基本情報技術者 2010年 秋期 午前（科目A） 問41

電子メールの暗号化手順によるセキュリティ効果【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：示された手順は、本文を共通鍵で暗号化しその共通鍵を受信者公開鍵で保護するため、本文の機密性を確保し内容の漏えいを防止します。
• 根拠：本文は共通鍵暗号で暗号化され、共通鍵は受信者の公開鍵で暗号化されるため、秘密鍵を持つ受信者のみが復号可能で第三者の閲覧を防げます。
• 差がつくポイント：公開鍵で共通鍵を暗号化するだけでは送信者認証や改ざん検出は担保されないため、署名やMACを併用する理解が問われます。

正解の理由

よくある誤解

• 「公開鍵で暗号化すれば送信者のなりすましも防げる」：公開鍵暗号での暗号化は受信者を限定するだけで、送信者の身元証明にはならず、なりすまし対策には署名が必要です。
• 「暗号化＝改ざん検出ができる」：暗号化は内容の秘匿を提供するが、改ざんされたかどうかを検出する保証はないため、整合性チェックが別途必要です。
• 「公開鍵を使えば安全だから鍵管理は不要」：公開鍵の真性確認（CAや鍵交換）が不十分だと中間者攻撃が起き得るため、鍵管理が重要です。

解法ステップ

1. 手順の処理を分解する：本文を共通鍵で暗号化、共通鍵を受信者公開鍵で暗号化、受信者は秘密鍵で復号して共通鍵で本文を復号。
2. 各操作が達成するセキュリティ機能を対応付ける：共通鍵暗号→機密性（高速にデータを秘匿）、公開鍵による鍵の暗号化→鍵配送の機密化（受信者限定）。
3. 認証・完全性の有無を検証する：署名やMACがないため認証（なりすまし検出）と改ざん検出（完全性）は未達成と判断する。
4. 選択肢と照合して、機密性（内容の漏えい防止）を示す選択肢を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 送信者による電子メールの送達確認
  解説：送達確認（配送や受領の証明）はプロトコルや配信レシート等の別機能であり、暗号化手順だけでは送達確認は得られません。よって誤りです。
• イ: 送信者のなりすましの検出
  解説：送信者の確認には送信者が自分の秘密鍵で署名するなどの手段が必要です。本手順は受信者の公開鍵で共通鍵を暗号化するだけで、送信者認証は行っていません。したがって誤りです。
• ウ: 電子メールの本文の改ざんの有無の検出
  解説：改ざん検出（完全性）はMACや署名により実現されますが、手順にはそのような整合性検査が含まれていません。暗号化しても改ざんの検出機能は自動的には付与されません。誤りです。
• エ: 電子メールの本文の内容の漏えいの防止
  解説：本文は共通鍵で暗号化され、その共通鍵は受信者の公開鍵で暗号化されるため、本文の内容が第三者に漏えいするリスクを低減します。よって正解です。

補足コラム

• この手順は「ハイブリッド暗号方式」と呼ばれ、実務では性能と安全性の両立から広く使われています。共通鍵暗号（例：AES）で大量データを高速暗号化し、共通鍵自体は公開鍵暗号（例：RSA、ElGamal、ECIES）で安全に送る構成です。
• 機密性だけでなく「改ざん検出」や「送信者認証」が必要な場面では、デジタル署名（送信者の秘密鍵で署名し受信者が検証）やMAC（事前共有鍵がある場合）を併用します。
• さらに強いプロパティ（期待される安全性）や前方秘匿性（forward secrecy）が欲しい場合は、鍵交換（例：Ephemeral Diffie-Hellman）を取り入れます。

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