共通鍵暗号方式とは?わかりやすく解説

テクノロジ系 ・ 技術要素(セキュリティ) ・ 読む目安7分 ・ 頻出

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

たとえると「合鍵」。AさんもBさんも同じ1本の鍵を持ち、 その鍵で閉める(暗号化)も開ける(復号)もできます。便利で速い反面、合鍵を相手にどう安全に渡すかが悩みどころです。

11本の鍵で暗号化も復号も

平文
会議は10時
→
共通鍵で暗号化
暗号文
#$%‥
→
同じ鍵で復号
平文
会議は10時

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。

① 同じ鍵を共有
② 暗号化して送る

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

⟲ ドラッグで回転
①鍵を共有②復号

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

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