情報セキュリティマネジメント 2023年 科目A 問04

公開鍵と共通鍵の使い分け【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. 各選択肢が述べている「根拠」（安全性の理由、鍵の運用、標準化、処理速度）を一つずつ確認する。
2. 公開鍵暗号と共通鍵暗号の基本差（方式、速度、使い方）を頭に置く。
3. 「速度・大量データ」に関する知識を当てはめ、どちらが適切か判断する。
4. 残りの選択肢が一般論として正しいか、具体例（RSA, AES, ECCなど）で検証する。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「公開鍵暗号方式、共通鍵暗号方式ともに、大きな合成数の素因数分解が困難であることが安全性の根拠である。」
  → 誤り。大きな合成数の素因数分解が困難という性質は主にRSAなど一部の公開鍵暗号（非対称暗号）の安全性根拠です。共通鍵暗号（例：AES）は数学的な構造や設計理論に基づきますが、素因数分解とは無関係です。
• イ: 「公開鍵暗号方式では原則としてセッションごとに異なる鍵を利用するが、共通鍵暗号方式では一度生成した鍵を複数のセッションに繰り返し利用する。」
  → 誤り。公開鍵暗号でも長期の公開/秘密鍵ペアを使うことが多く、必ずセッションごとに異なる鍵を使うわけではありません（ただし安全性向上のために一時的な鍵＝エフェメラル鍵を使うことはある）。また、共通鍵暗号も実務ではセッションごとに新しいセッション鍵を生成して使い捨てにするのが望ましい（鍵の使い回しは危険）。よって「原則として〜」という表現は誤解を招きます。
• ウ: 「公開鍵暗号方式は仕様が標準化されているが、共通鍵暗号方式はベンダーによる独自の仕様で実装されることが一般的である。」
  → 誤り。共通鍵暗号にも標準アルゴリズム（AES＝Advanced Encryption Standard：共通鍵暗号の国際標準など）があり、多くは標準化された方式で実装されます。公開鍵暗号・共通鍵暗号ともに標準化されたアルゴリズムが存在します。
• エ: 「大量のデータを短い時間で暗号化する場合には、公開鍵暗号方式よりも共通鍵暗号方式が適している。」
  → 正しい。共通鍵暗号は処理速度が速く、ストレージや通信での大量データ暗号化に向きます。公開鍵は暗号化処理が重いため、通常は鍵の交換や小さなデータ（鍵そのものや電子署名）に使われます。

よくある誤解

• 「公開鍵暗号＝万能で安全」：公開鍵暗号は便利ですが遅く、全ての用途に使うと非効率。実務では公開鍵でセッション鍵を安全に共有し、共通鍵で高速に通信を行います。
• 「共通鍵は使い回しても問題ない」：簡単に使い回すと、鍵が漏れたときの影響範囲が大きくなります。職場ではセッションごとの鍵更新や鍵管理体制が重要です。

補足コラム

• 代表的なアルゴリズム例：
  • 共通鍵暗号（対称）：AES（Advanced Encryption Standard：汎用的で高速なブロック暗号）
  • 公開鍵暗号（非対称）：RSA（Rivest–Shamir–Adleman：素因数分解の困難性を利用）、ECC（楕円曲線暗号：短い鍵長で同等の安全性）
• 実務イメージ（ハイブリッド暗号）：TLS（ウェブ通信の暗号化）では、まず公開鍵暗号やDiffie–Hellman（鍵交換方式）で短期のセッション鍵を安全に決め、以後の大量データはAESなどの共通鍵で高速に暗号化します。これにより「安全性」と「速度」を両立します。

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