共通鍵暗号方式とは？

共通鍵暗号方式の意味

暗号化と復号に同じ鍵を使う方式。処理が高速だが、通信相手が増えるほど必要な鍵の組み合わせ数が急増し、鍵の受け渡し（鍵配送）が課題になる。

共通鍵暗号方式の具体例

社内の拠点間で大量のファイルを暗号化してやり取りする際、処理速度を優先して共通鍵暗号方式を使う。ただし相手が10人いれば最大45通りの鍵管理が必要になる。

共通鍵暗号方式は試験でどう引っ掛けられる？

n人が相互に通信する場合に必要な鍵の数は n(n-1)/2 通り。公開鍵暗号方式（1人あたり鍵ペア1組）と混同しやすい。

共通鍵暗号方式と関連する用語

• AES
• 公開鍵暗号方式
• ハイブリッド暗号方式

共通鍵暗号方式が出た過去問

• 電子署名法に関する記述のうち，適切なものはどれか。

  正解：電子署名には，民事訴訟法における押印と同様の効力が認められる。

  要点：要件を満たす電子署名には押印と同様の推定効が生じる

  電子署名法では、本人だけが行える一定の要件を満たす電子署名が付された電磁的記録は、民事訴訟法上、本人の押印がある文書と同様に真正に成立したものと推定される。電子署名は電磁的記録に対して行われるものに限られ、認証業務は一定の基準を満たせば民間事業者も行える（認定認証業務の制度がある）。技術的には公開鍵暗号方式を用いるのが一般的で、共通鍵暗号に限定されるわけではない。

  出典：平成30年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問33（IPA）

• PCとサーバとの間でIPsecによる暗号化通信を行う。ブロック暗号の暗号化アルゴリズムとしてAESを使うとき、用いるべき鍵はどれか。

  正解：PCとサーバで共有された共通鍵

  要点：AESは共通鍵暗号なので双方で共有した共通鍵を使う

  AESは共通鍵暗号（ブロック暗号）であり、暗号化と復号に同じ鍵を使う。したがってIPsecの通信では、鍵交換によってPCとサーバの双方が共有した共通鍵を用いる。公開鍵暗号は、この共通鍵を安全に共有する段階などで使われる。

  出典：平成28年度 春期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問28（IPA）

• データベースで管理されるデータの暗号化に用いることができ，かつ，暗号化と復号とで同じ鍵を使用する暗号方式はどれか。

  正解：AES

  要点：暗号化と復号で同じ鍵を使う共通鍵暗号の代表がAES

  暗号化と復号に同じ鍵を使うのが共通鍵暗号方式で、その代表がAESである。処理が高速なため、データベースやファイルなど大量のデータの暗号化に適している。RSAは暗号化と復号で異なる鍵を使う公開鍵暗号、SHA-256は復元できないハッシュ関数、PKIは公開鍵を運用するための基盤であり、いずれも共通鍵暗号方式ではない。

  出典：平成30年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問26（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：共通鍵暗号は相手が増えるほど鍵管理の負担が増える

  共通鍵暗号では、通信相手ごとに別々の秘密の鍵を用意する必要があるため、相手がn人になると必要な鍵の数はn(n-1)/2に増え、鍵の配送と保管の負担が急速に大きくなる。この鍵管理問題を解消するのが公開鍵暗号方式である。なお公開鍵暗号では、暗号化に使う公開鍵は公開してよいが、復号鍵と署名生成に使う鍵はいずれも秘密鍵であり、公開してはならない。

  出典：平成30年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問27（IPA）

• PCとサーバとの間でIPsecによる暗号化通信を行う。通信データの暗号化アルゴリズムとしてAESを使うとき、用いるべき鍵はどれか。

  正解：PCとサーバで共有された共通鍵

  要点：AESは共通鍵暗号。IPsecのデータ暗号化には共有した共通鍵を使う

  AESは共通鍵暗号方式であり、暗号化と復号に同一の鍵を使う。IPsecでは鍵交換プロトコル(IKE)によって通信相手と安全に共通鍵を共有し、その鍵でデータを暗号化する。公開鍵暗号は鍵交換や相手認証の段階で使われるが、大量のデータ本体の暗号化には処理が高速な共通鍵暗号を用いる。

  出典：令和1年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問17（IPA）