基本情報技術者 2015年 春期 午前（科目A） 問39

共通鍵暗号方式【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文の条件を確認：「暗号化と復号で同じ鍵を使用する」→対称鍵暗号を指す。
2. 各選択肢の性質を判定：AES（対称）、PKI（基盤・管理）、RSA（非対称）、SHA-256（ハッシュ）。
3. 対称鍵暗号に該当する選択肢を選ぶ：該当はAESのみ。よってアが正解。

選択肢別の誤答解説

• ア: AES — 正解。対称鍵（同じ鍵で暗号化と復号）を用いるブロック暗号で、データベース暗号化に一般的。
• イ: PKI — 誤り。公開鍵基盤（鍵管理・証明書の仕組み）であって単独の暗号アルゴリズムではない。
• ウ: RSA — 誤り。公開鍵暗号（非対称）で、暗号化と復号に別々の鍵（公開鍵／秘密鍵）を使用する。
• エ: SHA-256 — 誤り。ハッシュ関数で一方向性のため復号ができず、暗号化方式ではない。

よくある誤解

• 「PKI（Public Key Infrastructure）が鍵そのもの」：PKIは公開鍵基盤であり、暗号アルゴリズムではなく鍵や証明書の管理体制を指します。
• 「RSA＝同じ鍵を使う暗号」：RSAは公開鍵と秘密鍵のペアを用いる非対称暗号で、暗号化と復号で異なる鍵を使います。
• 「SHA-256で復号できる」：SHA-256はハッシュ関数で一方向性、元データを復号することは設計上できません。

補足コラム

• モード選択：CBCやGCMなどの動作モードを適切に選ぶ。GCMは認証付き暗号で改ざん検知が可能です。
• IV（初期化ベクトル）：CBCなどではIVを適切に扱い、再利用してはいけません。
• 鍵管理：鍵を安全に保管・ローテーションすることが最重要。KMS（鍵管理サービス）やHSMの利用が推奨されます。
• 利用形態：フルディスク暗号、TDE、列・行レベル暗号化、アプリケーション側暗号化のいずれかを要件に応じて選択します。

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM
import os

key = AESGCM.generate_key(bit_length=256)
aesgcm = AESGCM(key)
nonce = os.urandom(12)
plaintext = b"secret data"
ciphertext = aesgcm.encrypt(nonce, plaintext, None)
decrypted = aesgcm.decrypt(nonce, ciphertext, None)
assert decrypted == plaintext

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