情報セキュリティマネジメント 2018年 春期 午前（科目A） 問24

メッセージ認証符号（MAC）【情報セキュリティマネジメント解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題の目的を確認：何を実現したいか？ → 「メッセージが改ざんされていないか確認」＝整合性検査。
2. 選択肢の役割を短く思い出す：
   • PKI：公開鍵基盤（公開鍵暗号の運用フレーム）
   • パリティビット：単純な誤り検出の1ビット
   • メッセージ認証符号：改ざん検出用の短い値（MAC）
   • ルート証明書：信頼の起点となる証明書
3. 「ブロック暗号で生成できるか」を照合：ブロック暗号から直接作れるのは MAC（CBC-MAC/CMAC）。よって ウ を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: PKI（公開鍵基盤）
  PKI は公開鍵暗号を使うための仕組みや運用（鍵管理、証明書発行など）であって、メッセージからブロック暗号で直接「生成するもの」ではありません。PKI は整合性や認証を支援しますが、設問の「メッセージから生成するもの」ではないため不適切です。
• イ: パリティビット
  パリティビットはデータ転送でよく使う簡易な誤り検出（偶数個の1かどうかを見る）を行う1ビットです。暗号的な安全性はなく、ブロック暗号を使って生成する方式でもありません。改ざん（悪意ある変更）検出には弱いです。
• ウ: メッセージ認証符号（MAC）
  正解です。MAC は秘密鍵とメッセージから短いタグ（符号）を生成し、受信側も同じ鍵で計算して照合します。ブロック暗号で実装する方式（CBC-MAC、CMAC）があります。受験時は「MAC＝整合性＋送信者認証（対称鍵方式）」と覚えておくと良いです。
• エ: ルート証明書
  ルート証明書は信頼チェーンの最上位にある公開鍵証明書です。メッセージから生成するものではなく、発行・配布される静的な証明書です。よって該当しません。

よくある誤解

• 「MAC とハッシュは同じ」と考える誤解：ハッシュ関数（例：SHA-256）はメッセージのダイジェスト（短い値）を作りますが、単独では秘密鍵を使わないため改ざん検知はできても認証（誰が作ったかの保証）や鍵に依存した安全性はありません。MAC は秘密鍵を含めて計算します。
• 「デジタル署名と MAC は同じ」と思う誤解：デジタル署名は公開鍵暗号を使い、非否認性（送信者が否定できない）を提供します。MAC は対称鍵方式で、署名のような非否認性は基本的にありません（複数者で鍵を共有していれば誰が作ったか区別できない）。
• 「パリティビットで十分」と考える誤解：パリティビットは偶発的エラーの検出には使えるが、悪意ある改ざん（攻撃者の書き換え）を防ぐ暗号的な保証はありません。

補足コラム

• ブロック暗号から作る MAC の代表例：
  • CBC-MAC：ブロック暗号の CBC（Cipher Block Chaining）モードを利用し、最終ブロックをタグとする。シンプルだが使い方に注意が必要。
  • CMAC：CBC-MAC の問題点を解消した標準的な方式。AES（Advanced Encryption Standard：米国標準のブロック暗号）と組み合わせて使われることが多い。
  • GMAC：Galois/Counter Mode を使った高速な MAC（AES-GCM のタグ部分）。
• 運用上の注意（職場でのイメージ）：
  • MAC を使う場合は「共通の秘密鍵」を送信者・受信者で持ちます。鍵の配布・保存が重要です（鍵管理）。
  • API の認証やファイル転送の整合性確認に使われます。送信側がメッセージと一緒に MAC タグを添付し、受信側が再計算して一致確認します。

# 擬似コード：CBC-MAC の概念
key = shared_secret_key
blocks = split_into_blocks(message)
iv = 0
for block in blocks:
    iv = AES_encrypt(key, xor(iv, block))
mac = iv  # 最後のブロックが MAC

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