ITパスポート 2021年 問76

IoTデバイスと鍵の関係に関する暗号技術【ITパスポート 解説】

正解の理由

• ある一方（例：IoTサーバ）が秘密に持つ「秘密鍵（private key）」でしか復号できないように、誰でも使える「公開鍵（public key）」で暗号化する。
• IoTデバイスは同じ公開鍵で暗号化し、サーバは対応する秘密鍵で復号します。これにより「暗号化に使う鍵」と「復号に使う鍵」が異なるという条件に合致します。

• 暗号化： $C=E_{K_{pub}}(M)$
• 復号： $M=D_{K_{priv}}(C)$

解法ステップ

1. 問題文から「暗号化に使う鍵」と「復号に使う鍵」が同じか違うかを探す。
   → 「異なる鍵で復号」と明記されている。
2. 鍵が同じなら「共通鍵暗号方式（symmetric）」、鍵が異なれば「公開鍵暗号方式（asymmetric）」と判断する。
3. 選択肢を確認して、異なる鍵を用いるものを選ぶ。
   → イ（公開鍵暗号方式）が該当。

選択肢別の誤答解説

• ア: 共通鍵暗号方式（symmetric key cipher：暗号化と復号に同じ鍵を使う方式）
  誤り。共通鍵方式は暗号化と復号で同じ鍵を使うため、問題文の「復号で用いる鍵が異なる」という条件に合いません。
• イ: 公開鍵暗号方式（public‑key cryptography：公開鍵と秘密鍵のペアを利用する方式）
  正しい。暗号化に使う鍵と復号に使う鍵が異なる特徴があり、問題文の条件に一致します。
• ウ: ハッシュ関数（hash function：入力データを固定長の値に変換する一方向関数）
  誤り。ハッシュ関数は一方向で「復号」できません。データの改ざん検出やパスワードの照合で使いますが、暗号化・復号の仕組みとは性質が違います。
• エ: ブロックチェーン（blockchain：分散台帳技術で取引履歴をチェーン状に記録する仕組み）
  誤り。ブロックチェーンはデータの記録・管理の方式であり、問題の「暗号化・復号で鍵がどう使われるか」という問いには直接関係しません。

よくある誤解

1. 「公開鍵は『公開』だから安全ではない」
   → 公開鍵は文字通り誰でも知って良いものです。安全性は公開鍵から秘密鍵を導けない数理的性質に依存します。秘密鍵が漏れると危険です。
2. 「共通鍵は速いから常に良い」
   → 共通鍵方式は計算が軽く速い利点がありますが、鍵を安全に配布・管理するのが難しい（鍵配布問題）ため、スケーラビリティに弱い点があります。
3. 「ハッシュ関数＝暗号化」
   → ハッシュは元に戻せない（復号できない）特徴があります。暗号化は復号して元に戻せる点が違います。

補足コラム

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