基本情報技術者 2012年 春期 午前(科目A) 問41
問題文
文書の内容を秘匿して送受信する場合の公開鍵暗号方式における鍵と暗号化アルゴリズムの取扱いのうち、適切なものはどれか。
選択肢
ア:暗号化鍵と復号鍵は公開するが、暗号化アルゴリズムは秘密にしなければならない。
イ:暗号化鍵は公開するが、復号鍵と暗号化アルゴリズムは秘密にしなければならない。
ウ:暗号化鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、復号鍵は秘密にしなければならない。(正解)
エ:復号鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、暗号化鍵は秘密にしなければならない。
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公開鍵暗号方式の鍵管理【午前解説】
正解の理由
選択肢は、暗号化鍵(送信側が使う鍵)と復号鍵(受信側が使う鍵)および暗号化アルゴリズムの公開/非公開の組合せについて問うものです。公開鍵暗号方式では暗号化に使う鍵を公開(公開鍵)し、復号に使う秘密鍵を非公開にします。また、暗号アルゴリズム自体は公開しても安全性を損なわないことが原則(ケルコホッフの原理)であるため、「暗号化鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、復号鍵は秘密にしなければならない」が正しい選択です。すなわち、正解は ウ です。
解法ステップ
- 問題の前提「文書の内容を秘匿して送受信する場合」を確認し、機密性を重視する意図を把握する。
- 公開鍵暗号の基本を想起する:公開鍵は暗号化(公開)、秘密鍵は復号(非公開)。
- ケルコホッフの原理の考え方を思い出す:アルゴリズムは公開してもよい。
- 各選択肢と上の原則を照合して一致するものを選ぶ(暗号化鍵とアルゴリズム公開、復号鍵非公開)。
選択肢別の誤答解説
- ア: 暗号化鍵と復号鍵は公開するが、暗号化アルゴリズムは秘密にしなければならない。
- 誤り。鍵の両方を公開すると誰でも復号可能になり機密性が失われます。アルゴリズム秘匿に依存するのは不適切です。
- イ: 暗号化鍵は公開するが、復号鍵と暗号化アルゴリズムは秘密にしなければならない。
- 誤り。アルゴリズムを秘密にする必要はなく、復号鍵を秘密にする点は正しいがアルゴリズム秘匿は誤った前提です。
- ウ: 暗号化鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、復号鍵は秘密にしなければならない。
- 正解。公開鍵で暗号化し、秘密鍵で復号するという公開鍵暗号の基本原則とケルコホッフの原理に合致します。
- エ: 復号鍵と暗号化アルゴリズムは公開するが、暗号化鍵は秘密にしなければならない。
- 誤り。もし復号鍵が公開されれば誰でも復号できてしまい機密性が全く保てません。鍵の役割を逆に考えています。
よくある誤解
- アルゴリズムを秘密にすれば安全になる:多くの場合アルゴリズム秘匿は破られやすく、秘密鍵の保護が本質です(セキュリティ・スルー・オブスキュリティの危険)。
- 公開鍵と秘密鍵を混同する:公開鍵は暗号化(あるいは検証)に使い、秘密鍵は復号(あるいは署名)に使うという役割を明確にする必要があります。
- 公開=誰でも使えると考える:公開鍵は配布可能ですが、信頼できる同一性(真正性)の確認(証明書やPKI)が必要です。
補足コラム
ケルコホッフの原理(Kerckhoffs's principle)は「暗号システムの安全性はアルゴリズムの秘匿に依存してはならず、鍵を秘匿することによってのみ維持されるべきである」と説きます。実務ではRSAやECCといった公開鍵暗号アルゴリズムは広く公開され、標準化されています。実運用では公開鍵を配布するために証明書(X.509)とPKIを使い、秘密鍵の保護(HSMや鍵管理ポリシー)が重要になります。さらに通信の効率化のため公開鍵暗号は対称鍵(共通鍵)を安全に配布するために使われるハイブリッド方式が一般的です。
FAQ
Q. 暗号アルゴリズムを公開すると攻撃者に有利になりませんか?
A. いいえ。アルゴリズムが公開されても安全性は秘密鍵の長さや数学的困難性に依存します。公開することでアルゴリズムの検証と標準化が可能になります。
A. いいえ。アルゴリズムが公開されても安全性は秘密鍵の長さや数学的困難性に依存します。公開することでアルゴリズムの検証と標準化が可能になります。
Q. 公開鍵はどうやって安全に配布しますか?
A. 証明書と信頼された認証局(CA)を使うPKIが一般的で、公開鍵の真正性を保証します。
A. 証明書と信頼された認証局(CA)を使うPKIが一般的で、公開鍵の真正性を保証します。
Q. 共通鍵暗号と公開鍵暗号の使い分けは?
A. 共通鍵は高速だが鍵配送が課題。公開鍵は鍵配送が容易。実運用では公開鍵で共通鍵を安全に共有するハイブリッド方式が多いです。
A. 共通鍵は高速だが鍵配送が課題。公開鍵は鍵配送が容易。実運用では公開鍵で共通鍵を安全に共有するハイブリッド方式が多いです。
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