワークへのアクセスを厳しく制限します。

運用対策と現場の落とし穴

Dependency Confusion攻撃の対策は、一度導入すれば終わりではありません。継続的な運用と注意が必要です。

  1. 鍵と秘匿情報の取り扱い:

    • プライベートレジストリへのアクセスに使う認証情報（トークン、APIキー）は、シークレットマネージャー（例: AWS Secrets Manager, Azure Key Vault, HashiCorp Vault）で安全に管理し、CI/CDパイプラインには環境変数として渡すなど、コードにハードコードしないようにします。

    • トークンは最小権限の原則に基づき、必要な操作のみを許可するスコープで発行します。例えば、読み取り専用のトークンでビルドを、書き込み権限のあるトークンで公開のみを許可します。

    • 認証情報は定期的にローテーションし、有効期限を設定します。

    • 認証情報の漏洩がないか、アクセスログを継続的に監査します。

  2. 監査と監視の強化:

    • パッケージマネージャーの構成ファイル（.npmrc, pip.confなど）が意図しない変更を受けていないか、定期的に監査します。Gitリポジトリで管理し、変更レビューを必須とするのが理想的です。

    • ビルドパイプラインの定義ファイル（Jenkinsfile, .github/workflows/*.ymlなど）もコードとして管理し、変更をレビューします。

    • 誤検知/検出遅延のトレードオフ: 厳格な検出ルールは誤検知を増やす可能性があります。誤検知によるビルドの中断が開発速度に与える影響を考慮し、閾値の調整や例外処理の検討が必要です。一方で、検出遅延は被害を拡大させるため、バランスが重要です。

  3. 開発者への教育:

    • 開発者がDependency Confusion攻撃の仕組みとリスクを理解し、安全なパッケージ利用プラクティスを遵守できるよう、定期的なセキュリティトレーニングを実施します。

    • 特に、新しい依存関係を追加する際のレビュープロセスを強化します。

  4. 可用性のトレードオフ:

    • 厳格なレジストリ制御やネットワーク制限は、新たなパッケージの導入や緊急時の対応の柔軟性を損なう可能性があります。セキュリティと開発の可用性のバランスを見極め、承認プロセスやホワイトリストの運用を適切に設計する必要があります。

まとめ

Dependency Confusion攻撃は、ソフトウェアサプライチェーンにおける潜在的な破壊力が高い脅威です。この攻撃から組織を守るためには、スコープ利用、厳格なクライアント設定、レジストリ制御、依存関係のピン留め、そして最小権限の原則といった多層的な防御策を講じることが不可欠です。また、これらを適切に運用し、開発者への教育、継続的な監視と監査を通じて、変化する脅威環境に対応していく必要があります。セキュリティと開発効率のバランスを考慮しつつ、継続的な改善を図り、安全なソフトウェア開発エコシステムを構築していきましょう。

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