NW-C04｜情報Ⅰ 対策問題

正答

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この問題のポイント

古典暗号の弱点（鍵空間の小ささ） を問う問題です。「鍵の候補が何通りあるか」で暗号の強さを測ります。

解説

シーザー暗号は、アルファベットを一定の文字数だけずらして置き換える暗号です。「3文字後ろへ」なら H→K、E→H、L→O となり、HELLO は KHOOR に変わります。復号は逆向きに3文字戻すだけです。

この暗号の「鍵」はずらす文字数です。アルファベットは26文字なので、意味のあるずらし方は1〜25の25通りしかありません。攻撃者は25通りをすべて試し、意味の通る文になるものを探せばよいので、手作業でも短時間、コンピュータなら一瞬で解読されます。

さらに、英語ではEが最も多く使われるなど、文字の出現頻度には言語ごとの偏りがあります。暗号文の文字の頻度を調べて元の文字を推定する頻度分析によっても破ることができます。

現代の暗号は、鍵の候補を2¹²⁸通りのような天文学的な数にすることで、総当たりを事実上不可能にしています。「暗号の強さ ≒ 鍵空間(鍵の候補の総数)の大きさ」という評価軸は、古典暗号から現代暗号まで一貫しています。共通テストでは、シーザー暗号の暗号化・復号の計算とあわせて、「なぜ古典暗号は弱いのか」という理由が問われます。

選択肢の確認

1．○ 鍵の候補は25通りしかなく、総当たりで即座に破られる。古典暗号の本質的な弱点。
2．× ずらすだけの単純な処理なので、暗号化も復号も高速。
3．× ずらした分だけ戻せば必ず復号できる。数学的に不可能にはならない。
4．× 共通鍵暗号の一種なので鍵(ずらす数)の共有は必要。また「渡す必要がない」なら弱点ではなく利点になってしまう。

ここだけは覚えよう

シーザー暗号の鍵は25通りだけ — 暗号の強さは鍵空間の大きさで決まる。現代暗号は2¹²⁸通り。