共通鍵暗号化方式と公開鍵暗号化方式の違い
同じ鍵を共有するか、鍵のペアで公開と保管を分けるか

共通鍵暗号化方式とは

共通鍵暗号化方式は、暗号化と復号に同じ鍵を使う方式です。データの送信側と受信側で、その鍵を共有します。

標準的な方式は AES です。古くから使われた DES に代わって、より安全性の高い AES を使うことが推奨されています。無線 LAN の暗号化でも、2004年に Wi-Fi Alliance が発表した WPA2 が、より強固な暗号アルゴリズムとして AES を採用しています。

公開鍵暗号化方式とは

公開鍵暗号化方式は、互いに異なる暗号化鍵と復号鍵をペアで作成します。暗号化鍵は広く公開し、復号鍵は自分で保管します。公開された鍵から、手元で保管する鍵を割り出すのは、極めて難しいとされています。

代表的な実装手法は RSA です。

この仕組みは、データの暗号化のほかにも使われます。送信者がハッシュ値を秘密鍵で署名し、受信者が公開鍵で確かめるデジタル署名は、データが改ざんされていないことを検知する技術です。FIDO Alliance が標準を策定した、パスワードを使わないオンライン認証も、公開鍵暗号化方式と生体認証を組み合わせています。

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試験での問われ方

IoTシステム技術検定 中級では、第7章「IoT情報セキュリティ」で出ます。もちこ道場の第7章の問題では、次のような問われ方をしています。

• 穴埋め（空欄1つ）: 「互いに異なる暗号化鍵と復号鍵をペアで作成し、暗号化鍵は広く公開し、復号鍵は自分で保管する暗号化方式」に公開鍵暗号化方式を選ぶ。選択肢には、共通鍵暗号化方式・ハイブリッド暗号化方式・ストリーム暗号化方式が並びます。「共通鍵暗号化方式では、古くから使われた DES に代わって、より安全性の高い［　］を推奨」には AES を選びます。選択肢には、DES・RSA・RC4 が並びます。
• 2つの空欄: 「暗号化と復号に同じ鍵を使い、送信側と受信側で共有する」の共通鍵、「ペアで作成して暗号化鍵を公開する」の公開鍵を、順番を間違えずに入れる。
• 正しい記述の組み合わせを選ぶ: 「共通鍵暗号化方式では、暗号化鍵と復号鍵が異なっており、暗号化鍵は広く公開する」は、公開鍵暗号化方式の説明を共通鍵にすり替えた誤りです。「公開鍵暗号化方式の代表的な実装手法に DES や AES がある」も誤りで、DES や AES は共通鍵、公開鍵の代表的な実装は RSA です。

覚え方

• 共通鍵は「みんなで同じ鍵」。送信側と受信側が1つの鍵を共有する、と結び付けます。
• 公開鍵は「公開する鍵と、隠す鍵のペア」。暗号化鍵を配り、復号鍵は自分だけで持ちます。
• 方式名と実装の対応は、AES・DES は共通鍵、RSA は公開鍵と、3語だけ固定します。

第7章のほかの用語は「第7章 IoT情報セキュリティの要点」にまとめています。