エンドツーエンド暗号化: デジタルコミュニケーションが本当の保護を必要とする理由

なぜ私たちのメッセージにアクセスする人々を気にする必要があるのか?

デジタル時代において、私たちのメッセージは目的地に到達するまでに長い道のりを進みます。通常、私たちは同僚や友人と直接コミュニケーションを取ることはありません。メッセージは中央サーバーを経由し、大規模なデータベースに保存され、理論的には鍵を持っている人なら誰でもアクセスできます。メッセージが送信するサーバー上で読み取れる状態のまま残ることを望まない場合でも、実際にはほとんどのプラットフォームがオペレーターへの信頼に基づいて機能しています。

エンドツーエンド暗号化 (E2EE) はこのパラダイムを完全に変えます。これにより、送信者と受信者だけがコンテンツを読むことができ、プラットフォームの運営者でさえアクセスできません。この概念は新しいものではありません。著名なフィル・ジマーマンは1990年代にPretty Good Privacy (PGP)を導入し、現代の通信保護手法の基礎を築きました。

保護なしの通信はどのように見えるか？

E2EEが重要である理由を理解するために、まず通常のメッセージングがどのように機能するかを見てみましょう。次のスキームを仮定します:

1. アプリをインストールして、アカウントを作成します
2. 友達にメッセージを書いて、投稿してください。
3. サーバーはアドレスを見て、データを宛先に送信します。

このモデルはクライアント-サーバーアーキテクチャとして知られ、サーバーが仲介者の役割を果たします。あなたの電話(クライアント)はあまり多くのことを行いません - サーバーがすべての操作を管理します。大抵の場合、クライアントとサーバー間の通信は**トランスポート層セキュリティ(TLS)**によって保護されており、接続を暗号化し、転送中の傍受を防ぎます。

ここに問題があります: TLSは移動中のデータを保護しますが、サーバーはいつでもそれを読むことができます。外部の誰もメッセージを見ることができなくても、オペレーターは見ることができます。サーバーがセキュリティ侵害によって侵害された場合、数百万の暗号化されていないメッセージがデータベースにさらされる可能性があります。

E2EEが通信をどのように保護するか

エンドツーエンドの暗号化はこの方程式を逆転させます。データは中央サーバーではなく、あなたのデバイスで処理されます。たとえ悪党が通信を傍受しても、理解できないテキストしか見ることができません。対応する復号鍵を持っているのは受取人だけであり、その鍵があって初めてメッセージを読むことができます。

暗号化されたメッセージは、テキスト、メール、ファイル、ビデオ通話など、何でもあり得ます。WhatsApp、Signal、またはGoogle Duoのようなアプリケーション(は、特定の実装)を使用して、E2EEプロトコルを利用し、このレベルのプライバシーを確保しています。しかし、インターネットのオープンな環境で、どのようにして両方の当事者が同じ秘密鍵に到達するのでしょうか？

鍵の交換: 2人が秘密を共有せずにどのように作成するか

安全な暗号化を確立するために、アリスとボブは共通の鍵を生成する必要があります。このアイデアは数学者ウィットフィールド・ディフィ、マーティン・ヘルマン、ラルフ・マークルに由来し、この概念はディフィー・ヘルマン鍵交換と呼ばれています。

古典的なアナロジーがあります。別々のホテルにいる二人の人間を想像してみてください。彼らは無許可の観察者でいっぱいの廊下の両端にいます。彼らは他の人に知られずに同じ色を得たいのです。彼らはこうして進めます:

1. 明るい色に関する合意: アリスとボブはみんなが見ることができる色、例えば黄色を決定します。
2. 個人秘密の追加: プライベートルームでは、アリスが青のニュアンスを加えます ( 誰もこれを知らない)、ボブが赤を加えます
3. 混合物の交換: 青-黄および赤-黄の混合物(を持って部屋を出ると、廊下で交換します。
4. 完了:
   • アリスはボブの赤と黄色の混合物を取り、再び青を加えます → 赤-黄色-青
   • ボブはアリスの青黄色の混合物を取り、赤を加えます → 青黄色赤
5. 結果: 両者は最終的に同じ色に到達し、観察者はそれを再構成することができません。

これがDiffie-Hellmanの本質です。実際には、色の代わりに巨大な数と、秘密を推測することを不可能にする複雑な数学的操作があります。アリスとボブが共通鍵を持つと、それを使用して対称暗号化を行います - 両者は同じ鍵で暗号化と復号化ができます。

保護されたシステムにおけるメッセージのフロー

E2EEの関係を確立した後、あなたたちは何もしなくていい。暗号化と復号化はあなたのデバイス上で自動的に行われる。あなたがハッカーであれ、サービスプロバイダーであれ、法執行機関のエージェントであれ、傍受されたメッセージは雑音に見える。深刻なソフトウェアの脆弱性でさえ、基本的なレベルでの保護に影響を及ぼすことはできない – 鍵は安全に保たれる。

E2EEの明らかな利点

妥協のないプライバシー: 裁判所の要求、令状、または政府の圧力によって、あなたのメッセージをプライベートキーなしに復号化することはできません。

セキュリティ侵害からの保護: プラットフォームが大規模なサイバー攻撃を受けた場合、メッセージの内容はアクセス不能のままとなります。ハッカーはせいぜいメタデータ )誰が誰に、いつ(を書いたかを取得することができる – メッセージへのアクセスに比べてリスクは低いです。

ユニバーサルアクセス: この技術は、私たちが日常的に使用するモバイルアプリケーションに簡単に統合されます。複雑でもなく、専門的なユーザーに制限されることもありません。

大規模監視に対する防御: 一見安全な企業でさえ脆弱であることが証明されています。機密通信から身分証明書までの敏感な情報は、侵害されると壊滅的な損害を引き起こす可能性があります。E2EEは、これらのデータへの一般のアクセスを防ぎます。

実際の制限とリスク

E2EEの反対者は、これが犯罪者をも保護し、彼らに絶対的なプライバシーを提供していると主張しています。彼らは、法的な人々がコミュニケーションを隠すべきではないと論じています。この見解は、「バックドア」を暗号化に許可する法案を提案する政治家たちに共鳴しています - これは暗号化の目的を完全に無効にすることになります。

実践における弱点:

• 盗まれたデバイス: 強力なPINコードがない場合、攻撃者はあなたの電話のメッセージにアクセスすることができます
• マルウェア: 悪意のあるプログラムは、暗号化前後の情報をスパイすることができます。
• 中間者攻撃: 通信の開始時に、あなたは友人と鍵を交換していることを確信していません。侵入者が介入し、それぞれに別々の鍵を設定し、その後メッセージを傍受する可能性があります。
• メッセージは端末で表示されます: E2EEはトランジットを保護しますが、メッセージは復号化の前後においてデバイス上では保護されていません。

中間者攻撃を避けるために、現代のアプリケーションはセキュリティコードを統合しています。これは、オフラインの安全なチャネルを通じて連絡先と確認できる番号やQRコードです)。もし一致すれば、あなたは間接的な存在ではありません。

E2EEの現状

言及されたアプリケーションに加えて、ますます多くのE2EEツールが無料で利用可能です。Apple iMessage、Google Duo、およびプライバシー志向のソフトウェアが多数リリースされ続けています。オンIONルーティングと同様に、E2EEはプライバシー権のために活動する人々によって熱心に擁護されている技術です。

エンドツーエンドの暗号化は、すべてのサイバー脅威に対する魔法の盾ではありませんが、最小限の努力でオンラインリスクを大幅に減らすために利用できます。データ侵害が頻繁に発生し、デジタル監視が強化されている時代において、これはプライベートなコミュニケーションのための最も重要な防御ラインの1つであり続けます。