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情報処理安全確保支援士試験 2024年秋期午前2 問05

PQC(Post-Quantum Cryptography)はどれか。

ア：量子アニーリングマシンを用いて回路サイズ、消費電力、処理速度を飛躍的に向上させた実装性能をもつ暗号方式

イ：量子コンピュータを用いて効率的に素因数分解を行うアルゴリズムによって暗号を解読する技術

ウ：量子コンピュータを用いても解読が困難であり安全性を保つことができる暗号方式（正解）

エ：量子通信路を用いた鍵配送システムを利用し大容量のデータを高速に送受信する技術

解説

PQC（Post-Quantum Cryptography、ポスト量子暗号）についてわかりやすく解説します。

現在私たちが使っている多くの暗号方式（例えばRSAや楕円曲線暗号）は、数学的に計算が難しい問題に基づいています。特にRSAは「大きな整数の素因数分解」が難しいという性質に依っています。

しかし、量子コンピュータの一部のアルゴリズム（代表的なものにショアのアルゴリズム）があれば、これらの難しい問題を非常に効率よく解いてしまうため、今の暗号方式は将来的に破られてしまう危険があります。

これに対応するために研究されているのが ポスト量子暗号（PQC） です。

選択肢	内容	正誤と理由
ア	量子アニーリングマシンを使った暗号方式	× PQCは暗号「方式」であり、ハードウェア性能向上の話ではない
イ	量子コンピュータで素因数分解し解読する技術	× これは量子コンピュータによる「攻撃技術」でありPQC自身ではない
ウ	量子コンピュータでも解読困難な暗号方式	〇 PQCの本質を正しく示している
エ	量子通信路を使った鍵配送の高速化技術	× これは量子鍵配送（QKD）技術でありPQCとは異なる

もし暗号方式を数学的に理解するときは、以下のような問題が鍵になります：

\text{格子問題}や\ \text{多変数多項式問題}\quad \rightarrow \quad \text{量子コンピュータでも解くのが難しい}

このような性質を持つ暗号を作ることがPQСの目的です。