暗号の基礎 情報社会と情報倫理 第12回 暗号とは 何となく分かるだろう 他人が見ても意味が分からない 暗いイメージ 推理小説 参照サイト http://www.ipa.go.jp/security/pki/index.html 安全なネットサーフィン 本題に入る前に https（１） アクセスの方法が，httpではなく，https どこかに鍵マークが表示されている ブラウザにより 色が変わる場合がある https（２） この時，ブラウザとサーバの間の通信は暗号化 されている 盗聴されても，通信内容は安全 SSL（Secure Sockets Layer）と呼ばれるものを 使っている https（３） 鍵マークをクリッ クすると，サーバ の証明書 サーバが送っ てくる 今，アクセスしている相手 https（４） 自分がアクセスし ている相手が分 かる それを保証する 機関（認証局） 証明書の発行 機関 自分が“本当”にアクセス したい相手か？ https（５） このとき 通信が暗号化される サーバが認証される （相手が分かる） https（５） 実現のために暗号システムを用いている ただし，最近は SSL証明書を使う詐欺サイトが急増、乗っ取り サーバで運営（ITmedia） SSL認証局がGoogleなどの偽証明書を発行、ブ ラウザーベンダーが対策を公開（INTERNET Watch) このように 意識していなくても，暗号のシステムを利用して いる 暗号の基礎 インターネットで商取引を行う場合の問題 （メールに関して） 盗聴 送信したメールを第三者が読む 成り済まし 当事者を装ってメールを送る 改ざん 第三者がメールを書き換える 否認 自分が送信したメールの内容を否定する P K I 以上の問題を解決するインフラ 公開鍵基盤 PKI Public Key Infrastructure 暗 号 （１） PKIを支える重要な要素が暗号化技術である 暗 号 （２） - 用語 元のメッセージを平文（ひらぶん） 暗号化したメッセージを暗号文 暗号文を平文に戻すことを復号 復号化と言わないことはない 第三者が（盗聴した）暗号文を平文に戻すこと は解読 共通鍵暗号方式 共 通 鍵 暗 号 （１） 例 シーザ暗号 英大文字だけを考える 例えば と３文字ずつ後にずらして暗号化する HELLO → KHOOR 共 通 鍵 暗 号 （２） 復号するときは，３文字ずつ前にずらす この “３” を（暗号の）“鍵（かぎ）”と呼ぶ 暗号化と復号に同じ鍵を使うものを共通鍵暗号 と呼ぶ 同じ鍵 共 通 鍵 暗 号 （３） 暗号化してメッセージを送れば盗聴対策になる 相手ごとに別の鍵を用意しなければならない 同じ鍵を使ったのでは，暗号化の意味がない たくさんの鍵が必要になる 鍵をどうやって安全に相手に渡すかが問題 インターネットでは，会うことが困難なことも 共 通 鍵 暗 号 （４） 共通鍵暗号の問題 相手ごとに鍵を用意する どうやって相手に鍵を渡すか この問題を解決したのが 公開鍵暗号 公開鍵暗号方式 公 開 鍵 暗 号 （１） 暗号化の鍵（key1）と復号の鍵（key2）が異なる key1で暗号化した暗号文は， key2で復号できるが，key1では復号できない この他の条件 key2で復号できるものは， key1でしか暗号化できない key1からkey2を簡単に割り出せない 重要なポイント 公 開 鍵 暗 号 （２） 暗号化と復号で， 別の鍵を使う key1では 復号不可 公 開 鍵 暗 号 （３） A 暗号メッセージの受け手 B 暗号メッセージの送り手 A（受け手）が， 鍵のペアーkey1とkey2を用意し， 暗号化用の鍵 key1 をBに伝える 公 開 鍵 暗 号 （４） B が A に暗号化メッセージを送信 key1とkey2は，Aが用意する 暗号化用鍵 key1 をBに渡す 公 開 鍵 暗 号 （５） key1を知っているCが，この暗号化メッセージを 入手したとする key1では復号できない key1しか知らないCには，秘密を保つことができ る 盗聴対策 公 開 鍵 暗 号 （６） Aに暗号化メッセージを送りたい人は誰でも，key1により暗 号化すればよい つまり，key1は秘密にする必要はない ただし，key2はAだけの秘密にしなければならない ＣでもDでも誰でも 公 開 鍵 暗 号 （７） Aに暗号化メッセージを送りたい人は誰でも，key1 により暗号化すればよい つまり，key1は秘密にする必要はない ただし，key2はAだけの秘密にしなければならな い key1をAの公開鍵（暗号鍵） key2をAの秘密鍵（復号鍵，個人鍵） デ ィ ジ タ ル 署 名（１） 誰が用意した文書か？ 紙の文書では，署名捺印 実印 印鑑証明書 ディジタル文書ではどうするか？ デ ィ ジ タ ル 署 名（２） 公開鍵暗号の応用で実現 例 電子メールの差出人が誰であるか分かる 「三井住友銀行」名義のメールに電子署名、 国内の大手行では初めて http://internet.watch.impress.co.jp/cda/news /2006/04/13/11642.html デ ィ ジ タ ル 署 名（３） 以降のディジタル署名の仕組みの話は，最初は 理解できなくてもかまわない 資格試験などでは出題されるかも知れない key3 暗号化用鍵 key4 復号用鍵 デ ィ ジ タ ル 署 名（４） Aが鍵のペアーを用意（key3・key4） key3で暗号化 → key4で復号 key3を保管し，key4を公開する key4をBに伝える Aがメッセージをkey3で暗号化 それをBに送る Bがkey4で復号 内容が分かる デ ィ ジ タ ル 署 名（５） key4で復号できる暗号化メッセージは， key3で暗号化されたもの key3はAしか知らないハズ つまり，Bが受け取ったメッセージは Aが送ったものであるとみなせる Aのサイン（署名）付き デ ィ ジ タ ル 署 名（６） key4は公にされているので，秘密のメッセージを 送ることはできない key3を署名鍵，key4を検証鍵 実際には，もっと複雑 公開鍵暗号 このように公開鍵暗号では 暗号化による秘密保持 ディジタル署名による 相手の確認（成り済まし対策） など 公開鍵暗号の問題点 公 開 鍵 の 問 題 （１） Bの持っているAの公開鍵key1は本物か？ 直接，渡されたものならば信用してもよいかも知 れない インターネットの世界では，直接渡せない場合の 方が多いだろう 公 開 鍵 の 問 題 （２） Cを，Bが信用している人で，Aの公開鍵を持って いる Bは，CからAの公開鍵をもらう “友達の輪”方式 公 開 鍵 の 問 題 （３） 日本では重要な契約書には実印で捺印する 実印は，市役所などで印鑑登録を行い，印鑑証 明書が発行される 市役所が印鑑が本物であることを証明する 市役所は皆が信用しているので，その証明書も 信用する 公 開 鍵 の 問 題 （４） 同様に，公開鍵の登録を行い，それが本物であ ることを証明する機関があると便利 認証局 公 開 鍵 の 問 題 （５） Aは自分の公開鍵key1を認証局で登録し，証明 書を発行してもらう 証明書には，Aに関する情報（key1など）が含 まれていて，認証局がディジタル署名をする 必要な情報がブラウザに Aは，その証明書をBに送る あらかじめ用意されている Bは，証明書の認証局の署名を確認して，Aの公 開鍵を入手する 公 開 鍵 の 問 題 （６） 認証局は信用できる機関でなければならない 公開鍵が本物であることを，認証局に保証しても らう（認証局がディジタル署名をする） こうしてある人の公開鍵を信用することができる ようになる 公 開 鍵 の 問 題 （７） そもそも，ディジタル署名が法的に有効であるこ との法的な裏付けが必要 電子署名及び認証業務に関する法律（4/1/01施 行） まとめと補足 二種類の方式 共通鍵暗号 公開鍵暗号 共通鍵暗号 暗号化と復号に同じ共通鍵 相手ごとに別の鍵 公 開 鍵 暗 号 （１） 公開鍵 key1 で暗号化，秘密鍵 key2 で復号 key1とkey2は異なる key1では 復号不可 公 開 鍵 暗 号 （２） メッセージの受け手が２つの鍵を用意 公開鍵を相手に教える これは，秘密にする必要はない ただし，秘密鍵は手元に大事に保存 公 開 鍵 暗 号 （３） このように公開鍵暗号では 暗号化による秘密保持 ディジタル署名による 相手の確認（成り済まし対策） など 公 開 鍵 暗 号 （４） 認証局 公開鍵が本物であることを保証 補 足（１） 暗号化の方式（アルゴリズム）は，いろいろある 暗号は鍵だけでなく，アルゴリズムも重要 シーザ暗号では，“文字をずらす”がアルゴリ ズム 補 足（２） 暗号の限界 鍵はビット列 長さは有限 すべてを試せば解読できる つまり，時間をかければ解読できる 補 足（３） 暗号の限界 時間をかければ解読できる コンピュータのスピードは速くなる 今10年かかっても，来年には… 複数のコンピュータを同時に使う スーパーコンピュータでなくてもかまわない 補 足（４） アルゴリズムに問題があって，解読できる場合も ある データ（平文・暗号文）を解析 たくさんデータがあれば，より容易 暗号への攻撃 長い間，使われていると解読方法が見つかる 可能性が大 つまり，暗号のアルゴリズムには“賞味期限”が ある
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