公開鍵暗号方式とは？

公開鍵暗号方式の意味

対になる公開鍵と秘密鍵を使い、一方で暗号化したものは他方でしか復号できない方式。相手の公開鍵で暗号化すれば相手だけが読め、自分の秘密鍵で暗号化（署名）すれば本人であることを示せる。

公開鍵暗号方式の具体例

鍵はn人でも2n個で済み、鍵配送の問題を解決できる。ただし処理速度は共通鍵方式より大幅に遅い。

公開鍵暗号方式は試験でどう引っ掛けられる？

必要な鍵の数は「公開鍵方式は2n個」「共通鍵方式はn(n−1)/2個」。この対比が定番。

公開鍵暗号方式と関連する用語

• 共通鍵暗号方式
• ディジタル署名

公開鍵暗号方式が出た過去問

• OpenPGPやS/MIMEにおいて用いられるハイブリッド暗号方式の特徴はどれか。

  正解：公開鍵暗号方式と共通鍵暗号方式を組み合わせることによって鍵管理コストと処理性能の両立を図る。

  要点：本文は共通鍵、鍵配送は公開鍵で行うのがハイブリッド

  ハイブリッド暗号方式は、本文の暗号化には処理が高速な共通鍵暗号を使い、その共通鍵（セッション鍵）だけを受信者の公開鍵で暗号化して送る方式である。共通鍵の事前配送問題を公開鍵暗号で解決しつつ、公開鍵暗号の処理の重さを本文には持ち込まない。

  出典：平成28年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問15（IPA）

• 暗号方式のうち，共通鍵暗号方式はどれか。

  正解：AES

  要点：AESだけが共通鍵、RSA・ElGamal・楕円曲線は公開鍵

  共通鍵暗号方式は暗号化と復号に同じ鍵を使う方式で、AES（Advanced Encryption Standard）が代表例である。他の選択肢はいずれも公開鍵と秘密鍵の対を使う公開鍵暗号方式に分類される。AESはDESの後継として標準化されたブロック暗号である。

  出典：平成28年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問12（IPA）

• 暗号方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：共通鍵暗号方式では、暗号化及び復号に同一の鍵を使用する。

  要点：共通鍵は同じ鍵で暗号化・復号、公開鍵は鍵の対を使い分ける

  共通鍵暗号方式は暗号化と復号で同一の鍵を使うため対称鍵暗号とも呼ばれる。鍵を通信相手と安全に共有する必要がある一方、公開鍵暗号より処理が高速である。AESが共通鍵、RSAが公開鍵であり、秘匿目的の公開鍵暗号では受信者の公開鍵で暗号化し秘密鍵で復号する。

  出典：平成29年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問13（IPA）

• 暗号方式に関する説明のうち，適切なものはどれか。

  正解：共通鍵暗号方式で相手ごとに秘密の通信をする場合，通信相手が多くなるに従って，鍵管理の手間が増える。

  要点：共通鍵はn(n-1)/2個必要、鍵管理の負担が公開鍵方式の動機

  共通鍵暗号方式では通信相手ごとに別の秘密鍵を用意する必要があるため、n人が互いに通信する場合はn(n-1)/2個の鍵が必要になる。相手が増えるほど鍵の生成・配送・保管の負担が急激に膨らむ。この鍵管理の負担を解消するのが公開鍵暗号方式である。

  出典：平成29年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問13（IPA）

• 暗号方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：共通鍵暗号方式では、暗号化及び復号に同一の鍵を使用する。

  要点：共通鍵暗号は暗号化と復号で同じ鍵、公開鍵暗号は別々の鍵を使う

  共通鍵暗号方式は、暗号化と復号に同一の鍵を使う方式で、AESが代表例である。処理が高速な反面、通信相手ごとに鍵を安全に配送する必要がある。公開鍵暗号方式（RSAなど）は暗号化と復号で異なる鍵を使い、秘匿目的では公開鍵で暗号化し秘密鍵で復号する。

  出典：令和2年度 10月 高度共通_午前I試験 am1 問14（IPA）