【ITニュース解説】GitHub Actionsでデジタル証明書付きPythonパッケージをリリースする方法

Pythonのパッケージを公開する際、開発者が苦労して作り上げたコードが、利用者の手元に届くまでに何らかの悪意ある改ざんを受けたり、あるいは全くの別人が開発者のふりをして偽のパッケージを公開したりするリスクは、常に存在する。このような問題は、ソフトウェアのサプライチェーン（供給網）におけるセキュリティの弱点として知られ、近年、その脅威が増している。システムエンジニアを目指す皆さんにとって、ソフトウェアを開発するだけでなく、そのソフトウェアをいかに安全に利用者に届けるかという視点は非常に重要だ。今月の「Python Monthly Topics」では、このセキュリティリスクを軽減し、より安全にPythonパッケージを公開するための画期的な方法として、デジタル証明書（Digital attestations）の活用と、そのプロセスを自動化するGitHub Actionsについて解説している。

デジタル証明書とは、簡単に言えば、ソフトウェアが「誰によって」「いつ」「どのように」作られたか、そして「途中で改ざんされていないか」を客観的に証明する電子的な保証書のようなものだ。これは、ソフトウェアの信頼性を保証し、利用者が安心してパッケージを使用できるようにするための重要な仕組みである。従来のソフトウェア配布では、開発者が公開鍵暗号方式を用いてパッケージに電子署名を施すことがあったが、これには署名鍵の厳重な管理や、その署名が本当に正規の開発者によって行われたものであるかを確かめるための「信頼の鎖」を確立するのが難しいといった課題が伴った。これにより、万が一開発者の署名鍵が漏洩した場合、悪意のある第三者が偽のパッケージに正規の署名をしてしまう危険性があった。

そこで注目されているのが、sigstoreプロジェクトが提供するツール群だ。sigstoreは、オープンソースソフトウェアのサプライチェーンにおけるセキュリティを強化することを目的としており、開発者が複雑な鍵管理なしに簡単にデジタル署名を生成・検証できる仕組みを提供している。この記事では、sigstoreを構成する主要な要素であるRekor（レコー）、Fulcio（フルチオ）、そしてGitsign（ギットサイン）の概念が、デジタル証明書付きパッケージのリリースにどのように貢献するかが示されている。Rekorは、生成されたデジタル署名の情報を公開して誰もが検証できるようにする透明性ログという、改ざん不可能な記録システムである。Fulcioは、GitHubアカウントのような既存のIDプロバイダを使って、開発者の身元を確認し、短い寿命を持つ署名鍵を安全に発行するサービスだ。Gitsignは、このFulcioから発行された短命の署名鍵を使ってGitのコミットに署名するツールで、コードの出所を明確にする役割を果たす。

これらの仕組みを組み合わせることで、開発者は特別な長期的な署名鍵を自前で管理することなく、一時的に発行される短い寿命の署名鍵を使ってパッケージに署名できる。この署名はRekorに記録されるため、後から誰でもその署名が正しいことを検証できるのだ。これにより、「このパッケージは、特定のGitHubユーザーが、いつ、どのリポジトリからビルドし、リリースしたものである」といった詳細な情報を、信頼できる形で提供できるようになる。利用者は、単にパッケージをダウンロードするだけでなく、そのパッケージに添付されたデジタル証明書を検証することで、その正当性を確認できるようになるわけだ。これは、悪意ある第三者が正規のパッケージを改ざんしたり、偽のパッケージを配布したりする「サプライチェーン攻撃」に対する非常に有効な防御策となる。

そして、この一連のデジタル証明書の生成とパッケージへの付与、そして公開プロセスを、手動ではなく自動で行うのがGitHub Actionsだ。GitHub Actionsは、GitHub上でリポジトリに特定のイベント（例えば、コードのプッシュやリリースの作成など）が発生した際に、あらかじめ定義された一連のタスクを自動的に実行する機能である。これは、ソフトウェア開発における継続的インテグレーション（CI）や継続的デリバリー（CD）を実現するための強力なツールの一つだ。Pythonパッケージのリリースにおいては、コードが更新され、新しいバージョンを公開する際に、ソースコードからのビルド、テスト、デジタル証明書の生成と付与、PyPI（Python Package Index）へのアップロードといった一連の作業を、人手を介さずに一貫して実行できる。これにより、開発者の手間が省けるだけでなく、手作業によるミスやセキュリティ設定の漏れを防ぐことができる。GitHub Actionsのワークフローを適切に設定することで、開発者はGitのコミット履歴やリリースイベントをトリガーとして、自動的に安全なパッケージリリースを実現できるのだ。

具体的には、GitHub Actionsのワークフロー内で、sigstoreのクライアントツールであるcosign（コサイン）を用いて、ビルドされたPythonパッケージ（例えばホイールファイルやソースディストリビューション）に対してデジタル証明書を生成し、それをRekorに登録する。この際、GitHub Actionsの環境情報やコミット情報、ビルド時のハッシュ値などを活用して、証明書にはパッケージの出所に関する詳細な情報が埋め込まれる。その後、署名されたパッケージは、PyPIなどのパッケージリポジトリにアップロードされる。利用者は、パッケージをpip installでインストールする際に、pipコマンドの新しいオプションやcosign verifyのようなツールを使って、パッケージに付与されたデジタル証明書を検証できる。これにより、ダウンロードしたパッケージが本当に開発者が意図したものであり、途中で改ざんされていないことを、信頼できる方法で確認できるのだ。

この方法は、特にオープンソースプロジェクトにおいて大きな意味を持つ。多くのオープンソースプロジェクトは、個人または小規模なチームによって開発されており、厳密なセキュリティ監査や複雑な鍵管理を行うリソースが限られている場合が多い。GitHub Actionsとsigstoreの組み合わせは、これらのプロジェクトに対して、比較的容易に高度なサプライチェーンセキュリティ対策を導入する道を開く。利用者は、信頼性の低いソースからダウンロードするリスクを減らし、悪意あるコードが自身のシステムに侵入するのを防ぐことができる。システムエンジニアを目指す皆さんにとって、このようなセキュリティのベストプラクティスを理解し、実際に開発プロセスに取り入れる能力は、将来のキャリアにおいて非常に価値のあるスキルとなるだろう。単に動くソフトウェアを作るだけでなく、そのソフトウェアがどのようにビルドされ、配布され、そして利用者の手に届くのかというライフサイクル全体を通して、セキュリティを意識した設計と運用が求められている時代だ。デジタル証明書付きPythonパッケージのリリースは、その具体的な一歩となる。これからも、ソフトウェア開発におけるセキュリティのトレンドに注目し、学びを深めていくことが重要だ。