ITパスポート 2017年 秋期 問66

公開鍵暗号方式と共通鍵暗号方式の特徴【ITパスポート 解説】

正解の理由

• 公開鍵暗号方式（公開鍵暗号）：公開してもよい「公開鍵（public key）」と、秘密にする「秘密鍵（private key）」の2つの鍵を使います。公開鍵で暗号化し、対応する秘密鍵で復号します。
• 共通鍵暗号方式（共通鍵暗号、対称鍵暗号）：暗号化と復号に同じ鍵（共通鍵）を使います。鍵を持つ人だけが通信を読めます。
• 暗号化：データを他人に読まれないように変えること。
• 復号：暗号化したデータを元に戻すこと。
  問題は「共通鍵暗号方式だけがもつ特徴」を問うています。選択肢の中で、暗号化と復号に同じ鍵を使う特徴を直接表しているのは選択肢エの「復号には、暗号化で使用した鍵と同一の鍵を用いる」です。これは共通鍵暗号方式（対称鍵暗号）の定義そのものです。したがって選択肢エが正しい理由になります。

解法ステップ

1. 問題文で注目する点：「共通鍵暗号方式だけがもつ特徴」という限定。
2. 各選択肢を「共通鍵（対称）」「公開鍵（非対称）」どちらの特徴かで分類する。
3. 共通鍵だけに当てはまるものを選ぶ。
   • 「同じ鍵で暗号化と復号」を書いている選択肢は共通鍵の定義そのものなので正解と判断する。
4. 残りの選択肢は公開鍵の特徴や誤りなので取り除く。

選択肢別の誤答解説

• ア: 暗号化に使用する鍵を第三者に知られても、安全に通信ができる。
  • 誤り。共通鍵暗号ではその鍵を第三者に知られると通信は破られます。むしろ「鍵を公開しても安全にできる」という性質は公開鍵暗号（公開鍵を広く配布してもよい）が持つ特徴です。
• イ: 個別に安全な通信を行う必要がある相手が複数であっても、鍵は一つでよい。
  • 誤り。共通鍵暗号で複数の相手と安全にやり取りする場合、基本的には相手ごとに鍵を用意するか、鍵配送の仕組みが必要です。例えば参加者が n 人いると、全てのペアで安全に通信するには通常 n(n−1)/2 個の鍵が必要になることが多いです（鍵管理が大変になる点は共通鍵のデメリット）。
• ウ: 電子証明書によって、鍵の持ち主を確認できる。
  • 誤り。電子証明書（デジタル証明書）は公開鍵暗号で使われる仕組みです。電子証明書は「この公開鍵は本当にこの人のものです」と証明するもので、認証局（CA：Certificate Authority、認証を行う組織）が発行します。共通鍵暗号には公開鍵／秘密鍵のような公開部分がないため、通常この仕組みは使いません。
• エ: 復号には、暗号化で使用した鍵と同一の鍵を用いる。
  • 正しい。これが共通鍵暗号（対称鍵暗号）の定義です。暗号化と復号に同じ鍵を使います。

よくある誤解

• 「鍵が1つだから管理は楽」と考える誤解：確かに共通鍵暗号は処理が高速で鍵自体は1つですが、相手が多いと鍵を相互に安全に配る必要があり、鍵の数や管理はむしろ大変になります。
• 「電子証明書は全部の暗号方式で使える」と思う誤解：電子証明書は公開鍵を結び付けるための仕組みで、公開鍵暗号と相性が良いです。共通鍵暗号では使う場面が基本的にありません。
• 「鍵を公開すれば安全」は混同による誤解：公開鍵暗号では公開鍵を公表しても安全性が保たれる構造になっていますが、共通鍵暗号で鍵を公開すれば即座に通信が破られます。

補足コラム

• 鍵の数の目安（簡単な覚え方）：
  • 共通鍵暗号（対称鍵）：n 人で全ての相手と秘密にやり取りするには通常 n(n−1)/2 個の鍵が必要（全ての組み合わせに鍵が必要な場合）。
  • 公開鍵暗号（非対称鍵）：各人が「公開鍵」と「秘密鍵」を1つずつ持てばよく、鍵の配布は公開鍵を配れば済むため管理が容易です（鍵の数は多いが配布は簡単）。
• 実務では速度と利便性を両立させるため、「公開鍵暗号で安全に共通鍵を交換し、その後の通信は共通鍵暗号で高速に行う」ハイブリッド方式がよく使われます。これは銀行のオンライン取引などで一般的です。

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