ディジタル署名とは？

ディジタル署名の意味

送信者が自分の秘密鍵でメッセージのハッシュ値を暗号化して添える仕組みです。受信者は送信者の公開鍵で復号した値と、自分で計算したハッシュ値を比較します。一致すれば作成者の正当性（真正性）と改ざんが無いこと（完全性）を同時に確認でき、否認防止にもなります。

ディジタル署名の具体例

契約書を送る際、本文のSHA-256値を送信者の秘密鍵で暗号化して添付。受信者は公開鍵で復号し、受け取った本文から計算した値と突き合わせる。本文自体は暗号化していないので、機密が必要なら別途暗号化を重ねます。

ディジタル署名は試験でどう引っ掛けられる？

署名しても本文は秘密になりません（機密性は守られない）。また「本文全体を秘密鍵で暗号化する」ではなくハッシュ値に対して行う点、鍵の向きが公開鍵暗号の機密通信と逆である点が定番の引っ掛けです。

ディジタル署名と関連する用語

• ハッシュ関数
• 公開鍵暗号方式
• ディジタル証明書と認証局（CA）

ディジタル署名が出た過去問

• 公開鍵暗号を利用した電子商取引において，認証局（CA）の役割はどれか。

  正解：取引当事者の公開鍵に対するディジタル証明書を発行する。

  要点：認証局は公開鍵の正当性を証明書として保証する

  認証局（CA）は、公開鍵の持ち主が本人であることを確認したうえで、その公開鍵に自らのディジタル署名を付けたディジタル証明書を発行する。利用者はCAの署名を検証することで、受け取った公開鍵が本物であると確認できる。秘密鍵そのものはCAに預けるものではない点を押さえたい。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問39（IPA）

• ディジタル署名における署名鍵の使い方と、ディジタル署名を行う目的のうち、適切なものはどれか。

  正解：送信者が署名鍵を使って署名を作成し、その署名をメッセージに付加することによって、受信者が送信者を確認できるようにする。

  要点：ディジタル署名は送信者の秘密鍵で作り、本人確認と改ざん検知に使う

  ディジタル署名では、送信者が自分だけが持つ秘密鍵（署名鍵）でメッセージのハッシュ値を暗号化して署名を作り、メッセージに添えて送る。受信者は公開されている検証鍵で署名を確かめることで、送信者が本人であること（認証）と内容が改ざんされていないこと（完全性）を確認できる。内容を第三者に隠す守秘は署名の目的ではない。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問40（IPA）

• アプリケーションソフトウェアにディジタル署名を施す目的はどれか。

  正解：アプリケーションソフトウェアの改ざんを利用者が検知できるようにする。

  要点：ディジタル署名は改ざん検知と作成者の確認のために付す

  ディジタル署名は、配布物のハッシュ値を作成者の秘密鍵で暗号化したものである。受け取った側は公開鍵で検証し、値が一致すれば作成者が本物であることと、配布後に内容が書き換えられていないことを確認できる。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問36（IPA）

• セキュアブートの説明はどれか。

  正解：PCの起動時にOSやドライバのディジタル署名を検証し，許可されていないものを実行しないようにすることによって，OS起動前のマルウェアの実行を防ぐ技術

  要点：セキュアブートは起動時に署名検証し未許可のコードを排除する

  起動処理の各段階で、次に読み込むプログラムの署名を検証し、信頼できる鍵で署名されたものだけを実行する仕組みである。これにより、OSが立ち上がる前に不正なブートローダやドライバが動くことを防げる。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問43（IPA）

• メッセージにRSA方式のディジタル署名を付与して2者間で送受信する。そのときのディジタル署名の検証鍵と使用方法はどれか。

  正解：送信者の公開鍵であり、受信者がディジタル署名からメッセージダイジェストを算出する際に使用する。

  要点：署名の作成は送信者の秘密鍵、検証は送信者の公開鍵

  ディジタル署名では、送信者が自分の秘密鍵でメッセージダイジェストを暗号化して署名を作る。受信者はこれと対になる送信者の公開鍵で署名を復号し、元のメッセージダイジェストを取り出す。取り出した値と、受け取ったメッセージから自分で計算したダイジェストが一致すれば、改ざんが無く送信者本人が作成したと確認できる。したがって検証に使う鍵は送信者の公開鍵である。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問38（IPA）