基本情報技術者 2013年 春期 午前（科目A） 問37

電子署名と認証【午前解説】

正解の理由

• 署名検証に成功すれば、メッセージは署名を作成した秘密鍵の所有者（＝送信者A）によるものであると確認できます（真正性）。
• 同時に、ダイジェストと署名の不一致は改ざんの検出を意味します（整合性）。
  しかし、通信路での盗聴検知やメッセージの漏えい防止（機密性）は公開鍵／署名方式そのものの機能ではありません。したがって選択肢のうち正しいのは「送信者Aからのものであることの確認（ア）」です。

解法ステップ

1. 手順を読み、用いられている機能を整理する：ハッシュ（ダイジェスト）生成＋秘密鍵での署名＋公開鍵での検証。
2. それぞれの技術が提供するセキュリティサービスを対応付ける：ハッシュ＝整合性確認、署名（秘密鍵）＝真正性（署名者の確認）、公開鍵＝検証手段。
3. 選択肢を照合する：真正性（送信者確認）は提供されるが、機密性（盗聴検知・漏えい防止）は提供されない。
4. よって「送信者Aからのものであることの確認（ア）」を選択する。

選択肢別の誤答解説

• ア（正解）
  送信者Aの秘密鍵で生成した署名を公開鍵で検証することで、送信者の真正性を確認できます。ダイジェストと署名の一致により改ざんも検知できます。
• イ（誤り）
  署名検証が失敗すれば改ざんは検出できますが、どの位置が改ざんされたかまでは分かりません。ハッシュ比較は全体整合性の検証であり、差分位置の特定は別手法が必要です。
• ウ（誤り）
  盗聴（傍受）はメッセージが第三者に読まれることを指しますが、署名検証だけでは傍受の有無は分かりません。盗聴検知にはチャネル監視やTLSのような通信保護が必要です。
• エ（誤り）
  漏えい防止＝機密性の確保は暗号化（公開鍵暗号や共通鍵暗号）によって行います。署名は暗号化を伴わないため、情報の漏えいを防ぎません。

よくある誤解

• デジタル署名は「暗号化」と同義だと考える誤解：署名は認証と整合性を提供しますが、内容を秘匿するものではありません。
• 署名の不一致で「どの箇所が改ざんされたか」が分かると誤解する点：署名検証は改ざんの有無を示すだけで、変更箇所の特定はできません。
• 署名により「盗聴が検知できる」と考える誤り：盗聴（第三者が通信を傍受すること）は検知できず、検出には通信レイヤや監査が必要です。

補足コラム

• 非否認性（後に送信者が否認できないこと）：署名は一般に非否認性を提供しますが、鍵管理（秘密鍵の保護）や鍵の帰属確認（証明書）が適切でないと完全ではありません。
• ハッシュ関数の役割：ハッシュは可変長データを固定長に要約し、効率的に署名可能にします。衝突耐性が弱いハッシュを使うと整合性保証が脆弱になります。
• 実務的対策：認証と機密性を両立したい場合は「署名＋暗号化」の組合せや、先に暗号化してから署名（あるいは逆）する運用方針を明確にします。
• 用語整理：整合性（Integrity）、真正性（Authentication / Origin Authentication）、機密性（Confidentiality）、非否認性（Non-repudiation）。

from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding

# 署名生成（概念）
digest = hashes.Hash(hashes.SHA256())
digest.update(message)
h = digest.finalize()
signature = private_key.sign(h, padding.PSS(...), hashes.SHA256())

# 署名検証（概念）
public_key.verify(signature, h_received, padding.PSS(...), hashes.SHA256())

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