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【応用情報技術者試験】公開鍵暗号を5分で理解!

「公開鍵暗号って何?」
応用情報技術者試験でもセキュリティ分野で超頻出ですが、

  • 公開鍵?
  • 秘密鍵?
  • なぜ2つ鍵がある?
  • 共通鍵暗号と何が違う?

で混乱する人がかなり多いテーマです。

この記事では、

  • 公開鍵暗号とは?
  • 鍵の仕組み
  • 共通鍵暗号との違い
  • 電子署名
  • 試験での頻出ポイント

を5分で理解できるように解説します!


まず結論

公開鍵暗号とは?

「2種類の鍵を使う暗号方式」

です!


使う鍵

用途
公開鍵みんなに公開
秘密鍵本人だけ保持

超重要

公開鍵で暗号化

秘密鍵で復号

する!


南京錠で理解しよう

かなり分かりやすい👇


公開鍵

開いた南京錠を配る


相手

その南京錠で:

箱をロック

できる。


でも開けられるのは?

秘密鍵を持つ本人だけ!


なぜ安全?

公開鍵を知っていても:

秘密鍵は分からない

から。


暗号化の流れ


① 受信者が公開鍵公開


② 送信者が公開鍵で暗号化


③ 受信者が秘密鍵で復号


イメージ

公開鍵 → 暗号化
秘密鍵 → 復号


代表例

超頻出!

方式特徴
RSA超有名
ECC軽量高速

RSA

応用情報で超頻出!


特徴

素因数分解の困難性利用


共通鍵暗号との違い

超重要!


共通鍵暗号

同じ鍵

を使う。


イメージ

暗号化鍵 = 復号鍵


公開鍵暗号

暗号化鍵 ≠ 復号鍵


比較

比較公開鍵暗号共通鍵暗号
鍵数2個1個
速度遅め高速
鍵配送安全問題あり

なぜ共通鍵暗号使う?

公開鍵暗号は:

計算が重い


実際は?

ハイブリッド暗号

が多い!


ハイブリッド暗号とは?


① 公開鍵暗号で共通鍵送信


② 実データは共通鍵暗号


SSL/TLSで利用!

超頻出。


電子署名

超重要!


電子署名とは?

本人確認技術


暗号化と逆!


流れ

秘密鍵で署名

公開鍵で検証


なぜ?

本人だけ秘密鍵を持つから。


電子署名で分かること

  • 本人性
  • 改ざん検知

認証局(CA)

応用情報で超頻出!


役割

公開鍵の正当性証明


デジタル証明書

公開鍵+本人情報


HTTPSとの関係

超重要!


HTTPSでは

  • SSL/TLS
  • 公開鍵暗号
  • 電子証明書

を利用。


応用情報で超頻出

かなり狙われる👇

  • 公開鍵暗号
  • 共通鍵暗号
  • RSA
  • 電子署名
  • SSL/TLS

よくあるひっかけ

「公開鍵で復号する」

→ 通常暗号化では違う!

通常は:

公開鍵で暗号化

秘密鍵で復号


1分で復習!

公開鍵暗号

鍵2個利用


公開鍵

暗号化


秘密鍵

復号


電子署名

秘密鍵で署名


練習問題

問題

公開鍵暗号方式の特徴として最も適切なものはどれか。

同じ鍵で暗号化と復号を行う

公開鍵と秘密鍵を利用する

暗号化できない

通信速度のみを向上させる


解答

正解:イ

解説

公開鍵暗号方式では、公開鍵と秘密鍵の2種類の鍵を利用して暗号化・復号を行います。


まとめ

公開鍵暗号とは

「2つの鍵を使う暗号」


超重要

  • RSA
  • 共通鍵暗号との違い
  • 電子署名
  • SSL/TLS

まずは、

「公開鍵=誰でも使える」

「秘密鍵=本人専用」

このイメージを持つとかなり理解しやすくなります!


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