SHA-256: 暗号セキュリティの要

2026-01-12 20:32:25

概要作成中

SHA-256は、256ビットの出力を持つセキュアハッシュアルゴリズムであり、現代の情報科学における最も基本的な暗号ハッシュ関数の一つです。この関数は、任意の長さの入力から一意の256ビットのハッシュ値を生成します。これにより、元の情報への逆追跡が実質的に不可能となり、暗号のワンウェイ関数として機能します。

SHA-256の仕組み：技術的なプロセス

このアルゴリズムは、正確な5段階の手順に従います。まず、入力メッセージ(は最大2^64 - 1ビット)まで受け付けられ、その後、ゼロ埋めと長さのインジケーターを付加して、64バイトの倍数に調整します。整形された情報は次に64バイトのブロックに分割され、各ブロックは一連のステップを通じて処理されます。

SHA-256のコア操作はビット操作に基づいており、AND、OR、XOR、回転操作を用いて各ブロックを前のハッシュ値と混合します。すべてのブロックの処理が完了すると、最終的な256ビットのハッシュ値が生成されます。

SHA-256の不可欠な特性

SHA-256は、次の4つの重要な特性を持ちます。

決定性：同じ入力は常に同じ出力を生成します。これにより、再現性と検証性が保証されます。

非逆算性：ハッシュから元の情報を逆算することが数学的に不可能であることが、安全性の基盤です。

一定の出力サイズ：入力長に関係なく、SHA-256は常に32バイトの出力を生成します。この標準化により、普遍的な適用が可能となります。

衝突耐性：異なる入力が同じハッシュ値を持つ確率は実質的にゼロです。これは重要なセキュリティメカニズムです。

SHA-256の実用的な応用

SHA-256の用途は多岐にわたります。データの完全性を確保するために、認証と改ざん検知に利用されます。認証セクターでは、パスワードのハッシュを保存し、不正アクセスから保護します。

特に重要なのは、ブロックチェーンシステムにおけるSHA-256の役割です。ビットコインをはじめとする多くの暗号通貨は、SHA-256をそのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスアルゴリズムの核として採用しています。マイニングは基本的に繰り返しSHA-256計算を行うプロセスです。さらに、SHA-256は非対称アルゴリズムと組み合わせることで、安全なデジタル署名の作成も可能にします。