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情報処理安全確保支援士試験 2016年春期午前2 問09

暗号に関連するデータのうち，次に示す処理で出力可能なものはどれか。　〔処理〕　(1) カウンタを初期化する。　(2) その時点に得た時刻データを共通鍵で暗号化する。　(3) カウンタの値と(2)の結果のXORをとり，さらに共通鍵で暗号化する。　(4) (3)の結果を出力する。　(5) (3)の結果と(2)の結果のXORをとり，さらに共通鍵で暗号化する。　(6) (5)の結果をカウンタの新しい値とする。　(7) (4)の出力について，必要とする分の数を得るまで(2)～(6)を繰り返す。

ア：擬似乱数（正解）

イ：ディジタル証明書

ウ：ハッシュ値

エ：メッセージ認証コード

解説

暗号に関連するデータのうち，次に示す処理で出力可能なものはどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

結論：この処理は擬似乱数を生成するアルゴリズムであり、正解はアの「擬似乱数」です。
根拠：カウンタと時刻データを共通鍵で暗号化し、XOR演算と再暗号化を繰り返すことで、予測困難な乱数列を生成しています。
差がつくポイント：擬似乱数生成の仕組みと、ディジタル証明書やハッシュ値、メッセージ認証コードとの違いを理解することが重要です。

正解の理由

この処理は、初期値（カウンタ）と時刻データを共通鍵で暗号化し、XOR演算と再暗号化を繰り返すことで、外部から予測できない乱数列を生成しています。これは擬似乱数生成器（PRNG）の典型的な構造であり、暗号処理で安全な乱数を作るための方法です。
一方、ディジタル証明書は公開鍵基盤の証明書、ハッシュ値は固定長のデータ要約、メッセージ認証コードはデータの改ざん検知に使われるため、この処理の目的とは異なります。

よくある誤解

「暗号化を使っているからメッセージ認証コードやハッシュ値の生成処理だ」と誤解しやすいです。
時刻データを使うため、証明書の生成処理と混同することがあります。

解法ステップ

処理の流れを読み、何を繰り返しているかを把握する。
カウンタと時刻データを使い、XORと暗号化を繰り返している点に注目。
これが乱数列を生成する典型的な方法であることを理解。
選択肢の意味を整理し、擬似乱数生成に該当するものを選ぶ。
他の選択肢の特徴と処理内容を比較し、誤りを排除する。

選択肢別の誤答解説

ア: 擬似乱数
正解。カウンタと時刻データを用い、暗号化とXORを繰り返すことで乱数列を生成する典型的な方法です。
イ: ディジタル証明書
公開鍵と所有者情報を証明するデータであり、今回の処理とは無関係です。
ウ: ハッシュ値
入力データの固定長要約であり、XORやカウンタの繰り返し処理は含みません。
エ: メッセージ認証コード
データの改ざん検知用で、通常はハッシュ関数と秘密鍵を組み合わせて生成しますが、今回の処理とは異なります。

補足コラム

擬似乱数生成は暗号技術の基盤であり、暗号鍵の生成や初期化ベクトルの作成に不可欠です。安全な擬似乱数生成器は、外部からの予測を防ぐために時刻やカウンタ、秘密鍵を組み合わせて複雑な処理を行います。今回のようなXORと暗号化の組み合わせは、暗号論的擬似乱数生成器（CSPRNG）の一例です。

FAQ

Q: なぜ時刻データを使うのですか？
A: 時刻データは毎回変化するため、乱数の初期値として予測困難性を高める役割を果たします。

Q: メッセージ認証コードと擬似乱数の違いは何ですか？
A: メッセージ認証コードはデータの改ざん検知用で、擬似乱数は予測困難な数列生成用です。目的と生成方法が異なります。

関連キーワード: 擬似乱数生成, 暗号化, XOR演算, カウンタ, CSPRNG, メッセージ認証コード, ハッシュ値, ディジタル証明書

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