ハッシュ関数とは？はっしゅかんすう
ハッシュ関数とは、任意長のデータから固定長の値を生成する一方向性の関数。同じ入力からは常に同じ値が得られる一方、ハッシュ値から元のデータを逆算することは計算量的に困難で、入力が1ビット違えば値は全く別になる。改ざん検知、デジタル署名の対象、パスワードの保存に使われる。
最終更新：2026-10-07
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データが途中で書き換えられていないことを確かめるには、原本と全体を突き合わせるのが確実だが、大きなファイルではその照合自体が現実的でない。そこで内容を要約した短い固定長の指紋を作り、指紋だけを比べれば済むようにしたのがハッシュ関数である。デジタル署名も、長い文書全体を公開鍵暗号で処理する代わりにハッシュ値へ署名することで実用的な速度に収まっている。午前I（科目A-1）では暗号方式との役割の違いが繰り返し問われる。
具体例
CRYPTREC暗号リストに載るSHA-256（SHA-2系）が代表で、後継としてSHA-3がある。ソフトウェアの配布ページではファイルとともにSHA-256値が掲載され、受け取り側が再計算して一致を確認することで、通信途中や配布元の差し替えを検知できる。
試験での引っ掛け
一方向性は「ハッシュ値から元のメッセージを求められない」、衝突発見困難性は「同じハッシュ値になる別のメッセージを見つけられない」で、定義の入替えが定番。暗号化と違い鍵がなく復号もできない。レインボーテーブル攻撃は事前計算した対応表での逆引きで、ソルトの付加が対策になる。
関連用語
出た過去問
問題文で直接問われたものと、解説の中で触れられたものが含まれます。
出典：平成30年度 秋期 高度試験 午前Ⅰ 問9（IPA）
自然数を除数とした剰余を返すハッシュ関数がある。値がそれぞれ571, 1168, 1566である三つのレコードのキー値を入力値としてこのハッシュ関数を施したとこ…
正解：199
要点：同じ剰余になる除数は、キー値の差の公約数から求める
三つのキー値が同じ除数nで同じ剰余になるということは、それらの差がすべてnの倍数になるということである。差を取ると1168-571＝597、1566-1168＝398、1566-571＝995となる。597＝3×199、398＝2×199、995＝5×199なので、最大公約数は199であり、これが使用した除数である。
出典：令和3年度 春期 高度試験 午前Ⅰ 問12（IPA）
暗号学的ハッシュ関数における原像計算困難性、つまり一方向性の性質はどれか。
正解：あるハッシュ値が与えられたとき、そのハッシュ値を出力するメッセージを見つけることが計算量的に困難であるという性質
要点：一方向性＝ハッシュ値から元のメッセージを逆算できない
原像計算困難性（一方向性）とは、ハッシュ値だけが与えられたときに、そのハッシュ値になる入力メッセージを求めることが計算量的に困難であるという性質をいう。ハッシュ関数は求めるのは容易でも逆算はできないという一方向性を持つため、パスワードの保存などに利用される。
出典：令和4年度 秋期 高度試験 午前Ⅰ 問3（IPA）
自然数をキーとするデータを、ハッシュ表を用いて管理する。キーxのハッシュ関数h(x)を h(x)＝x mod n とすると、任意のキーaとbが衝突する条件はどれ…
正解：a－bがnの倍数
要点：h(x)=x mod n の衝突条件は a−b が n の倍数
ハッシュ関数がh(x)＝x mod nのとき、キーaとbが衝突するのはa mod n＝b mod n、すなわちaとbをnで割った余りが等しいときである。これはa−bがnで割り切れること、つまりa−bがnの倍数であることと同値である。
出典：令和5年度 春期 高度試験 午前Ⅰ 問6（IPA）解説で登場
ハッシュ表の理論的な探索時間を示すグラフはどれか。ここで、複数のデータが同じハッシュ値になることはないものとする。
正解：表の中のデータの個数によらず、データ1個当たりの探索時間が一定（横一直線）のグラフ
要点：衝突のないハッシュ表の探索はデータ数によらずO(1)
衝突が起こらない理想的なハッシュ表では、キーからハッシュ関数で格納位置を直接計算できるため、格納されているデータの個数に関係なく一定回数のアクセスで目的のデータに到達できる。すなわち計算量はO(1)であり、グラフは横軸に対して水平な直線になる。
出典：令和6年度 秋期 高度試験 午前Ⅰ 問3（IPA）
自然数をキーとするデータを、ハッシュ表を用いて管理する。キーxのハッシュ関数h(x)を h(x) = x mod n とすると、任意のキーaとbが衝突する条件は…
正解：a-bがnの倍数
要点：同じ剰余になる条件は二数の差が除数の倍数であること
衝突するのはa mod n ＝ b mod n となるときである。両者をnで割った余りが等しいということは、その差a－bがnで割り切れる、すなわちnの倍数であることと同値である。
出典・参考
公式シラバスの3 技術要素 ＞ 1. 情報セキュリティ ＞ (8) 情報セキュリティに関する技術に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。