暗号化って、機密性を守るための手法ですよね。
そのとおりです。よく覚えていましたね。
も、もう一回教えてもらっていいですか?
暗号化とは、第三者に内容を見られないように、情報を特別な形に変換することです。
暗号化されたデータは、正しい方法(鍵)を知っている人だけが、元の内容に戻して読むことができます。
情報活用編プラス
第4章「ネットワークと情報セキュリティ」
IP03-07
通信の安全性を支える情報セキュリティの仕組み
学習の目的
1.暗号化とは
2.鍵とは
3.共通鍵暗号方式
4.公開鍵暗号方式
データの暗号化について学びましょう。
暗号化って、機密性を守るための手法ですよね。
そのとおりです。よく覚えていましたね。
も、もう一回教えてもらっていいですか?
暗号化とは、第三者に内容を見られないように、情報を特別な形に変換することです。
暗号化されたデータは、正しい方法(鍵)を知っている人だけが、元の内容に戻して読むことができます。
インターネット上の通信は、多くの機器やネットワークを経由して相手に届きます。
その途中では、通信内容をのぞき見される、データをコピーされるといった、「盗聴」が行われる可能性があります。
つまり、何も対策をしなければ、通信内容は見られてしまうという前提で考える必要があります。

そこで暗号化を行うと、情報は意味の分からない暗号文に変わり、たとえ盗聴されても内容は理解されません。

暗号化には「鍵」がつきものなんです。
鍵ってどんな働きをするんでしたっけ?
それでは、今日の晩御飯は「オムライス」であることを伝えてみましょう。
例えば、「オムライス」を50音順で一つずつ進めてみまよう。
「カメリウセ」。オムライスとはわかりませんね。
でも、これだけでは暗号としては単純です。
確かに、1文字ずらしただけでは、すぐ解読されそうだよね。
それでは、突然ですが、好きな数字を教えてください。
私はラッキー「7」かな。
俺はナンバー「1」だ!
それでは私は、「5」にします。
これを順番に、文字の変化量にしてみましょう。
文字数が多い場合は、これを繰り返します。
さらにわかりにくくなったね。
そうなんです。数字がランダムなので、誰かに見られても、元には戻しづらいですよね。
ですが、「715」という数字の列を知っていれば、元に戻せるんです。
なるほど、受信者だけがその数字を知っていればいいんですね。
そうです。この時、暗号化でも復号でも使うこの数字「715」が、この暗号の「鍵」というわけですね。
共通鍵暗号方式とは、暗号化(送信者)と復号(受信者)に「同じ鍵(共通の鍵)」を使う暗号方式です。
送信者と受信者があらかじめ「同じ鍵」を持っておきその鍵を使って暗号化と復号を行います。
さっきの「シメワケセ」は共通鍵暗号方式でできた暗号文ですね。
そのとおりです。アルゴリズムも単純なので、暗号化、復号もそれほど時間はかかりません。
ですが、鍵がバレてしまったら、簡単に盗聴できてしまうので、盗まれないように同じ鍵を交換しなくてはいけません。
なるほど。いいところも悪いところもあるんだね。

公開鍵暗号方式とは、暗号化と復号に「異なる2つの鍵のセット」を使用する暗号方式です。
暗号化と復号で違う鍵を使うって、そんなことができるんですか?
とっても複雑なアルゴリズムで、それが実現されています。
だからとっても時間はかかるんですが、その性質上、安全に鍵の受け渡しができるんです。
暗号化と復号に、「公開鍵」と「秘密鍵」という 2つの鍵を1組(ペア)として使用する方式があります。
この2つの鍵は対応関係にあり、正しい組み合わせでなければ意味を持ちません。
・インターネットで公開されているので、誰でも入手できる。
・多くの人が持っていても問題ない。
・秘密鍵と、セットになっている。
公開鍵は誰でも取得できるんですね。
・本人だけが持つ鍵で、それ以外の人には渡さない鍵。
・公開鍵とセットになっている。
・公開鍵から、秘密鍵を求めることはできない。
共通鍵暗号方式は、その鍵が盗まれることで盗聴できるため、慎重に鍵の受け渡しを行う必要がありました。
公開鍵暗号方式は、暗号化に使う鍵は公開できるため、鍵の受け渡しが楽なんです。
公開鍵暗号方式は、受信者の公開鍵と秘密鍵のセットを用います。
公開鍵で暗号化されたデータは、対応する秘密鍵でしか復号できません。
データの送信者は、データを「受信者の公開鍵」で暗号化を行い、暗号文を送信したら、受信者は「受信者の秘密鍵」で復号します。

共通鍵暗号方式は、その鍵が盗まれることで盗聴できるため、慎重に鍵の受け渡しを行う必要がありました。
公開鍵暗号方式は、暗号化に使う鍵は公開できるため、鍵の受け渡しが楽なんです。
| 共通鍵暗号方式 | 公開鍵暗号方式 | |
|---|---|---|
| 使用する鍵の数 | 1つ(共通鍵) | 2つ(公開鍵・秘密鍵) |
| 暗号化と復号 | 同じ鍵を使う | 違う鍵を使う |
| 鍵の共有 | 共有が難しい | 安心して配布できる |
| 処理速度の比較 | 早い | 遅い |
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暗号化 |
データを暗号化し、盗聴されても内容が理解できないようにすること。 |
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共通鍵暗号方式 |
送信者と受信者があらかじめ共有している「共通鍵」を使い、その同じ共通鍵で暗号化と復号を行う暗号方式。 処理が高速で、実際の通信データの暗号化によく利用されるが、共通鍵を安全に相手へ渡す必要があるという課題がある。 |
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公開鍵暗号方式 |
「公開鍵」と「秘密鍵」という異なる2つの鍵を使う暗号方式。 公開鍵は誰にでも公開してよい鍵で、この公開鍵を使って暗号化されたデータは、対応する秘密鍵を持つ本人だけが復号できる。 鍵を事前に共有しなくても安全に通信を開始できるが、処理は共通鍵暗号方式に比べて遅くなる。 |