応用情報技術者 2012年 春期 午前2 問38
問題文
ディジタル署名などに用いるハッシュ関数の特徴はどれか。
選択肢
ア:同じメッセージダイジェストを出力する異なる二つのメッセージが、容易に求められる。
イ:メッセージが異なっていても、メッセージダイジェストは同じである。
ウ:メッセージダイジェストからメッセージを復元することは困難である。(正解)
エ:メッセージダイジェストの長さはメッセージの長さによって異なる。
ディジタル署名などに用いるハッシュ関数の特徴【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論:ハッシュ関数はメッセージダイジェストから元のメッセージを復元することが困難であることが重要です。
- 根拠:ハッシュ関数は一方向性を持ち、入力データを固定長のダイジェストに変換し、逆算を防ぎます。
- 差がつくポイント:衝突耐性や固定長出力の理解と、復元困難性の意味を正確に把握することが合格の鍵です。
正解の理由
選択肢ウ「メッセージダイジェストからメッセージを復元することは困難である」は、ハッシュ関数の基本的な性質である一方向性を示しています。ディジタル署名では、元のメッセージを安全に識別するためにハッシュ値を使いますが、ハッシュ値から元のメッセージを逆算できてはセキュリティが成り立ちません。したがって、この特徴が正解です。
よくある誤解
ハッシュ関数は異なるメッセージが同じダイジェストを持つこと(衝突)が「容易」とは限らず、実用上は非常に困難です。固定長出力であるため、メッセージ長に依存しません。
解法ステップ
- ハッシュ関数の基本性質を思い出す(固定長出力、一方向性、衝突耐性)。
- 選択肢の内容をハッシュ関数の性質と照らし合わせる。
- 「復元困難」という一方向性の説明が正しいか確認する。
- 他の選択肢の誤りを検証し、正解を絞り込む。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「同じメッセージダイジェストを出力する異なる二つのメッセージが容易に求められる」は誤り。衝突は理論上存在するが、容易に見つけることは困難です。
- イ: 「メッセージが異なっていても、メッセージダイジェストは同じである」は誤り。衝突は稀であり、異なるメッセージが同じダイジェストになることは基本的に避けられるべきです。
- ウ: 「メッセージダイジェストからメッセージを復元することは困難である」は正しい。ハッシュ関数の一方向性を示しています。
- エ: 「メッセージダイジェストの長さはメッセージの長さによって異なる」は誤り。ハッシュ関数は固定長のダイジェストを出力します。
補足コラム
ハッシュ関数は「一方向性」「衝突耐性」「効率性」が重要な特性です。特にディジタル署名では、メッセージの改ざん検知や本人認証に利用され、元のメッセージを復元できないことがセキュリティの根幹を支えています。代表的なハッシュ関数にはSHA-256やSHA-3があります。
FAQ
Q: ハッシュ関数で衝突が起きることはあるのですか?
A: 理論上は存在しますが、実用的には非常に見つけにくく設計されています。
A: 理論上は存在しますが、実用的には非常に見つけにくく設計されています。
Q: なぜメッセージダイジェストは固定長なのですか?
A: 処理の効率化と比較の容易さのため、どんな長さのメッセージでも一定の長さに変換されます。
A: 処理の効率化と比較の容易さのため、どんな長さのメッセージでも一定の長さに変換されます。
関連キーワード: ハッシュ関数、一方向性、ディジタル署名、衝突耐性、メッセージダイジェスト

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