イメージ署名

2025年11月5日

イメージ署名

英語表記: Image Signing

概要

イメージ署名とは、コンテナイメージが作成されてから利用されるまでの間に、第三者による改ざんやなりすましが行われていないことを、暗号技術を用いて保証する仕組みです。これは、コンテナ技術（Docker, Podman）のエコシステムにおいて、イメージの完全性（Integrity）と信頼性（Authenticity）を確保するためのセキュリティ機能の中核を担っています。特に、オープンスタンダードであるPodmanとOCIの環境において、BuildahやSkopeoといったツールと連携し、コンテナサプライチェーン全体の安全性を高める上で非常に重要視されています。

詳細解説

イメージ署名の導入は、現代のコンテナ運用において避けて通れないセキュリティ対策の一つです。インターネット上には無数のコンテナイメージが存在しますが、そのどれが信頼できる提供元から提供された「本物」であるかを判断できなければ、悪意のあるイメージを実行してしまうリスクが常につきまといます。

目的：サプライチェーンセキュリティの確保

イメージ署名の最大の目的は、コンテナイメージのライフサイクル全体を通じて、そのイメージが意図した通りであること、つまり「誰が」「いつ」「何を作成したか」を証明し、途中の改ざんを防ぐことにあります。これは、近年増加しているソフトウェアサプライチェーン攻撃、すなわち信頼できる経路を通じてマルウェアを侵入させる手口への効果的な防御策となります。

Podmanエコシステムにおける連携

イメージ署名は、Podmanを中心としたコンテナ管理ツール群が連携することで機能します。この連携こそが、コンテナ技術（Docker, Podman） → Podman と OCI → Buildah/Skopeoという文脈でこの概念を理解する鍵となります。

署名の生成（Buildah/Skopeoの役割）:
- 通常、イメージの構築（ビルド）にはBuildahのようなツールが使用されます。イメージが完成した後、作成者は秘密鍵を用いてイメージのハッシュ値（ダイジェスト）から電子署名を生成します。
- この署名プロセス自体や、署名されたイメージをレジストリにプッシュする作業は、Skopeoなどのツールを使って行われることが多いです。Skopeoは、イメージ本体だけでなく、関連する署名データやメタデータを正確に扱う能力を持っています。
署名の保管と転送:
- 生成された署名データは、多くの場合、イメージ本体とは別の場所に保管されます。例えば、レジストリ内の特定の場所にメタデータとして保存されたり、外部のトラストサービス（Sigstoreなど）に記録されたりします。
署名の検証（Podmanの役割）:
- ユーザーがPodmanを使ってイメージをプルし、実行しようとする際、Podmanはまずシステムに設定された信頼ポリシー（Trust Policy）を参照します。
- このポリシーに基づいて、該当する公開鍵を取得し、プルしたイメージに付与されている署名が正当であるかを確認します。
- もしイメージの内容（ダイジェスト）と署名が一致しなかった場合（＝イメージが改ざんされた証拠）、Podmanはそのイメージの実行をきっぱりと拒否します。これにより、安全ではないイメージが誤って実行されるのを未然に防いでくれるのです。この仕組みは非常に心強いですよね。

動作原理：公開鍵暗号技術

イメージ署名は、電子署名と同じく公開鍵暗号方式を利用しています。作成者のみが持つ秘密鍵で「署名」し、広く公開されている公開鍵で「検証」を行うことで、署名者が誰であるか、そして内容が変更されていないかを第三者が確認できるようにしているのです。

具体例・活用シーン

イメージ署名は、単なる技術的な機能に留まらず、組織のセキュリティガバナンスを確立するための重要な手段として活用されています。

信頼できるソースの強制:
- 大規模な組織では、開発部門が作成したイメージのみを本番環境のサーバーで実行したいというニーズがあります。その際、組織の秘密鍵で署名されたイメージ以外は実行を許可しないよう、Podmanの信頼ポリシーを設定します。これにより、開発者が誤ってインターネット上の未検証のイメージを使ってしまう事故を防ぐことができます。
監査対応とコンプライアンス:

アナロジー：最高機密の「封蝋と鑑定士」

イメージ署名の仕組みを理解するために、「最高機密の文書を運ぶプロセス」を想像してみましょう。

昔、王室の外交文書など、最高機密の書類は、封筒に入れられた後、王様固有の刻印が施された熱いワックス（封蝋）で厳重に封印されていました。

署名（封蝋）: 王様（イメージ作成者）は、秘密の刻印（秘密鍵）を使って文書（イメージ）に封蝋を施します。この刻印は王様だけが持っています。
転送（Skopeoの仕事）: 文書が遠方の受け取り手まで運ばれます。
検証（Podmanと鑑定士）: 受け取り手（Podman）は、文書を開ける前に、専門の鑑定士（公開鍵）に依頼します。
- 鑑定士は、封蝋が破られていないか（完全性の確認）
- 刻印が本物の王室のパターンと一致するか（信頼性の確認）
- をチェックします。

もし、封蝋が割れていたり、刻印が偽物であったりすれば、文書は「途中で誰かに開けられたか、王室からの本物ではない」と判断され、即座に破棄されます。

この「王様の秘密の刻印」が秘密鍵、「鑑定士が知っている王室の正しいパターン」が公開鍵、そして「開封前の最終チェック」がPodmanによる署名検証に当たるのです。