応用情報技術者 2021年 春期 午前2 問40
問題文
暗号学的ハッシュ関数における原像計算困難性、つまり一方向性の性質はどれか。
選択肢
ア：あるハッシュ値が与えられたとき、そのハッシュ値を出力するメッセージを見つけることが計算量的に困難であるという性質（正解）
イ：入力された可変長のメッセージに対して、固定長のハッシュ値を生成できるという性質
ウ：ハッシュ値が一致する二つの相異なるメッセージを見つけることが計算量的に困難であるという性質
エ：ハッシュの処理メカニズムに対して、外部からの不正な観測や改変を防御できるという性質
暗号学的ハッシュ関数における原像計算困難性の性質【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：原像計算困難性とは、ハッシュ値から元のメッセージを逆算することが計算上非常に難しい性質です。
- 根拠：ハッシュ関数は一方向関数であり、出力から入力を推測できないため、セキュリティの基盤となります。
- 差がつくポイント：原像計算困難性と衝突耐性（異なる入力が同じハッシュ値になることの困難さ）を混同しないことが重要です。
正解の理由
アは「あるハッシュ値が与えられたとき、そのハッシュ値を出力するメッセージを見つけることが計算量的に困難である」という原像計算困難性の定義を正確に表しています。
これはハッシュ関数の一方向性を示し、元のデータを復元できないことが暗号学的に重要な性質です。
これはハッシュ関数の一方向性を示し、元のデータを復元できないことが暗号学的に重要な性質です。
よくある誤解
「衝突耐性」と「原像計算困難性」を混同しやすいですが、前者は異なる入力が同じハッシュ値になることの困難さを指し、後者はハッシュ値から元の入力を推測する困難さです。
解法ステップ
- 問題文の「原像計算困難性」の意味を確認する。
- 各選択肢の説明が原像計算困難性に該当するかを判断する。
- 「ハッシュ値から元のメッセージを見つける困難さ」を示す選択肢を選ぶ。
- 他の選択肢が示す性質（固定長出力、衝突耐性、改変防止）と区別する。
選択肢別の誤答解説
- イ：固定長のハッシュ値を生成する性質は「圧縮性」であり、原像計算困難性とは異なります。
- ウ：衝突耐性は「異なるメッセージが同じハッシュ値になることの困難さ」であり、原像計算困難性とは別の性質です。
- エ：不正な観測や改変防止は「耐改ざん性」や「セキュリティ機能」に関するもので、原像計算困難性とは直接関係ありません。
補足コラム
暗号学的ハッシュ関数は「一方向性」「衝突耐性」「第二原像困難性」など複数の性質を持ちます。原像計算困難性は一方向性の核心であり、パスワード保存やデジタル署名の安全性を支えています。
FAQ
Q: 原像計算困難性と衝突耐性はどう違いますか？
A: 原像計算困難性はハッシュ値から元の入力を見つける困難さ、衝突耐性は異なる入力が同じハッシュ値になることの困難さです。
A: 原像計算困難性はハッシュ値から元の入力を見つける困難さ、衝突耐性は異なる入力が同じハッシュ値になることの困難さです。
Q: なぜハッシュ関数は固定長の出力を生成するのですか？
A: 入力の長さに関わらず一定の長さのハッシュ値を生成することで、処理の効率化と比較が容易になるためです。
A: 入力の長さに関わらず一定の長さのハッシュ値を生成することで、処理の効率化と比較が容易になるためです。
関連キーワード: 原像計算困難性、一方向性、衝突耐性、暗号学的ハッシュ関数、セキュリティ
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