ITパスポート 2009年 春期 問77
問題文
暗号化に関する記述のうち、適切なものはどれか。
選択肢
ア:暗号文を平文に戻すことをリセットという。
イ:共通鍵暗号方式では、暗号文と共通鍵を同時に送信する。
ウ:公開鍵暗号方式では、暗号化のための鍵と平文に戻すための鍵が異なる。(正解)
エ:電子署名には、共通鍵暗号方式が使われる。
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暗号化に関する記述のうち、適切なものはどれか。【ITパスポート 解説】
正解の理由
選択肢ウが正しい理由は、公開鍵暗号方式(public-key cryptography:公開鍵と秘密鍵の2つの鍵を使う暗号方式)が「暗号化に使う鍵」と「復号(ふっごう:暗号文を元の平文に戻すこと)に使う鍵」が異なる仕組みだからです。公開鍵(public key)は広く配布して暗号化に使い、対応する秘密鍵(private key)は所有者だけが持っていて復号に使います。この「異なる鍵を使う」仕組みを非対称(asymmetric)と呼びます。
ここで用語を簡単に説明します。
- 平文(plaintext):元の読みやすいデータ(例:メール本文)。
- 暗号文(ciphertext):平文を暗号化して読めなくしたデータ。
- 復号(decrypt):暗号文を平文に戻す操作。
- 共通鍵暗号方式(symmetric-key cryptography:同じ鍵を送受信者が共有して使う方式):暗号化と復号に同じ鍵を使います。
- 公開鍵暗号方式(public-key cryptography):暗号化用の公開鍵と復号用の秘密鍵が異なります。
- 電子署名(digital signature):データの作成者や改ざんの有無を検証する仕組み。主に公開鍵暗号方式を使います。
解法ステップ
- 問題文の各選択肢で使われる用語を確認します(平文・暗号文・復号・公開鍵・共通鍵・電子署名)。
- 選択肢ごとの定義や仕組みと照らし合わせます。
- 「暗号化と復号で鍵が同じか異なるか」が問われている場合、共通鍵=同じ鍵、公開鍵=鍵が対になっている(異なる)と判断します。
- 上記から選択肢ウが正しいと導けます。ほかの選択肢は用語の誤用や仕組みの誤解があります。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「暗号文を平文に戻すことをリセットという。」
- 誤りです。暗号文を平文に戻す操作は「復号(復号化、decrypt)」と呼びます。リセットは一般に初期状態に戻す意味で、暗号に関する専門用語ではありません。
- イ: 「共通鍵暗号方式では、暗号文と共通鍵を同時に送信する。」
- 誤りです。共通鍵暗号方式(symmetric-key cryptography)では暗号化と復号に同じ鍵を使いますが、その鍵を暗号文と一緒に送ってしまうと安全性が失われます。鍵は安全な方法(鍵交換プロトコルなど)で共有する必要があります。
- ウ: 「公開鍵暗号方式では、暗号化のための鍵と平文に戻すための鍵が異なる。」
- 正しいです。公開鍵と秘密鍵という「異なる鍵のペア」を使う非対称暗号の特徴を示しています。
- エ: 「電子署名には、共通鍵暗号方式が使われる。」
- 誤りです。電子署名(digital signature)は主に公開鍵暗号方式を使います。署名者が自分の秘密鍵で署名を作り、受信者が署名者の公開鍵で検証します。共通鍵暗号方式では「誰が」作ったかを第三者が検証するのが難しいため、電子署名には不向きです。
よくある誤解
- 共通鍵=安全に送れば問題ない、と考える誤解
- 鍵自体が漏れるとすべてが解読されます。鍵を安全に共有する仕組み(鍵交換)や鍵管理が重要です。
- 電子署名=暗号化と同じ働きだと思う誤解
- 電子署名は「本人性(なりすましの防止)」や「改ざん検知」が目的で、必ずしもデータを秘密にする(機密保持)ためのものではありません。暗号化は内容を秘密にするために使います。
- 公開鍵を公開しているから安全と思い込み、秘密鍵の管理を軽視する誤解
- 公開鍵は公開してよいですが、秘密鍵が漏れると攻撃者が復号や偽署名を行えます。秘密鍵は厳重に管理する必要があります。
補足コラム
実務では公開鍵暗号と共通鍵暗号を組み合わせる「ハイブリッド暗号」がよく使われます。理由は次の通りです。
- 公開鍵暗号は計算コストが高く、大きなデータの暗号化には向かない。
- そこで、まず共通鍵暗号でデータ本体を暗号化し、その共通鍵だけを公開鍵暗号で暗号化して送る方法を取ります。これにより効率と安全性を両立できます。インターネットで安全に通信するTLS(通信の暗号化プロトコル)などがこの方式を使っています。
また、鍵を安全に共有する方法として「Diffie–Hellman(ディフィー・ヘルマン)鍵共有」という鍵交換アルゴリズムがあります。これにより直接鍵を送らずに共通鍵を生成できます。
FAQ
Q1: 公開鍵と秘密鍵はどのように使い分けますか?
A1: 受信者の公開鍵で暗号化すれば、対応する受信者の秘密鍵だけで復号できます(機密保持)。逆に署名は送信者が秘密鍵で作り、公開鍵で検証します(認証・改ざん検知)。
A1: 受信者の公開鍵で暗号化すれば、対応する受信者の秘密鍵だけで復号できます(機密保持)。逆に署名は送信者が秘密鍵で作り、公開鍵で検証します(認証・改ざん検知)。
Q2: 電子署名でデータを秘密にできますか?
A2: いいえ。電子署名はデータの改ざん検出や署名者の証明が目的です。データを秘密にしたい場合は暗号化(通常は暗号化+署名の併用)を行います。
A2: いいえ。電子署名はデータの改ざん検出や署名者の証明が目的です。データを秘密にしたい場合は暗号化(通常は暗号化+署名の併用)を行います。
Q3: 共通鍵を安全に渡す方法は?
A3: 鍵交換アルゴリズム(例:Diffie–Hellman)や、公開鍵暗号で鍵を暗号化して送る方法、または安全な物理的手段で渡す方法があります。TLSなどのプロトコルではこれらが組み合わされています。
A3: 鍵交換アルゴリズム(例:Diffie–Hellman)や、公開鍵暗号で鍵を暗号化して送る方法、または安全な物理的手段で渡す方法があります。TLSなどのプロトコルではこれらが組み合わされています。
Q4: 秘密鍵が漏れたらどうなる?
A4: 復号される、偽署名されるなど深刻な問題が起きます。秘密鍵は厳重に保管し、必要なら鍵を失効(無効化)する手続きを取ります。
A4: 復号される、偽署名されるなど深刻な問題が起きます。秘密鍵は厳重に保管し、必要なら鍵を失効(無効化)する手続きを取ります。
関連キーワード: 暗号化、暗号文、平文、復号、共通鍵、公開鍵、電子署名、鍵交換、ハイブリッド暗号

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