共通鍵暗号方式とは？

共通鍵暗号方式の意味

暗号化と復号に同一の鍵を使う方式。公開鍵方式に比べ処理が桁違いに速いため、データベースやバックアップなど大量データの暗号化に用いられる。一方で通信相手ごとに鍵が要り、鍵の受渡しと保管が運用上の課題になる。

共通鍵暗号方式の具体例

表領域やバックアップファイルの暗号化はこの方式で行い、その鍵自体を鍵管理サービスや公開鍵方式で保護する。n人が相互に通信する場合、必要な鍵の数はn(n−1)/2個となり、人数が増えるほど管理量が急増する。

共通鍵暗号方式は試験でどう引っ掛けられる？

「共通鍵は弱い」わけではなく、同じ強度なら鍵長は公開鍵方式よりずっと短くて済む。弱点は暗号強度ではなく鍵配送と鍵の数。この弱点を公開鍵方式で補ったものがハイブリッド暗号方式である。

共通鍵暗号方式と関連する用語

• 公開鍵暗号方式
• ハイブリッド暗号方式
• データベース暗号化

共通鍵暗号方式が出た過去問

• 公開鍵暗号方式を使った暗号通信をn人が相互に行う場合、全部で何個の異なる鍵が必要になるか。ここで、一組の公開鍵と秘密鍵は2個と数える。

  正解：2n

  要点：公開鍵方式の鍵数は1人2個で合計2n個

  公開鍵暗号方式では、各利用者が自分の公開鍵と秘密鍵の対を1組もてばよく、相手ごとに鍵を用意する必要がない。n人なら1人あたり2個で合計2n個となる。相手ごとに鍵が必要な共通鍵暗号方式のn(n−1)/2個と対比して覚えるとよい。

  出典：平成30年度 春期 データベーススペシャリスト試験 am2 問21（IPA）

• インターネットで電子メールを送信するとき、メッセージの本文の暗号化に共通鍵暗号方式を用い、共通鍵の受渡しに公開鍵暗号方式を用いるものはどれか。

  正解：S/MIME

  要点：S/MIMEは本文を共通鍵、鍵配送を公開鍵で行うハイブリッド方式

  S/MIMEは電子メールの暗号化とディジタル署名の標準で、本文は処理が速い共通鍵暗号で暗号化し、その共通鍵を受信者の公開鍵で暗号化して一緒に送る。この組合せをハイブリッド暗号方式といい、速度と鍵配送の安全性を両立させる典型的な方法である。

  出典：令和1年度 春期 データベーススペシャリスト試験 am2 問20（IPA）

• NISTが制定した、AESにおける鍵長の条件はどれか。

  正解：128ビット、192ビット、256ビットから選択する。

  要点：AESの鍵長は128・192・256ビットの3種類

  AESはブロック長を128ビットに固定したうえで、鍵長を128・192・256ビットの3種類から選ぶ共通鍵暗号方式である。鍵長に応じて処理の繰返し回数が変わる。よってアが正しい。

  出典：令和4年度 秋期 データベーススペシャリスト試験 am2 問19（IPA）