システムアーキテクト 2022年 午前2 問18

共通鍵暗号方式【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 各選択肢が示す暗号方式の定義を思い出す（共通鍵＝同一鍵、公開鍵＝公開/秘密の鍵対）。
2. 代表的なアルゴリズムを照合する（AESは対称、RSAは公開鍵方式など）。
3. 暗号化と復号にどの鍵を使うか、署名の生成と検証にどの鍵が使われるかを確認して検討する。
4. 定義に合わない選択肢を順次除外することで正答を導く。

選択肢別の誤答解説

• ア: 誤り。AESは共通鍵（対称鍵）暗号方式の代表であり、RSAは公開鍵（非対称）暗号方式である。記述が逆になっている。
• イ: 正しい。共通鍵暗号方式では暗号化と復号に同一の鍵を使用するため、選択肢の記述は正しい。
• ウ: 誤り。公開鍵暗号方式で通信内容を秘匿する場合は「暗号化に受信者の公開鍵を使用し、復号に受信者の秘密鍵（非公開）を使用する」。選択肢は暗号化側と復号側の鍵の役割を逆にしている。
• エ: 誤り。デジタル署名には公開鍵暗号方式が用いられる。署名は作成者の秘密鍵で生成され、対応する公開鍵で検証することで改ざん検知と作成者の否認防止（非否認）を実現する。共通鍵暗号方式では署名の要件（作成者特定と非否認）を満たせないため通常用いられない。

よくある誤解

• 公開鍵暗号は必ず「暗号化＝公開鍵、復号＝秘密鍵」と覚えるべきだが、電子署名では役割が逆転する（署名＝秘密鍵、検証＝公開鍵）。ここを混同するとウやエのような誤答をしやすい。
• AESやDESなどの名前を見て「知らなければ公開鍵なのか共通鍵なのか分からない」と感じるが、多くの代表的アルゴリズムは種類ごとに分類されている（AES=対称、RSA=非対称）ため基本を押さえることが重要。
• 共通鍵暗号は「速いが鍵配布に課題がある」、公開鍵暗号は「鍵配布は容易だが計算コストが高い」というトレードオフを理解しておくと設問の意図を読み取りやすい。

補足コラム

• 実運用では多くのプロトコルが「公開鍵暗号で鍵交換→共通鍵暗号でデータ暗号化」のハイブリッド方式を採用する。例えばTLSではまず公開鍵暗号でセッション鍵（共通鍵）を安全に共有し、その後の大量データはAESなどの共通鍵暗号で効率的に暗号化する。
• 鍵長の目安：AESは128/192/256ビットが一般的で高速かつ安全性が高い。RSAなどの公開鍵方式は安全性確保のために2048ビット以上が推奨され、性能面で対称鍵より重い。
• デジタル署名の流れ（簡略）：署名者がメッセージのハッシュ値を作成→署名者の秘密鍵でハッシュを暗号化（署名）→検証者が署名を署名者の公開鍵で復号しハッシュと比較。秘密鍵で署名、公開鍵で検証、が基本である。

FAQ