OAuth2.0 PKCEを UEでまじめに扱う

OAuth2.0 PKCEを UEでまじめに扱う @UE Tokyo .dev #4 (2025.03) 2025/03/14 by みずあめ

About Me 名前: 佐藤 良 年齢: 18歳 所属: 筑波大学情報学群情報科学類1年 ついったー: @mizuameisgod web: https://mizuame.works/ やってること: ゲームクライアント、インフラ、機械学習、言語モデル、セキュリティ、web、 ネットワーク etc… 興味があることは割と何でもかじっています

• https://mizuame.works/

アカウント認証したいですよね？ EOS、PlayFab、FireBase、Cognitoなど fabを見ると、有料/無料問わずそれらに対応するプラグインが売られている

問題 ● プラグインが対応しなくなったら終焉 ● ソーシャルログインめんどくさい ● C++でプラグイン作るにしてもSDKがアップデートされる度に 対応しなければいけない可能性がある

実は: 別にゲーム内でログインさせる必要はない

→Webでログインさせ、何らかのトークンをアプリケーションに渡せれば良い ここで登場するのが、OAuth2.0とPKCEと言う仕組みです。

ざっくりとOAuth 認可サーバーとリソースサーバ に別れている

PKCEとは EN: Proof Key for Code Exchange by OAuth Public Client JA: OAuth公開クライアントによるコード交換のための検証キー

何を言っているんだ...? ウェブブラウザ UEアプリ 認可サーバー トークンくれ ログイン情報 トークン トークン

脆弱性 悪意のある アプリ UEアプリ ウェブブラウザ 認可サーバー トークンくれ ログイン情報 終焉 トークン トークン

思想 ● ● ● 問題なのは、認証をしたいアプリケーションが、別のアプリケーションに認証を横取 りされること。 横取りされるタイミングはWEBブラウザからのリダイレクト時 では、真のアプリケーションしか知り得ない情報を、もう一回アプリケーション側で認 証サーバーに送り、整合性を確認できれば良さそう →一方向性関数を用いると良さそう

一方向性関数とは？ ただのハッシュ関数(今回はsha256) ● ● ● 出力された値を元に元の値を出すのが困難(原像計算困難性) 異なる2つの入力値から同じハッシュ値を生成することが困難(衝突発見困難性) ハッシュ値を元に、元となった値とは別の、ハッシュ値が一致する値を見つけるのが 困難(第二原像計算困難性)

PKCEの実装 つまり、クライアント(UEアプリケーション)は 最初にブラウザで渡すハッシュ値(code_challenge)と 元の値(code_verifier)を生成する必要がある。

実は: 安全な乱数を生成するのはかなり難しいらしい

安全な乱数を作ろう(RFC 7636) ● ● code_verifier =予約されていない文字を使用した高エントロピー暗号ランダム文字列 [A-Z] / [a-z] / [0-9] / ”-” / ”。” [RFC3986]のセクション2.3の/ ”_” / ”〜“。最小長は43文字、最大長は128文字です。 コードベリファイアには、値を推測するのを非実用的にするのに十分なエントロピーが必要です（ SHOULD） → void MutateSeed(){ _Seed = (_Seed * 196314165U) + 907633515U; } https://github.com/EpicGames/UnrealEngine/blob/0c544b150542b59fc87bdcf64caae09f4e3bc11c/Engine/Source/Runti me/Solaris/uLangCore/Public/uLang/Common/Misc/RandomStream.h →BPでランダム系の処理を呼ぶと、多分、謎の線形合同法による乱数生成になってるし、そもそもシード値をどうやって決定するの かが問題になる

• https://github.com/EpicGames/UnrealEngine/blob/0c544b150542b59fc87bdcf64caae09f4e3bc11c/Engine/Source/Runtime/Solaris/uLangCore/Public/uLang/Common/Misc/RandomStream.h

具体的な攻撃シナリオ 例えば、BPのRndom Int In Rangeを使い、シード値に現在時刻を使い、 code_challengeとcode_verifierを生成したとする。 この値を元にLaunchURLをしてしまった場合、悪意のあるアプリケーションが LaunchURLを実行した時刻を元にある程度の元になったであろう大まかなシード値を 計算し、これをRndom Int In Rangeに入れ再計算し、code_challengeに対してブルート フォースしてしまえば容易に元のcode_verifierを割ることができる。 これとauto codeジャックを組み合わせれば、トークンを盗むことが可能

疑問：真の乱数生成はどうやってるの？Linux編 本質的に、どんなに優秀なアルゴリズムであろうが、そもそものシード値の生成に問題を抱える。つまり、 真のランダム性（エントロピー）をどこから得るかと言う話に帰着する。 Linuxの/dev/randomでは真の乱数を得ることができる。 CPUの熱、ノイズ、時間、ハードウェア、マウス/キーボードの入力 これらを組み合わせ、エントロピープールを作成している。 また一回使用されたものは使用できないため、エントロピープールには消費という概念がある。よって連続 して真の乱数を生成するのができない時がある。 が、現実問題urandomで問題ないらしい(urandomでは使い回しがされる)

サーバーで生成しようか cloudflare workersでjsの crypto.getRandomValues()を実行 →Crypto::getRandomValues() →crypto::RandBytes()→base::RandBytes() →RandBytesInternal() →getrandom() {Linuxのシステムコール、urandomを使用} httpsでgetすると取れるようにした。 {"code_verifier":"yCqQ3BxSzAvy35f0bfaJh1F13WZb06Z2Owg8qbzHu10","code_challen ge":"AL7173Mu_Fcoe9lPhWEFyhaBhXfd4qAUvwrZlSkldfo","timestamp":1741678808328 }

流れをざっと

具体的な実装 ブラウザを開くにはデフォルトであるLaunchURLを使えばいいが、 コードの受け取りをどうするのか問題になる。 今回はsimple http serverというプラグインを使用した。 https://www.fab.com/ja/listings/d95fcaab-6699-449a-a742-05564bc9959c https://github.com/Kaboms/UE-Simple-Http-Server?tab=readme-ov-file

• https://www.fab.com/ja/listings/d95fcaab-6699-449a-a742-05564bc9959c
• https://github.com/Kaboms/UE-Simple-Http-Server?tab=readme-ov-file

URL構築 今回はIdPにAWS Cognitoを使用したため、以下のURLを構築する https://{cognito_domain}/oauth2/authorize?client_id={cognito_client_id}&respo nse_type=code&scope=openid+email&redirect_uri=http://localhost:{server_port}/ callback&code_challenge={code_challenge}&code_challenge_method=S256 ドメイン、 IDはAWS Consoleで取得できるもの code_challengeはworkersからhttpsで取得したもの server_portは自分で立てたsimple http serverのポート番号

リダイレクト先サーバー構築 actorからsimple http server classを継承したBPを作り、カスタムイベントをバインドしま す

クエリパラメータからcodeをget コールバックはgetリクエストとし て来ます。 その際、?code= URLクエリパラメーターでauth codeがくるので、これを獲得しま す。

exchange code httpsリクエストを構築します。対象エンドポイントは https://{cognito_domain}/oauth2/token bodyは grant_type=authorization_code&client_id={cognito_client_id}&code={returned_ code}&redirect_uri=http://localhost:{server_port}/Fcallback&code_verifier={code _verifier} code_verifierは最初にworkersからhttpリクエストで受け取ったもの

exchange code

実演 認証してみよう auth codeのexhangeでもらった cognitoのid_token(JWT)を、 AWS Lambdaに投げ、メールア ドレスを認証するデモです。

いかがでしたか？ cloudflare workersのコードを公開しています https://github.com/mizuamedesu/gen-verifier/tree/master JWTを検証後、メールアドレスを返すAWS Lambdaのコード(Node.js)を公開しています https://github.com/mizuamedesu/cognito-lambda 又以前、今回の内容について雑に書いたブログがあるのでそちらもご覧下さい https://mizuame.works/blog/2025-01-21/

• https://github.com/mizuamedesu/gen-verifier/tree/master
• https://github.com/mizuamedesu/cognito-lambda
• https://mizuame.works/blog/2025-01-21/