暗号学には2つの陣営があります:なぜсиметричне шифруванняとасиметричне шифруванняが不可欠なのか

現代暗号技術体系は、2つの主要な分野に分かれ、それぞれに応じたアプリケーションシーンがあります。多くの人はこの2つの暗号方式に混乱していますが、それらの核心的な違いを理解するのは実際には簡単です:1つは単一の秘密鍵を使用し、もう1つは対になった秘密鍵を使用します。

秘密鍵メカニズム:一つか二つ?

симетричне шифрування の仕組み

対称暗号化システムでは、送信者と受信者が同じ秘密鍵を使用して情報の暗号化と復号を行います。カテリーナがマキシムにメッセージを送信することを想像してください。彼女は秘密鍵で暗号化し、マキシムは解読するためにまったく同じ秘密鍵を持っている必要があります。

これは非常に直接に聞こえますが、致命的な問題があります——秘密鍵は共有されなければなりません。もしハッカーが伝送中にこの秘密鍵を傍受した場合、システム全体の安全性は完全に崩壊します。

асиметричне шифруванняの利点

非対称暗号化は全く異なる戦略を採用します。それは、相互に関連する二つの秘密鍵を使用します:公開鍵(公開してもよい)と秘密鍵(秘密にしなければならない)。カテリーナはマキシムの公開鍵でメッセージを暗号化します。たとえ情報が傍受されても、秘密鍵を持っていない人はそれを読むことができません。

このデザインは根本的なセキュリティのアップグレードをもたらしました——公開鍵は遠慮なく配布でき、秘密鍵は常に所有者のデバイスから離れる必要がありません。

秘密鍵の長さ:なぜ非対称秘密鍵はより長くなければならないのか

安全性と秘密鍵の長さは直接関連していますが、2つのシステムの要件はまったく異なります。

対称暗号化では、秘密鍵は通常128ビットまたは256ビットのランダムな数列です。この長さは十分なセキュリティ保護を提供します。

しかし、非対称暗号化の状況はより複雑です。公開鍵と秘密鍵の間に明確な数学的関係が存在するため、攻撃者は理論的にこの関係を利用して暗号を解読することができます。この潜在的なリスクを補うために、非対称秘密鍵ははるかに長くする必要があります——2048ビットの非対称秘密鍵は128ビットの対称鍵と同等の安全レベルを提供します。

速度と安全性のトレードオフ

симетричне шифрування: 速いが脆弱

対称暗号化の計算速度は非常に速く、処理能力の要求は非常に低いです。これが、米国政府が機密および秘密情報を保護するために高度な秘密鍵標準(AES)を採用している理由でもあります──それは大量のデータを処理するのに十分な効率です。初期のDES標準(1970年代に開発された)もこの原理に基づいていましたが、現在では時代遅れです。

асиметричне шифрування: 安全だが遅い

逆に、非対称暗号化は計算量が膨大で、大量の処理能力を必要とします——これはすべて、長い秘密鍵と複雑な数学演算によるものです。速度は遅いですが、本物の安全を得ることができます。

現実のアプリケーションシーン

制限された対称スキーム

対称暗号化は、高速処理と単一の信頼環境が必要なシナリオで使用されます。例えば、政府機関内部のデータ暗号化やローカルストレージデバイスの保護などです。

分散シーンにおける非対称

非対称暗号化は、複数の参加者が必要で、事前に秘密鍵を共有できないシステムに適しています。暗号化された電子メールは典型的な例であり、受信者の公開鍵が暗号化に使用され、秘密鍵が復号に使用されます。

両者を組み合わせた混合システム

現代インターネット通信プロトコル(例えばSSLとTLS)は、実際にはハイブリッド方式です。TLSプロトコルは特に注目に値し、すべての主流ブラウザの標準となっています。初期のSSLプロトコルは廃止されましたが、TLSは今日でもネットワークセキュリティの基盤です。

暗号技術とブロックチェーン:一般的な誤解

ビットコインと暗号化ウォレットの真実

多くの人々は、Bitcoinや他の暗号通貨が非対称暗号化を使用していると考えていますが、これは合理的ではあるものの完全には正確ではない観察に基づいています——それらは確かに秘密鍵と公開鍵の対を使用しています。

しかし、ここには微妙な点があります:非対称暗号技術は、二つのまったく異なる用途を含んでいます——非対称暗号化(暗号化)とデジタル署名です。すべての公開鍵と秘密鍵を使用するシステムが暗号化を行っているわけではありません。

デジタル署名 ≠ 暗号化

デジタル署名は暗号化とは独立して存在することができます。RSAアルゴリズムは暗号化と署名の両方に使用できますが、Bitcoinが採用しているECDSAアルゴリズムは署名のみに使用され、暗号化はまったく行いません。これは重要な技術的違いであり、しばしば混同されます。

暗号化ウォレットの本当の用途

暗号化ウォレットでは、ユーザーが秘密鍵を設定する際に発生するのは、秘密鍵ファイルの暗号化保護です——ここで使用されるのは対称暗号化の可能性があります。実際の非対称暗号化は、ウォレット間の通信の安全性にもっと使われ、コアの取引検証メカニズムにはあまり使用されません。

展望:二つの方法は長期的に存在し続けるでしょう

対称暗号化と非対称暗号化は相互に代替する関係ではなく、補完的です。ネットワークの脅威の進化に伴い、両方の方式は絶えず改善され、適応しています。

未来のセキュリティアーキテクチャは、これらの二つのメカニズムの組み合わせに引き続き依存する可能性が高い——対称方式で大規模データの暗号化を処理し速度を保証し、非対称方式で秘密鍵の交換と認証を処理し安全を保証する。

デジタル化がますます進む世界では、これら二つの暗号技術方法を理解することはもはや選択肢ではありません。これはインターネットと暗号資産を使用するすべての人が習得すべき基本的な知識です。

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