基礎科目・ネットワーク・セキュリティ
暗号とディジタル署名
3問H27・R3・R6
公開鍵暗号とディジタル署名で、どちらの鍵を何に使うか、認証局が何を証明するかが出ます。
よく出る形
- 公開鍵暗号とディジタル署名で，どちらの鍵を何に使うかの記述の正誤を選ぶ
- 認証局（CA）が何を証明するかを，公開鍵暗号や無線LANの暗号（WEP），スマートフォンのウイルス対策の記述とあわせて問う
- ハッシュ関数，ポスト量子暗号，リプレイ攻撃の防ぎ方，ゼロ知識証明などの用語の使い方の誤りを選ぶ
- 毎回，取り上げる技術の組合せが入れ替わる。鍵の向きや用語の目的を取り違えた文が1本まざる
覚えること
- 公開鍵暗号は2つで1組の鍵：公開鍵はだれに見せてもよい鍵，秘密鍵は本人だけが持つ鍵
- 暗号化：送る人が「受け取る人の公開鍵」でかけ，受け取る人が「自分の秘密鍵」で元に戻す（復号）
- ディジタル署名：本人が「自分の秘密鍵」で作り，受け取った人が「本人の公開鍵」で確かめる。作れるのは本人だけ，確かめるのはだれでもできる
- 認証局（CA）：「この公開鍵はこの人のもの」という結びつきを，証明書で保証する。秘密鍵を証明するのではない
- 共通鍵暗号：送る人と受け取る人が同じ1つの鍵を使う。処理は速いが，相手ごとに別の鍵が要り，n 人なら n(n − 1)÷2 個（10人で45個）
- 公開鍵暗号は処理が遅い。実際の通信は，データ本体を共通鍵暗号で暗号化し，その共通鍵の受け渡しに公開鍵の技術を使う（ハイブリッド方式）
- ハッシュ関数：どんな長さのデータからも決まった長さの値を作る。一方向性（値から元のデータは求められない）と，データが少し変わると値が大きく変わる性質で，改ざんの確認に使う
- メッセージ認証コード（MAC）：共有した秘密の鍵とメッセージから作る短い値。受け取った側が同じ計算をして比べ，改ざんを確かめる
- ポスト量子暗号：量子計算機でも安全と考えられる公開鍵暗号。NIST は2024年に格子暗号ベースの方式などを標準として公表した。素因数分解の難しさが根拠の RSA 暗号は，量子計算機に弱いとされる
- タイムスタンプ：ある時刻にそのデータがあったことと，その後に改ざんされていないことを，第三者が証明する仕組み
- リプレイ攻撃（盗んだ通信をそのまま送り直す，なりすまし）を防ぐのは，毎回ちがう問いに答えるチャレンジレスポンス認証
- ゼロ知識証明：中身を明かさずに「正しいこと」だけを証明する技術
解き方
- 鍵の問題は「暗号化は相手の公開鍵 → 相手の秘密鍵で開ける」「署名は自分の秘密鍵で作る → 公開鍵で確かめる」の2本に当てはめる
- 「秘密にしたい」なら受け取る人の鍵，「本人と証明したい」なら送る人の鍵。秘密鍵を使うのは本人だけができる操作
- 選択肢の鍵の向きが，この2本と逆になっていないかを見る
- 用語の問題は，その用語が「何のための技術か」を思い出し，目的がずれている記述を探す
- 例：「リプレイ攻撃を無効にするために多要素認証が使われる」は，目的と技術の組合せが誤り
ひっかけ
- 署名の生成に公開鍵，検証に秘密鍵とするのは，鍵が逆で誤り
- 認証局が証明するのは，利用者と「公開鍵」の結びつき。秘密鍵ではない
- ハッシュ値から元のデータを容易に求められる，は一方向性と反対で誤り
- 公開鍵暗号のほうが共通鍵暗号より速い，は誤り。速いのは共通鍵暗号
- WEP が推奨されている，スマートフォンにウイルス対策は要らない，も誤り
このテーマの過去問（このサイトに解説がある 2問）
平成に出た同じテーマ（1問）
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- 平成27年度公開鍵暗号と認証局