暗号化

信頼の理由

暗号化とは

暗号化とは、大切な情報を「不規則な文字列」に変えることです。データを安全に保管するために、アルゴリズムを使って元の情報(平文)を読み取り不可能な形(暗号文)に変換します。この変換により、データはランダムな文字や数字に並び変わり、権限のない第三者が内容を理解できなくなります。

暗号化されたデータを元に戻す(復号化する)には、正しい暗号化キーが必要です。このキーを持っている人だけが、暗号文を再び平文に変換して読むことができます。

暗号化は私たちのデジタル世界で機密情報を保護するための重要なツールです。この技術により、権限のあるユーザーだけが情報にアクセスでき、サイバー攻撃や不正アクセスからデータを守ることができます。

暗号化しないとどうなる?

暗号化を使用しないと、さまざまなリスクや問題の発生する可能性があります。暗号化しないことによる代表的なリスクhは、以下のとおりです。

  • データの盗聴や傍受:通信が暗号化されていない場合、第三者によってデータが簡単に盗聴や傍受される可能性があります。フィッシングソーシャルエンジニアリングによる被害の可能性も高まります。
  • データの改ざん:データが暗号化されていない場合、第三者がデータを改ざんするリスクも発生します。スパイウェアに盗まれたデータが悪用されて不正な情報が送信されたり、受信者が誤った情報に基づいて行動する可能性があります。
  • プライバシーの侵害:個人の通信やファイルが暗号化されていない場合、プライバシーが侵害される可能性も高まります。個人的なメッセージ・写真・ドキュメントなどが第三者によって閲覧されるリスクがあります。

暗号化はデジタルセキュリティとプライバシー保護の重要な役割を果たしており、暗号化を疎かにしてしまうと、深刻なセキュリティリスクを引き起こす可能性があります。

暗号化はどんな場面で使われる?

暗号化は、暗号化はさまざまな場面で使用されています。以下にいくつかの一般的な用途を挙げます。

  • 通信の保護:メール、メッセージングアプリ、電話通話などのデジタル通信が第三者によって盗聴されるのを防ぐために使用されます。インターネット上での通信を暗号化し、ユーザーのデータを保護するVPNなどが代表的な例です。
  • データの保護:パソコンやスマートフォンなどのデバイスに保存されているデータを、不正アクセスから守るために暗号化が使用されます。またMFAと呼ばれる多要素認証も暗号化を含む重要なセキュリティ要素です。
  • オンライン取引の安全性確保:クレジットカード情報や銀行口座情報などの金融情報をオンラインで安全に取り扱うためにも、暗号化が広く利用されています。

身近な例としてイメージしやすいのは、スマートフォンのパスワード保護機能です。スマートフォンには、個人情報・連絡先・写真・メッセージなど、多くの機密データが保存されています。これらの情報を保護するために、スマートフォンは暗号化技術を使用しています。

暗号化の種類

暗号化は、情報を保護するためのプロセスであり、「読み取り可能なデータ(平文)」を「読めない形式(暗号文)」に変換します。このプロセスは、暗号化アルゴリズムと鍵(キー)を使用します。暗号化には主に、二つのタイプがあります。

対称暗号化(共通鍵暗号方式)

対称暗号化では、データの暗号化と復号に同じ鍵が使用されます。暗号化されたデータ(暗号文)を元に戻す(復号する)ためには、その鍵を知っている必要があります。多くの場合、この方法は単に「パスワードを設定する」ということです。

この方法の主な課題は、安全な方法で鍵を共有する必要があることです。このタイプの暗号化は高速かつ効率的ですが、機密性の高い情報には向いていません。

非対称暗号化(公開鍵暗号方式)

非対称暗号化では、二つの鍵が使用されます。一つは公開鍵で、誰でもアクセスできる情報であり、データの暗号化に使われるものです。もう一つは秘密鍵で、こちらは受信者のみが持ち、暗号化されたデータの復号に使用されます。

非対称暗号化の方が、アルゴリズムが複雑で安全性は高いと言えますが、処理速度が遅くなるというデメリットもあります。

準同型暗号

上記の2つとは異なる準同型暗号という暗号もあります。準同型暗号は、暗号化されたデータ上で直接計算を行うことを可能にする先進的な暗号化手法です。この技術を使えば、データを復号することなく、暗号文の状態で計算ができます。

計算結果も暗号化された形で出力され、これを復号することで元の計算結果を得ることができます。この性質により、データのプライバシーを保ちながら、クラウドコンピューティングや外部の計算リソースを安全に使用することが可能になります。

暗号化に使われるアルゴリズム

暗号化に使われるアルゴリズムには、いくつか代表的なものが存在します。有名なものを3つご紹介します。

DES

DES(Data Encryption Standard)は、よく知られている対称暗号化アルゴリズムです。これは56ビットの鍵を使用していますが、鍵長が短すぎてコンピュータ攻撃に対して脆弱であるため、現代の標準においては安全でないと見なされています。

AES

AES(Advanced Encryption Standard)は、128ビット、192 ビット、または 256 ビットのキーを使用する対称暗号化のアルゴリズムです。信頼性が高いと考えられています。

RSA

RSA(Ron Rivest, Adi Shamir, and Leonard Adleman)は、非対称暗号化のアルゴリズムとして最もよく使われているものです。RSAの安全性は、大きな素数の積を因数分解することが非常に困難であるという事実に基づいています。十分に大きな鍵サイズを使用することで、RSAは強力なセキュリティを提供します。

暗号化の仕組み

暗号化の基本的なプロセスは、以下のような仕組みで実行されます。

  1. 暗号化
  2. 転送
  3. 復号

暗号化

まず送信者は平文データを、暗号化アルゴリズムと鍵を使って暗号文に変換します。

  • 対称暗号化:送信者と受信者は同じ鍵を共有
  • 非対称暗号化:送信者は受信者の公開鍵を使用してデータを暗号化

転送

暗号文は通信チャネルを通じて受信者に送られます。この暗号文は、鍵を知らない第三者には読むことができない状態になっています。

復号

受信者は対応する鍵を使用して暗号文を平文に戻します。

  • 対称暗号化:受信者は送信者と同じ鍵を使用してデータを復号
  • 非対称暗号化:受信者は自分の秘密鍵を使用してデータを復号

これらのプロセスは、暗号化によるデジタルセキュリティの基礎となっています。

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マーガレット・ローズ
テクノロジーエキスパート

マーガレット・ローズは、受賞歴のあるテクニカルライター兼教師です。説明能力に優れており、複雑なテクノロジーを一般の方にもわかりやすく説明します。過去20年にわたり、彼女が書いたITの定義はQueのテク…...