ネットワークスペシャリスト 2013年 午前2 問18
問題文
共通鍵暗号方式で、100人の送受信者のそれぞれが、相互に暗号化通信を行うときに必要な共通鍵の総数は幾つか。
選択肢
ア:200
イ:4,950(正解)
ウ:9,900
エ:10,000
共通鍵暗号方式の鍵数計算【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論:100人が相互に通信する場合、必要な共通鍵の総数は4,950個です。
- 根拠:共通鍵暗号は通信相手ごとに異なる鍵が必要で、組み合わせは「100人の2人組の数」つまり組合せ計算で求めます。
- 差がつくポイント:鍵の数を「順列」ではなく「組合せ」で考えることが重要で、順序を区別しない点を理解しましょう。
正解の理由
共通鍵暗号方式では、通信する2者間で1つの鍵を共有します。100人全員が互いに通信する場合、鍵の数は「100人から2人を選ぶ組合せの数」になります。組合せの計算式は
よって、正解はイ: 4,950です。
よって、正解はイ: 4,950です。
よくある誤解
「100人×100人=10,000」と考えたり、順序を区別して「100×99=9,900」と計算する誤りが多いです。共通鍵は送信者・受信者の順序に関係なく1つで十分です。
解法ステップ
- 問題の人数(100人)を確認する。
- 送受信者のペア数を求めるため、2人組の組合せ数を計算する。
- 組合せの公式 を適用する。
- と計算し、選択肢と照合する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 200
100人のペア数としては明らかに少なすぎます。単純な人数の2倍で計算している誤りです。 - イ: 4,950
正解。組合せ計算に基づく正しい鍵数です。 - ウ: 9,900
順序を区別した場合のペア数で、共通鍵暗号の鍵数とは異なります。 - エ: 10,000
100人×100人の全組み合わせで、自己通信や順序も区別しているため過剰な数です。
補足コラム
共通鍵暗号方式は通信相手ごとに鍵を共有するため、参加者が増えると鍵の管理が非常に複雑になります。これに対し公開鍵暗号方式は鍵の数が参加者数に比例するため、大規模な通信には適しています。
FAQ
Q: なぜ順序を区別しないのですか?
A: 共通鍵は送信者・受信者で同じ鍵を使うため、A→BとB→Aは同じ鍵で通信可能です。
A: 共通鍵は送信者・受信者で同じ鍵を使うため、A→BとB→Aは同じ鍵で通信可能です。
Q: 公開鍵暗号方式の場合、鍵の数はどうなりますか?
A: 各人が公開鍵と秘密鍵を1組持つため、鍵の総数は参加者数に比例します。
A: 各人が公開鍵と秘密鍵を1組持つため、鍵の総数は参加者数に比例します。
関連キーワード: 共通鍵暗号、組合せ計算、鍵管理、暗号方式、セキュリティ

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