共通鍵暗号方式とは?わかりやすく解説
暗号化と復号に同じ1本の鍵を使う方式と、その課題(鍵配送)を学びます。
最初に考えてみよう
同じ鍵で暗号化と復号をすれば、すばやく秘密のやり取りができます。しかし、その鍵を知られると中身を読まれてしまいます。どうすれば、共通の鍵を安全に使って通信できるのでしょうか?
解説
11本の鍵で暗号化も復号も
暗号化に使った鍵と、復号に使う鍵がまったく同じ(1本)。これが共通鍵暗号方式です。 鍵が1本でシンプルなので処理が速いのが長所。
2送信の流れ(2段階:鍵を共有 → 暗号通信)
AさんからBさんへ秘密のメッセージを送ります。同じ鍵を共有してから通信する流れを1歩ずつ。鍵を盗まれたケースとも比べてみよう。
STEP 1:Aが共通鍵を用意
Aが共通鍵を1本用意。AとBで同じ鍵を使う
3公開鍵方式との使い分け
| 共通鍵 | 公開鍵 | |
|---|---|---|
| 鍵の数 | 1本(同じ鍵を共有) | 2本ペア(公開鍵+秘密鍵) |
| 暗号化/復号 | 同じ鍵で両方 | 公開鍵で暗号化→秘密鍵で復号 |
| 速さ | 速い | 遅め |
| 鍵を配る悩み | あり(鍵配送問題) | 小さい(公開鍵は配ってよい) |
| 向いている用途 | 大量データの暗号化 | 鍵の受け渡し・少量データ |
実際のしくみ(HTTPSなど)は両方のいいとこ取り:共通鍵を公開鍵で安全に届けて、 そのあとは速い共通鍵でやり取りします(ハイブリッド方式)。
試験のポイント
ITパスポート試験での問われ方
共通鍵は暗号化・復号で同じ鍵を使う点、公開鍵方式との違いが問われる
間違えやすいポイント
- 共通鍵と公開鍵を混同する
- 鍵配送の課題を見落とす
関連用語
共通鍵暗号、秘密鍵、公開鍵暗号、鍵配送、AES
図解の内容を文章で読む
共通鍵暗号方式をイメージでつかむ
共通鍵暗号方式は、暗号化と復号に同じ鍵(共通鍵)を使う方式です。処理が速く大量のデータ向きですが、相手と同じ鍵を共有する必要があり、その鍵を安全に渡すこと(鍵配送)が課題になります。
たとえると:同じ合鍵を2人で持つイメージ。合鍵があれば閉めるのも開けるのも同じ鍵でできますが、その合鍵を相手へどう安全に渡すかが問題になります。
共通鍵暗号方式は、閉める(暗号化)のも開ける(復号)のも同じ1つの鍵を使う方式です。しくみが単純で処理が速いため、大量のデータの暗号化に向いています。弱点は、通信相手と同じ鍵を持ち合う必要があることです。鍵そのものをネットワークで送れば途中で盗まれるおそれがあり、これを鍵配送問題と呼びます。また、相手が増えるほど相手ごとの鍵が必要になり、管理が大変になります。実際の通信(HTTPSなど)では、公開鍵暗号方式で共通鍵を安全に渡し、その後の大量データは高速な共通鍵方式で暗号化する、いいとこ取りのハイブリッド方式が使われています。試験では「共通鍵方式の特徴=同じ鍵・高速・鍵配送が課題」と、公開鍵方式との対比が問われます。
押さえどころ
- 暗号化と復号に同じ鍵
- 処理が速く大量データ向き
- 鍵を安全に渡す『鍵配送』が課題
確認問題(4問)
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「共通鍵暗号方式」の過去問(1問)
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