NW-K08｜情報Ⅰ 対策問題

正答

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この問題のポイント

共通鍵暗号方式（同じ鍵で暗号化・復号） を問う問題です。公開鍵暗号方式との対比が最頻出テーマです。

解説

暗号化とは、元のデータ(平文)を鍵を使って第三者に読めない形(暗号文)へ変換することで、暗号文を元に戻す操作を復号といいます。このとき暗号化と復号に同じ1つの鍵を使う方式が共通鍵暗号方式です。家の鍵のように「閉める鍵と開ける鍵が同じ」とイメージすると分かりやすいでしょう。

共通鍵暗号は処理が高速という長所がある一方、2つの課題があります。1つ目は鍵配送問題。同じ鍵を相手も持っていなければ復号できませんが、その鍵をネットワークで送れば盗聴される恐れがあり、「鍵を安全に渡す方法がない」というジレンマに陥ります。2つ目は鍵の数の問題。相手ごとに別の鍵が必要なため、n人が互いに通信するには n(n-1)/2 個もの鍵が必要になります(例: 10人なら 10×9÷2=45個)。

この弱点を解決するのが、暗号化と復号で異なる鍵のペアを使う公開鍵暗号方式です。ただし公開鍵暗号は処理が遅いため、実際のHTTPS通信(TLS)では「データ本体は高速な共通鍵で暗号化し、その共通鍵だけを公開鍵暗号で安全に渡す」ハイブリッド方式が使われます。

共通テストでは、「同じ鍵か・違う鍵か」「速いか・遅いか」「鍵配送問題があるか」を2方式で入れ替えた選択肢が定番です。鍵の個数 n(n-1)/2 の計算もそのまま出題されます。

選択肢の確認

1．○ 暗号化と復号に同じ鍵を使うのは共通鍵暗号方式の定義そのもの。
2．× 公開鍵暗号方式は、暗号化に公開鍵・復号に秘密鍵という別々の鍵を使う方式。
3．× ハッシュは元に戻せない一方向の変換で、復号を前提とする暗号方式ではない。
4．× シーザー暗号は文字をずらして置き換える古典的な換字式暗号の一種。方式の分類名ではない。

ここだけは覚えよう

共通鍵=同じ鍵・高速・鍵配送問題あり — n人で n(n-1)/2 個の鍵が必要。弱点を補うのが公開鍵暗号。