現代の暗号システムは主に2つの領域に分かれています: 対称暗号と非対称暗号です。対称暗号は情報を暗号化および復号化するために1つの鍵を使用し、非対称暗号は関連しているが異なる2つの鍵を使用します。次のように分類できます:-共通鍵暗号- 対称暗号化- 非対称暗号化 (o pública) キー暗号化- 非対称暗号化 (o pública)キー暗号化- デジタル署名 ( は暗号化を含む場合と含まない場合があります )この記事では、対称暗号アルゴリズムと非対称暗号アルゴリズムに特に焦点を当てています。## 対称暗号化と非対称暗号化暗号化アルゴリズムは一般的に対称と非対称の2つのカテゴリに分けられます。これらの方法の根本的な違いは、対称アルゴリズムが1つの鍵を使用するのに対し、非対称アルゴリズムは数学的に関連した2つの異なる鍵を使用する点にあります。この一見単純な区別は、両方の暗号化の形態とその応用において重要な機能的違いを生み出します。## キー間の関係暗号学では、暗号化アルゴリズムがビットの配列として鍵を生成し、情報を暗号化および復号化するために使用されます。これらの鍵の使用方法が、対称方式と非対称方式の違いを生み出します。対称アルゴリズムは暗号化と復号化に同じ鍵を使用するのに対し、非対称アルゴリズムはデータを暗号化するための鍵と復号化するための別の鍵を使用します。非対称システムでは、暗号化に使用される鍵(は公開鍵)として自由に共有できますが、復号化のための鍵(は秘密鍵)として秘密にしておかなければなりません。例えば、アリスがボブに対称暗号で保護されたメッセージを送信する場合、暗号化に使用したのと同じ鍵を提供しなければなりません。これは、攻撃者がこの鍵を傍受した場合、暗号化された情報にアクセスできることを意味します。しかし、アリスが非対称暗号を使用する場合、ボブの公開鍵でメッセージを暗号化し、ボブだけが自分の秘密鍵でそれを復号化できる。したがって、非対称暗号は、誰かがメッセージを傍受し、公開鍵を見つけたとしても、それを使って何もできないため、より高いセキュリティレベルを提供します。## 鍵の長さ対称暗号と非対称暗号のもう一つの重要な違いは、鍵の長さに関係しており、これはビットで測定され、各アルゴリズムのセキュリティレベルに直接関連しています。対称システムでは、鍵はランダムに選択され、その標準の長さは必要なセキュリティレベルに応じて128ビットから256ビットの間で変動します。非対称暗号では、公開鍵と秘密鍵の間には数学的な関係が存在する必要があり、つまり特定の数学的な公式によって結びついています。このため、攻撃者はこのパターンを利用して暗号を破る可能性があり、その結果、非対称鍵は同等のセキュリティレベルを提供するためにはるかに長くなる必要があります。長さの違いは非常に重要であり、128ビットの対称鍵と2048ビットの非対称鍵は、ほぼ同じレベルの保護を提供します。## 長所と短所両方の暗号化方式には相対的な利点と欠点があります。対称アルゴリズムは非常に高速で、必要な計算能力も少なくて済みますが、主な欠点は鍵の配布です。同じ鍵が情報の暗号化と復号化の両方に使用されるため、この鍵はアクセスが必要なすべての人に送信する必要がありますが、これは自然に特定のリスクを生み出します。一方、非対称暗号は、公開鍵を使用して暗号化し、秘密鍵を使用して復号化することによって、鍵の配布の問題を解決します。非対称システムは対称システムと比較して非常に遅く、鍵の長さのためにはるかに多くの計算能力を必要とするという妥協があります。## ユースケース### 対称暗号化その速度のおかげで、対称暗号は多くの現代のコンピュータシステムで情報を保護するために広く使用されています。例えば、Advanced Encryption Standard (AES)は、アメリカ政府によって機密情報を暗号化するために使用されています。AESは、1970年代に対称暗号の標準として開発された以前のData Encryption Standard (DES)に取って代わりました。### 非対称暗号化非対称暗号は、多くのユーザーがメッセージやデータパケットを暗号化および復号化する必要があるシステムに適用できます。特に、速度や計算能力が優先されない場合に適しています。そのようなシステムの簡単な例は、暗号化された電子メールであり、公開鍵を使用してメッセージを暗号化し、秘密鍵を使用して復号化します。### ハイブリッドシステム多くのアプリケーションでは、対称暗号と非対称暗号が併用されます。これらのハイブリッドシステムの良い例は、インターネット上での安全な通信を提供するために設計された暗号プロトコルであるSecurity Sockets Layer (SSL)とTransport Layer Security (TLS)です。現在、SSLプロトコルは安全でないと見なされており、その使用は推奨されていません。一方、TLSプロトコルは安全と見なされ、すべての現代のウェブブラウザによって広く使用されています。## 仮想通貨における暗号化の使用暗号化手法は、多くの暗号通貨ウォレットによって、エンドユーザーに高いセキュリティレベルを提供する手段として使用されています。暗号化アルゴリズムは、ユーザーがウォレットファイルのパスワードを設定する際に適用され、そのパスワードはソフトウェアにアクセスするために使用されます。しかし、ビットコインや他の暗号通貨が公開鍵と秘密鍵のペアを使用しているため、ブロックチェーンシステムが非対称暗号アルゴリズムを採用しているという誤解があります。前述のように、非対称暗号とデジタル署名は、非対称暗号の主な使用例の2つです(公開鍵暗号)。したがって、すべてのデジタル署名システムが暗号化を使用するわけではなく、公開鍵と秘密鍵を提供している場合でもそうです。実際、メッセージは暗号化を使用せずにデジタル署名されることがあります。RSAは暗号化されたメッセージに署名するために使用できるアルゴリズムの一例ですが、ビットコインで使用されるデジタル署名アルゴリズムであるECDSAは暗号化を含んでいません。## まとめ対称暗号と非対称暗号は、今日のデジタル世界における機密情報と通信の保護において重要な役割を果たしています。両方の暗号は、それぞれに独自の利点と欠点があるため、異なるケースで適用されるため、有用です。暗号学が新たな深刻な脅威から保護するために進化し続ける中で、対称および非対称暗号システムは、コンピュータセキュリティにおいて引き続き重要であり続けるでしょう。
暗号学のライバル：対称型と非対称型
現代の暗号システムは主に2つの領域に分かれています: 対称暗号と非対称暗号です。対称暗号は情報を暗号化および復号化するために1つの鍵を使用し、非対称暗号は関連しているが異なる2つの鍵を使用します。
次のように分類できます:
-共通鍵暗号
この記事では、対称暗号アルゴリズムと非対称暗号アルゴリズムに特に焦点を当てています。
対称暗号化と非対称暗号化
暗号化アルゴリズムは一般的に対称と非対称の2つのカテゴリに分けられます。これらの方法の根本的な違いは、対称アルゴリズムが1つの鍵を使用するのに対し、非対称アルゴリズムは数学的に関連した2つの異なる鍵を使用する点にあります。この一見単純な区別は、両方の暗号化の形態とその応用において重要な機能的違いを生み出します。
キー間の関係
暗号学では、暗号化アルゴリズムがビットの配列として鍵を生成し、情報を暗号化および復号化するために使用されます。これらの鍵の使用方法が、対称方式と非対称方式の違いを生み出します。
対称アルゴリズムは暗号化と復号化に同じ鍵を使用するのに対し、非対称アルゴリズムはデータを暗号化するための鍵と復号化するための別の鍵を使用します。非対称システムでは、暗号化に使用される鍵(は公開鍵)として自由に共有できますが、復号化のための鍵(は秘密鍵)として秘密にしておかなければなりません。
例えば、アリスがボブに対称暗号で保護されたメッセージを送信する場合、暗号化に使用したのと同じ鍵を提供しなければなりません。これは、攻撃者がこの鍵を傍受した場合、暗号化された情報にアクセスできることを意味します。
しかし、アリスが非対称暗号を使用する場合、ボブの公開鍵でメッセージを暗号化し、ボブだけが自分の秘密鍵でそれを復号化できる。したがって、非対称暗号は、誰かがメッセージを傍受し、公開鍵を見つけたとしても、それを使って何もできないため、より高いセキュリティレベルを提供します。
鍵の長さ
対称暗号と非対称暗号のもう一つの重要な違いは、鍵の長さに関係しており、これはビットで測定され、各アルゴリズムのセキュリティレベルに直接関連しています。
対称システムでは、鍵はランダムに選択され、その標準の長さは必要なセキュリティレベルに応じて128ビットから256ビットの間で変動します。非対称暗号では、公開鍵と秘密鍵の間には数学的な関係が存在する必要があり、つまり特定の数学的な公式によって結びついています。このため、攻撃者はこのパターンを利用して暗号を破る可能性があり、その結果、非対称鍵は同等のセキュリティレベルを提供するためにはるかに長くなる必要があります。長さの違いは非常に重要であり、128ビットの対称鍵と2048ビットの非対称鍵は、ほぼ同じレベルの保護を提供します。
長所と短所
両方の暗号化方式には相対的な利点と欠点があります。対称アルゴリズムは非常に高速で、必要な計算能力も少なくて済みますが、主な欠点は鍵の配布です。同じ鍵が情報の暗号化と復号化の両方に使用されるため、この鍵はアクセスが必要なすべての人に送信する必要がありますが、これは自然に特定のリスクを生み出します。
一方、非対称暗号は、公開鍵を使用して暗号化し、秘密鍵を使用して復号化することによって、鍵の配布の問題を解決します。非対称システムは対称システムと比較して非常に遅く、鍵の長さのためにはるかに多くの計算能力を必要とするという妥協があります。
ユースケース
対称暗号化
その速度のおかげで、対称暗号は多くの現代のコンピュータシステムで情報を保護するために広く使用されています。例えば、Advanced Encryption Standard (AES)は、アメリカ政府によって機密情報を暗号化するために使用されています。AESは、1970年代に対称暗号の標準として開発された以前のData Encryption Standard (DES)に取って代わりました。
非対称暗号化
非対称暗号は、多くのユーザーがメッセージやデータパケットを暗号化および復号化する必要があるシステムに適用できます。特に、速度や計算能力が優先されない場合に適しています。そのようなシステムの簡単な例は、暗号化された電子メールであり、公開鍵を使用してメッセージを暗号化し、秘密鍵を使用して復号化します。
ハイブリッドシステム
多くのアプリケーションでは、対称暗号と非対称暗号が併用されます。これらのハイブリッドシステムの良い例は、インターネット上での安全な通信を提供するために設計された暗号プロトコルであるSecurity Sockets Layer (SSL)とTransport Layer Security (TLS)です。現在、SSLプロトコルは安全でないと見なされており、その使用は推奨されていません。一方、TLSプロトコルは安全と見なされ、すべての現代のウェブブラウザによって広く使用されています。
仮想通貨における暗号化の使用
暗号化手法は、多くの暗号通貨ウォレットによって、エンドユーザーに高いセキュリティレベルを提供する手段として使用されています。暗号化アルゴリズムは、ユーザーがウォレットファイルのパスワードを設定する際に適用され、そのパスワードはソフトウェアにアクセスするために使用されます。
しかし、ビットコインや他の暗号通貨が公開鍵と秘密鍵のペアを使用しているため、ブロックチェーンシステムが非対称暗号アルゴリズムを採用しているという誤解があります。前述のように、非対称暗号とデジタル署名は、非対称暗号の主な使用例の2つです(公開鍵暗号)。
したがって、すべてのデジタル署名システムが暗号化を使用するわけではなく、公開鍵と秘密鍵を提供している場合でもそうです。実際、メッセージは暗号化を使用せずにデジタル署名されることがあります。RSAは暗号化されたメッセージに署名するために使用できるアルゴリズムの一例ですが、ビットコインで使用されるデジタル署名アルゴリズムであるECDSAは暗号化を含んでいません。
まとめ
対称暗号と非対称暗号は、今日のデジタル世界における機密情報と通信の保護において重要な役割を果たしています。両方の暗号は、それぞれに独自の利点と欠点があるため、異なるケースで適用されるため、有用です。暗号学が新たな深刻な脅威から保護するために進化し続ける中で、対称および非対称暗号システムは、コンピュータセキュリティにおいて引き続き重要であり続けるでしょう。