共通鍵暗号と公開鍵暗号

2つの違い

鍵の数は計算問題でよく出ます。共通鍵暗号は2人の組合せごとに1つ要るので， 100人なら 100 × 99 ÷ 2 ＝ 4,950 個です。 公開鍵暗号は各自が公開鍵と秘密鍵を1組持てばよいので，100人でも200個で済みます。

実際の通信では組み合わせる（ハイブリッド暗号）

両方の弱いところを補い合うため，実際の仕組みの多くは2つを組み合わせています。

1. 本文は，速い共通鍵暗号で暗号化する（共通鍵はその都度作る）
2. その共通鍵を，受信者の公開鍵で暗号化して一緒に送る
3. 受信者は自分の秘密鍵で共通鍵を取り出し，その共通鍵で本文を復号する

S/MIME や OpenPGP による電子メールの暗号化がこの形です。 TLS も，サーバの証明書（公開鍵）で相手を確かめて鍵を共有したあと，やり取りそのものは共通鍵暗号で暗号化します。

なお，公開鍵暗号の鍵を「作る側」と「戻す側」を入れ替えたものがディジタル署名です（送信者の秘密鍵で署名し，送信者の公開鍵で確かめる）。

試験での問われ方

当サイトが収録している午前の問題のうち，共通鍵・公開鍵暗号という語が出てくるのは78問です。 半分が情報処理安全確保支援士の午前Ⅱで，午前Ⅰとネットワークスペシャリストの午前Ⅱがそれに続きます。型ごとに数えると次のとおりです。

• 方式の見分け（15問）。「共通鍵暗号方式はどれか」（正解は AES，7問）， 「公開鍵暗号方式の暗号アルゴリズムはどれか」（RSA）， 「暗号方式に関する記述のうち適切なもの」（正解は「共通鍵暗号方式では，暗号化及び復号に同一の鍵を使用する」，7問）です。
• 鍵の数の計算（9問）。100人が共通鍵暗号方式で相互に通信するときの鍵の総数（4,950）と， 公開鍵暗号方式で n 人が相互に通信するときの鍵の数（2n）です。
• 組み合わせて使う仕組み（4問）。OpenPGP・S/MIME のハイブリッド暗号の特徴 （正解は「公開鍵暗号方式と共通鍵暗号方式を組み合わせることによって鍵管理コストと処理性能の両立を図る」）などです。
• 暗号を使う技術の問題（50問）。TLS・SSL（13問），無線 LAN の WPA2・WPA3（9問）， DNSSEC（9問），EAP-TLS（6問），TPM（4問。正解は「鍵ペアの生成」）などで，選択肢の中に共通鍵や公開鍵が出てきます。 「どの場面でどちらの鍵を使っているか」を説明できるようにしておくと，選択肢を絞りやすくなります。

出題された過去問（78問）

リンク先の年度ページで，問題と解説を読めます。

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