非対称暗号 vs. 対称暗号：知っておくべきこと

現代の暗号技術は伝統的に二つの主要な分野に分けられる：対称暗号と非対称暗号。対称暗号はしばしば対称暗号の略称として使われるが、非対称暗号には暗号化とデジタル署名の両方が含まれる。本ガイドでは、両者の主な違い、長所と短所について解説する。

重要な違い：一つの鍵か二つの鍵か？

これらのシステムの最も決定的な違いは鍵の使い方にある。対称暗号は一つの鍵を用いて情報の暗号化と復号を行う。一方、非対称暗号は二つの関連するが異なる鍵を使用する—公開鍵は暗号化に、秘密鍵は復号に使われる。

この区別は単純に見えるが、実際の動作や適用場面に大きな影響を与える。

暗号鍵の仕組み

暗号学では、アルゴリズムはビット列の鍵を生成し、それを情報保護に用いる。鍵の実装方法が、二つのアプローチの違いを決定づける。

対称暗号： 同じ鍵が暗号化と復号の両方に使われる。例えば、アリスがボブに対して対称暗号で保護されたメッセージを送る場合、彼女はその鍵を共有しなければならない。問題は明白で、もし悪意の第三者が鍵を捕捉すれば、すべての通信を読むことができる。

非対称暗号： ここでは公開鍵を使ってメッセージを暗号化し、秘密鍵で復号する。アリスはボブの公開鍵を使ってメッセージを暗号化できる。秘密の秘密鍵を持つボブだけがそのメッセージを復号できる。公開鍵を見つけても、攻撃者はメッセージを復号できないため、非対称暗号は大きなセキュリティ上の優位性を持つ。

鍵の長さ：非対称暗号のための長い鍵

重要な技術的違いは、ビット単位で測定される鍵の長さにある。これはセキュリティレベルに直接影響する。

対称システムでは、鍵はランダムに選ばれ、多くの場合128ビットまたは256ビットが使われる。非対称暗号では、公開鍵と秘密鍵の間に数学的な関係が必要であり、このパターンは攻撃者に利用される可能性があるため、より長い鍵が必要となる。

顕著な違いは、128ビットの対称鍵と2048ビットの非対称鍵がほぼ同じセキュリティレベルを提供する点だ。この長さの違いは、計算能力と速度に直接影響を与える。

長所と短所：速度とセキュリティのトレードオフ

対称暗号：

• ✓ 非常に高速な処理
• ✓ コンピュータリソースの消費が少ない
• ✗ 鍵の配布がセキュリティ上の課題—アクセス権を持つ全員が同じ鍵を持つ必要がある

非対称暗号：

• ✓ 鍵の配布問題を解決
• ✓ 公開鍵は安全に共有可能
• ✗ 対称暗号よりもはるかに遅い
• ✗ 長い鍵のために計算リソースを多く必要とする

これらの暗号化タイプはどこで使われる？

対称暗号の実践例

対称暗号は、現代のコンピュータシステムにおいてデータ保護に広く使われている。特に速度が重視される場面で有効だ。**AES（Advanced Encryption Standard）(はその代表例であり、アメリカ政府が機密情報や敏感情報の保護に採用している。AESは、1970年代のDES（Data Encryption Standard）)**に取って代わった。

( 非対称暗号の実践例

非対称暗号は、多くのユーザーがデータを暗号化・復号する必要があるシステムに適している。速度が重要でなくても利用される。典型的な例は暗号化されたメール：送信者は受信者の公開鍵を使って暗号化し、受信者は自分の秘密鍵で復号する。

) ハイブリッドシステム：両者の長所を融合

実際には、両者を組み合わせて使うことも多い。**SSL（Secure Sockets Layer）###やTLS（Transport Layer Security）###**は、安全なインターネット通信のための暗号プロトコルだ。SSLは時代遅れとされているが、TLSはウェブブラウザの標準となり、日常の取引を保護している。

非対称暗号は暗号通貨について何を示すか？

誤解が広まっている：ビットコインや他の暗号通貨は公開鍵と秘密鍵を使うため、非対称暗号を利用していると思われがちだが、実際はそうではない。

暗号通貨は、ウォレットのセキュリティのために暗号技術を使っている。ユーザーがパスワードを作成するとき、ファイルは暗号化される。しかし、ブロックチェーンの鍵ペアは主にデジタル署名のための非対称暗号に属し、必ずしも暗号化を意味しない。

重要な違いは、デジタル署名と暗号化は必ずしも同じではないことだ。メッセージはデジタル署名されることもあるが、暗号化されているとは限らない。RSAは署名と暗号化の両方に使えるが、ECDSA（ビットコインが使うアルゴリズム）は署名だけを行い、暗号化はしない。

最後に

対称暗号と非対称暗号は、デジタルセキュリティの重要な役割を担っている。それぞれの方法には長所があり、対称暗号は速度に優れ、非対称暗号はセキュリティの構築に適している。異なる問題を解決するために、さまざまな場面で使われている。

暗号学が進化し、新たな高度な脅威に対応していく中で、両者は今後もコンピュータセキュリティにおいて不可欠な存在であり続けるだろう。