PDF security implementation

PDFセキュリティ実装とは、PDF文書を不正なアクセス、変更、または配布から保護するために使用される技術的メカニズムとプロトコルを指します。PDF仕様 ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) は、暗号化、パスワード保護、デジタル署名、および権限制御を含む包括的なセキュリティフレームワークを定義しています。これらのセキュリティ機能により、文書作成者は使用ポリシーを強制し、文書のライフサイクル全体を通じて機密情報を保護することができます。

PDFセキュリティ実装は、文書のコンテンツとメタデータを保護するためにPDF形式に組み込まれた暗号化およびアクセス制御システムを包含します。その中核として、2つの主要なセキュリティモデルを提供します。パスワードベースの暗号化（開く操作と編集操作を制限）と公開鍵セキュリティ（認証と暗号化にデジタル証明書を使用）です。セキュリティシステムは、PDFファイル構造内の暗号化辞書を通じて動作し、セキュリティハンドラ、暗号化アルゴリズム、アクセス許可、および認証資格情報を指定します。

保存時のみ文書を保護する単純なファイルレベルの暗号化とは異なり、PDFセキュリティ実装は保護を文書形式自体に直接統合し、印刷、テキストのコピー、注釈の追加、フォームフィールドの入力などの特定の操作に対してきめ細かい制御を可能にします。これは、通常、外部サーバーや専用リーダーを必要とするDRM（デジタル著作権管理）システムとは異なり、PDFセキュリティは ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) で定義されているように文書構造内に自己完結しています。

PDF処理アプリケーションを構築する開発者にとって、セキュリティ実装を理解することは、いくつかの実用的な理由から極めて重要です。第一に、多くのエンタープライズおよび法的文書は、GDPR、HIPAA、または金融規制などのコンプライアンス要件を満たすために暗号化とアクセス制御を必要とします。開発者は、意図された保護を損なうことなく、暗号化された文書を読み取り、変更、または作成するために、暗号化された文書を正しく処理する必要があります。

第二に、不適切に実装されたセキュリティは、脆弱性を生み出したり、正当な文書アクセスからユーザーを誤ってロックアウトしたりする可能性があります。開発者は、ユーザビリティを維持しながら文書のセキュリティを尊重する堅牢なアプリケーションを構築するために、さまざまなセキュリティハンドラ、暗号化強度（40ビットRC4から256ビットAESまで）、および権限モデルを理解する必要があります。

第三に、セキュリティ実装は文書のアクセシビリティに影響を与えます。セキュリティ機能を実装する際、開発者は、セキュリティ対策が正当なアクセシビリティ機能の動作を誤って妨げないように、制限が支援技術やTagged PDF構造とどのように相互作用するかを考慮する必要があります。

PDFセキュリティ実装は、PDF仕様 ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) で定義されたいくつかの相互接続された技術コンポーネントを通じて動作します。

暗号化辞書: 文書の暗号化辞書は、セキュリティハンドラ（セキュリティを実装する責任を持つソフトウェアモジュール）、暗号化アルゴリズム、鍵長、およびどのコンテンツが暗号化されているかに関するメタデータを指定します。この辞書は文書トレーラーに存在し、PDFが開かれたときに処理されます。

パスワードセキュリティ: 標準的なパスワードセキュリティは、2種類のパスワードを使用します。ユーザーパスワード（制限された権限で開くことを許可）とオーナーパスワード（完全なアクセスを付与）です。システムは、MD5やSHA-256などのアルゴリズムを使用してこれらのパスワードから暗号化鍵を導出し、次に対称暗号化（RC4またはAES）を使用して文書コンテンツを暗号化します。

権限フラグ: 32ビット整数は、印刷（低解像度または高解像度）、コンテンツの変更、テキストのコピー、注釈の追加、フォームの入力、アクセシビリティのためのコンテンツの抽出、および文書のアセンブリなどの操作を制御する権限設定を格納します。これらのフラグは暗号化され、準拠するPDFリーダーによって強制されます。

公開鍵セキュリティ: 証明書ベースのセキュリティの場合、システムは非対称暗号化を使用し、文書は受信者の公開鍵で暗号化されます。対応する秘密鍵の所有者のみが文書を復号化してアクセスでき、より洗練されたアクセス制御シナリオを可能にします。

デジタル署名: 暗号化とは異なりますが、デジタル署名は公開鍵基盤を使用して文書の真正性を検証し、改ざんを検出します。署名辞書には、文書コンテンツの暗号化ハッシュと署名者の証明書に関するメタデータが含まれています。

• PDF encryption（PDF暗号化） – 不正アクセスを防ぐために暗号化アルゴリズムを使用してPDFコンテンツをエンコードするプロセス
• Digital signatures（デジタル署名） – PDFにおける文書の真正性と完全性を検証するための暗号化メカニズム
• Security handler（セキュリティハンドラ） – 特定のPDFセキュリティスキームの実装を担当するソフトウェアコンポーネント
• Access permissions（アクセス許可） – PDFからの印刷、編集、またはコンテンツのコピーなどの特定の操作を制限するきめ細かい制御
• Certificate-based security（証明書ベースのセキュリティ） – 認証のために公開鍵基盤とデジタル証明書を使用するPDF保護方法