暗号
暗号学
別称: 暗号, 暗号理論
定義
敵対者が存在する環境で機密性・完全性・真正性・否認防止を保証するため、数学的手法によって情報を保護する科学。
暗号学は、データや通信を盗聴・改ざん・なりすましから守るアルゴリズムを設計・解析する学問分野です。現代暗号は数論・代数・確率・計算量理論を融合し、ブロック暗号、ストリーム暗号、公開鍵方式、ハッシュ関数、メッセージ認証コード、デジタル署名などの基本構成要素を提供します。安全性は IND-CPA や EUF-CMA といった形式モデルで評価され、整数の素因数分解、離散対数、LWE などの数学的困難性に依拠します。NIST、ISO、IETF などの標準化機関は十分に検証されたアルゴリズムを公開しており、独自実装の暗号は重大な欠陥を含みやすいため強く避けるべきとされます。
例
- TLS は暗号学を用いて Web 通信を暗号化し、サーバーを認証する。
- Signal プロトコルは暗号学を活用してエンドツーエンド暗号化メッセージングを実現する。
関連用語
暗号化
アルゴリズムと鍵を用いて平文を暗号文に変換し、認可された当事者のみが元のデータを復元できるようにする処理。
公開鍵暗号方式
公開鍵と秘密鍵のペアを用い、事前共有の秘密なしに暗号化・鍵交換・電子署名・認証を実現する暗号学の分野。
対称鍵暗号
暗号化と復号に同じ秘密鍵を使う暗号方式で、鍵を安全に共有できれば高速で強力な機密性を提供する。
暗号学的ハッシュ関数
任意長の入力を固定長のダイジェストへ写す決定的な一方向関数で、衝突耐性・原像耐性・第二原像耐性を備える。
デジタル署名
メッセージや文書の真正性・完全性・否認防止を証明する公開鍵暗号方式のメカニズム。
耐量子暗号
古典計算機と大規模量子計算機の両方からの攻撃に耐えるよう設計された古典的な暗号アルゴリズム群。