暗号・ハッシュ・鍵管理

要点と定義

ハッシュ関数は、データから一定長のメッセージダイジェストを計算する関数です。元データの長さが違っても出力の長さは一定で、ダイジェストから元データを復元することは困難です。暗号学的ハッシュ関数では、異なるデータから同じ値が生じる衝突を容易に見つけられない性質も求められます。IPAシラバス Ver.4.1 PDFの第5頁には、ハッシュ関数やSHA-256が用語例として挙げられています。

ハッシュ値を使うと、原本と複製から計算した値を照合し、両者の同一性を確認する証拠にできます。ただし、ハッシュ値の照合だけでは、データがいつ、誰によって変更されたかや、通信中に盗聴されたかは確認できません。

共通鍵暗号方式では、暗号化と復号に同じ鍵を使います。AESは共通鍵暗号方式の一例です。IPAシラバス Ver.4.1 PDFの第5頁には、共通鍵暗号方式とAESが用語例として記載されています。

公開鍵暗号方式では、対になる公開鍵と秘密鍵を使います。受信者だけが内容を読めるようにする場合、送信者は受信者の公開鍵で暗号化し、受信者は対応する秘密鍵で復号します。IPAシラバス Ver.4.1 PDFの第5頁には、公開鍵暗号方式と公開鍵・秘密鍵が用語例として記載されています。

RSAは、大きな整数の素因数分解が困難であることを安全性の根拠とする公開鍵暗号方式です。

ステガノグラフィは、画像などに秘密情報を埋め込み、その情報の存在自体を他者に気付かれにくくする技術です。

適用条件と例

ソフトウェア配布元が公開したインストーラーのハッシュ値を公表し、利用者がダウンロード後に同じ方法で計算した値と比較する例を考えます。一致すれば、手元のファイルが公表された値に対応するデータと同じであることを確認する材料になります。ただし、比較した値だけから送信者の身元や配布経路の安全性までは判断できません。原本と複製のハッシュ値を照合して同一性を確認する使い方は、平成28年度春期の出題範囲です。

業務システムで大量のデータを暗号化する場合は、共通鍵方式が選択肢になります。通信相手と鍵を共有し、暗号化と復号に同じ鍵を使う必要があります。公開鍵暗号で受信者に秘密の文書を送るなら、受信者の公開鍵で暗号化し、対応する秘密鍵を受信者が管理します。IPAシラバス Ver.4.1 PDFの第5頁は、共通鍵方式と公開鍵方式を暗号方式の用語例に含めています。