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
8. 送信者の確認と改ざんの検知を行うデジタル署名 ( 8 / 13 )
学習の目的
1.ハッシュについて
2.デジタル署名とは
3.認証局(CA)とは
データの改ざんやなりすましの検知を行う技術です。
まずは、デジタル署名で使用するハッシュについて学びます。
ハッシュとは、データを一定の長さの値（ハッシュ値）に変換する仕組みです。
この変換には、ハッシュ関数と呼ばれる特別な計算方法が使われます。
データをハッシュ値に変換することはできますが、ハッシュ値を元のデータに戻すことはできない。
元のデータが1文字、1ビット変わるだけで、ハッシュ値は大きく異なってくる。
ハッシュ関数にランダム性はなく、同じデータであれば、ハッシュ値も同じ値になる。
①【送信者】送信するメッセージのハッシュ値を求める。このハッシュ値を「メッセージダイジェスト」という。
②【送信者】メッセージを送信する。
③【送信者】メッセージダイジェストを送信する。
④【受信者】受け取ったメッセージのハッシュ値を求め、「メッセージダイジェスト」を作成する。
⑤【受信者】受け取ったメッセージダイジェストと比較をして、一致していたら改ざんが行われていない。
デジタル署名とは、「誰が送ったか」と「途中で改ざんされていないか」を同時に確認するための仕組みです。
紙の文書における「サイン(署名)」のような役割をデジタルデータで行うため、デジタル署名と言います。
デジタル署名では、ハッシュによる改ざん検知に加え、公開鍵暗号方式を使用します。
①【送信者】送信するメッセージのハッシュ値を求める。このハッシュ値を「メッセージダイジェスト」という。
②【送信者】メッセージダイジェストを「送信者の秘密鍵」で暗号化する。このデータを「デジタル署名」という。
※送信者の秘密鍵で暗号化されたデータは、送信者の公開鍵でしか復号できません。
③④【送信者】メッセージとデジタル署名を送信する。
⑤【受信者】受け取ったメッセージのハッシュ値を求め、「メッセージダイジェスト」を作成する。
⑥【受信者】送信者の公開鍵を取得し、デジタル署名を復号して、「メッセージダイジェスト」にする。
⑦【受信者】メッセージダイジェストを比較し、一致したら改ざんされておらず、確かに送信者のものであると確認ができる。
色々複雑だ。
改ざんの検知は、ハッシュを使っているからできるはわかるんですが、送信者の確認はどのように行うんですか？
デジタル署名の復号に、送信者の公開鍵を使っています。
これで正しく復号できたのであれば、それが「送信者の秘密鍵で暗号化されたもの」だと言うことがわかるんです。
なるほどなぁ。
でも、それだけではまだ問題があるんです。
その公開鍵が、本当に送信者のものであるか、この確認が必要です。
そうか、なりすました人が、公開鍵もいつわる可能性があるんだ。
なので、それを解決するための第三者機関の「認証局」の力が必要になるんです。
認証局(CA : Certificate Authority)とは、「この公開鍵は本当にこの人（この組織）のものです」と保証する第三者機関です。
デジタル署名だけでは、「その公開鍵が本当に本人のもの」かまでは分かりません。その問題を解決するのが、認証局です。
認証局は次の役割を担っています。
・本人確認を行う
・公開鍵と持ち主を結びつける
・その正しさをデジタル署名で保証する
この情報をまとめたものを、デジタル証明書と言います。
デジタル署名を利用してデータを送る人は、デジタル証明書を認証局に申請をして取得する必要があります。
デジタル証明書は、以下のデータの組み合わせとなります。
・公開鍵
・持ち主の情報（組織名・サイト名など）
・有効期限
・認証局のデジタル署名
デジタル証明書の中に、公開鍵が含まれているんですね。
大事な情報が全部セットになっているんだ。
このデジタル証明書を送ることが、公開鍵を配布しているんですよ。
でも、偽物のデジタル証明書かもしれないですよね？
そうなんです。
なので、デジタル証明書の中には、認証局のデジタル署名が入っています。
認証局の公開鍵を取得することで、認証局のデジタル署名が正しいことを確認できます。
・・・うん。
認証局のデジタル署名が正しいことが確認できたら、そのデジタル署名は信頼できると言うことです。
「信頼の連鎖」ですね。
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ハッシュ |
ハッシュ関数を使い、データからハッシュ値を求める。 |
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デジタル署名 |
送られたデータが、「誰が送ったか」と「途中で改ざんされていないか」を同時に確認するための仕組み。 |
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認証局 |
公開鍵が正しいかを保証する第三者機関。 |
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デジタル証明書 |
認証局が発行する証明書。公開鍵も含まれる。 |
