現代暗号学の分野では、主に二つのカテゴリが区別されます: 対称暗号と非対称暗号。対称暗号は対称暗号学の同義語と見なされる一方で、非対称暗号学は非対称暗号とデジタル署名という二つの基本的な応用を含みます。この分類は次のように構造化できます:|対称暗号 |非対称(o pública)鍵暗号 ||------------------------|----------------------------------------------||対称暗号化 |非対称暗号化 || | デジタル署名 |この記事では、対称暗号と非対称暗号のアルゴリズムを検討することに焦点を当てます。## 対称暗号化と非対称暗号化の主な違いこれら二つの方法の根本的な違いは、使用される鍵の数にあります。対称暗号は一つの鍵を使用するのに対し、非対称暗号は関連性のあるが異なる二つの鍵を使用します。この一見単純な違いは重要な機能的な意味を持ち、それぞれの使用方法を決定づけます。###キー管理暗号学では、暗号化アルゴリズムがビット列の形で鍵を生成し、情報を暗号化および復号化します。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。対称暗号は、暗号化と復号化の両方に同じ鍵を使用します。一方、非対称暗号は、暗号化に使用される公開鍵(と復号化に使用される秘密鍵)を使用します。非対称システムでは、公開鍵は自由に共有できますが、秘密鍵は秘密に保持する必要があります。例えば、アナが対称暗号を使用してカルロスにメッセージを送信する場合、彼女はそれを暗号化するために使用したのと同じキーを提供する必要があります。これは、第三者が通信を傍受すると、暗号化された情報にアクセスできる可能性があることを意味します。対照的に、アナが非対称方式を使用する場合、カルロスの公開鍵でメッセージを暗号化し、彼は自分の秘密鍵でそれを復号化できます。このように、非対称暗号化は、誰かがメッセージを傍受し公開鍵を取得したとしても情報を復号化できないため、より高いセキュリティレベルを提供します。( 鍵の長さ両方の暗号タイプの間のもう1つの重要な違いは、ビット単位で測定され、各アルゴリズムのセキュリティレベルに直接関連する鍵の長さに関係しています。対称システムでは、キーはランダムに選択され、その長さは一般的に128ビットから256ビットの間で、要求されるセキュリティレベルに応じて変動します。非対称暗号では、公開鍵と秘密鍵の間に数学的な関係が存在する必要があり、これは特定の数学的公式によって結びついていることを意味します。このため、非対称キーは同等のセキュリティレベルを提供するためにかなり長くする必要があります。キーの長さの違いは非常に顕著であり、128ビットの対称キーと2048ビットの非対称キーは、ほぼ同じレベルの保護を提供します。## 比較の長所と短所各種暗号化方式にはそれぞれの強みと弱みがあります。対称暗号アルゴリズムはその速度と計算効率に優れていますが、主な欠点は鍵の配布にあります。同じ鍵を使用して暗号化と復号化を行うため、アクセスを必要とするすべての人とこの鍵を共有しなければならず、それには特定の固有のリスクが伴います。一方、非対称暗号は、暗号化に公開鍵を、復号化に秘密鍵を使用することで、鍵の配布の問題を解決します。しかし、非対称システムは対称システムに比べて著しく遅く、鍵の長さによりより多くの処理能力を要求します。## 実用的なアプリケーション) 対称暗号化その速度から、対称暗号は現代の多く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。たとえば、Advanced Encryption Standard ###AES###は、さまざまな政府機関によって機密情報の暗号化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古いData Encryption Standard (DES)を置き換えました。( 非対称暗号化非対称暗号は、複数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での適用が見られます。特に、速度や処理能力が優先されない場合においてです。簡単な例としては、暗号化された電子メールがあり、ここではメッセージを暗号化するために公開鍵が使用され、復号化するために秘密鍵が使用されます。) 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組み合わされています。これらのハイブリッドシステムの顕著な例は、インターネット上での安全な通信を保証するために開発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はないと見なされており、その使用は推奨されていませんが、TLSプロトコルは安全であり、現代のウェブブラウザによって広く使用されています。## 暗号通貨の文脈における暗号化多くの暗号通貨ウォレットは、エンドユーザーに追加のセキュリティレベルを提供するために暗号化メソッドを実装しています。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使用され、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、ブロックチェーンシステムがビットコインや他の暗号通貨における公開鍵と秘密鍵のペアの使用により非対称暗号アルゴリズムを利用しているという誤解があります。非対称暗号とデジタル署名は、非対称暗号(または公開鍵暗号)の2つの異なる応用であることを明確にすることが重要です。実際、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、公開鍵と秘密鍵を使用している場合でもそうです。メッセージは暗号化なしでデジタル署名することができます。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は暗号化を伴いません。
対称暗号化と非対称暗号化の比較分析
現代暗号学の分野では、主に二つのカテゴリが区別されます: 対称暗号と非対称暗号。対称暗号は対称暗号学の同義語と見なされる一方で、非対称暗号学は非対称暗号とデジタル署名という二つの基本的な応用を含みます。
この分類は次のように構造化できます:
|対称暗号 |非対称(o pública)鍵暗号 | |------------------------|----------------------------------------------| |対称暗号化 |非対称暗号化 | | | デジタル署名 |
この記事では、対称暗号と非対称暗号のアルゴリズムを検討することに焦点を当てます。
対称暗号化と非対称暗号化の主な違い
これら二つの方法の根本的な違いは、使用される鍵の数にあります。対称暗号は一つの鍵を使用するのに対し、非対称暗号は関連性のあるが異なる二つの鍵を使用します。この一見単純な違いは重要な機能的な意味を持ち、それぞれの使用方法を決定づけます。
###キー管理
暗号学では、暗号化アルゴリズムがビット列の形で鍵を生成し、情報を暗号化および復号化します。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。
対称暗号は、暗号化と復号化の両方に同じ鍵を使用します。一方、非対称暗号は、暗号化に使用される公開鍵(と復号化に使用される秘密鍵)を使用します。非対称システムでは、公開鍵は自由に共有できますが、秘密鍵は秘密に保持する必要があります。
例えば、アナが対称暗号を使用してカルロスにメッセージを送信する場合、彼女はそれを暗号化するために使用したのと同じキーを提供する必要があります。これは、第三者が通信を傍受すると、暗号化された情報にアクセスできる可能性があることを意味します。
対照的に、アナが非対称方式を使用する場合、カルロスの公開鍵でメッセージを暗号化し、彼は自分の秘密鍵でそれを復号化できます。このように、非対称暗号化は、誰かがメッセージを傍受し公開鍵を取得したとしても情報を復号化できないため、より高いセキュリティレベルを提供します。
( 鍵の長さ
両方の暗号タイプの間のもう1つの重要な違いは、ビット単位で測定され、各アルゴリズムのセキュリティレベルに直接関連する鍵の長さに関係しています。
対称システムでは、キーはランダムに選択され、その長さは一般的に128ビットから256ビットの間で、要求されるセキュリティレベルに応じて変動します。非対称暗号では、公開鍵と秘密鍵の間に数学的な関係が存在する必要があり、これは特定の数学的公式によって結びついていることを意味します。このため、非対称キーは同等のセキュリティレベルを提供するためにかなり長くする必要があります。キーの長さの違いは非常に顕著であり、128ビットの対称キーと2048ビットの非対称キーは、ほぼ同じレベルの保護を提供します。
比較の長所と短所
各種暗号化方式にはそれぞれの強みと弱みがあります。対称暗号アルゴリズムはその速度と計算効率に優れていますが、主な欠点は鍵の配布にあります。同じ鍵を使用して暗号化と復号化を行うため、アクセスを必要とするすべての人とこの鍵を共有しなければならず、それには特定の固有のリスクが伴います。
一方、非対称暗号は、暗号化に公開鍵を、復号化に秘密鍵を使用することで、鍵の配布の問題を解決します。しかし、非対称システムは対称システムに比べて著しく遅く、鍵の長さによりより多くの処理能力を要求します。
実用的なアプリケーション
) 対称暗号化
その速度から、対称暗号は現代の多く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。たとえば、Advanced Encryption Standard ###AES###は、さまざまな政府機関によって機密情報の暗号化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古いData Encryption Standard (DES)を置き換えました。
( 非対称暗号化
非対称暗号は、複数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での適用が見られます。特に、速度や処理能力が優先されない場合においてです。簡単な例としては、暗号化された電子メールがあり、ここではメッセージを暗号化するために公開鍵が使用され、復号化するために秘密鍵が使用されます。
) 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組み合わされています。これらのハイブリッドシステムの顕著な例は、インターネット上での安全な通信を保証するために開発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はないと見なされており、その使用は推奨されていませんが、TLSプロトコルは安全であり、現代のウェブブラウザによって広く使用されています。
暗号通貨の文脈における暗号化
多くの暗号通貨ウォレットは、エンドユーザーに追加のセキュリティレベルを提供するために暗号化メソッドを実装しています。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使用され、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、ブロックチェーンシステムがビットコインや他の暗号通貨における公開鍵と秘密鍵のペアの使用により非対称暗号アルゴリズムを利用しているという誤解があります。非対称暗号とデジタル署名は、非対称暗号(または公開鍵暗号)の2つの異なる応用であることを明確にすることが重要です。
実際、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、公開鍵と秘密鍵を使用している場合でもそうです。メッセージは暗号化なしでデジタル署名することができます。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は暗号化を伴いません。