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暗号化
暗号化は、数学的手法を使用して情報を保護する科学および実践であり、これにより、人々とコンピューターがメッセージの秘密を守り、身元を確認し、改ざんを検出し、安全でないネットワーク全体で信頼を構築できるようになります。
暗号化とは
暗号化では、数学と慎重に設計されたアルゴリズムを使用して情報を保護します。メッセージを部外者から隠したり、データが変更されていないことを証明したり、メッセージが特定のキーホルダーから送信されたものであることを示したり、オープン ネットワーク上で 2 者が秘密について合意するのに役立ちます。現代の暗号化は、秘密アルゴリズムではなく、セキュリティが適切に管理された鍵に依存する公開メソッドに重点を置いています。
平文、暗号文、および鍵
平文とは、保護される前の読み取り可能な情報です。暗号化は平文を暗号文に変換しますが、適切なキーがなければ意味がないと思われます。復号化では、このプロセスが逆に行われます。キーはアルゴリズムで使用される値であり、キーの保護は多くの場合、暗号化の実際的な部分で最も困難です。キーが漏洩した場合、強力な数学は役に立たない可能性があります。
対称暗号化
対称暗号化では、暗号化と復号化に同じ秘密キー、または密接に関連したキーを使用します。これは高速であり、安全なセッションの開始後に保存されたファイルや Web トラフィックなどの大量のデータを保護するのに役立ちます。課題は鍵の共有です。双方とも秘密が必要ですが、攻撃者が秘密を取得してはなりません。
公開鍵暗号化
公開キー暗号化では、共有できる公開キーと秘密にしておく必要がある秘密キーのペアのキーを使用します。これにより、受信者への暗号化、デジタル署名、ネットワーク上での鍵交換が可能になります。 RSA や楕円曲線暗号などのシステムは、安全な Web ブラウジング、ソフトウェア署名、暗号化されたメッセージングを世界規模で実用化するのに役立ちました。
ハッシュと署名
暗号化ハッシュはデータを固定サイズのフィンガープリントに変換します。入力を少し変更すると、まったく異なる出力が生成され、同じハッシュを持つ 2 つの入力を見つけるのは困難になるはずです。デジタル署名では秘密キーを使用してデータに署名するため、他の人が誰が署名したか、変更されたかどうかを確認できます。これらのツールは、ダウンロード、ドキュメント、証明書、ブロックチェーンを安全に保護するのに役立ちます。
プロトコルは重要
強力なアルゴリズムでも、使い方を誤ると失敗する可能性があります。実際のセキュリティはプロトコル、つまりキーの選択、アルゴリズムのネゴシエーション、証明書の確認、乱数の生成、エラーの処理、システムの更新のルールに依存します。暗号化の失敗の多くは、実装ミス、弱いランダム性、時代遅れのアルゴリズム、サイドチャネル、または混乱を招くユーザーワークフローに起因します。
量子後の懸念
将来の大規模な量子コンピューターは、一般的な形式の RSA や楕円曲線暗号など、広く使用されている公開鍵システムの一部を破る可能性があります。すべての暗号を同じ方法で解読することはできません。研究者と標準化団体は、古典コンピューターと量子コンピューターの両方による攻撃に対抗することを目的としたポスト量子アルゴリズムを開発しています。暗号化はインフラストラクチャに深く組み込まれているため、移行には時間がかかります。
なぜそれが重要なのか
現代のデジタル生活は見知らぬ人と機械の間の信頼に依存しているため、暗号化は重要です。銀行振込、医療記録、パスワード、プライベート メッセージ、ソフトウェア アップデート、身分証明書、重要なインフラストラクチャを保護します。すべてのセキュリティ問題を解決できるわけではありませんが、これがなければ、インターネットのスパイ、偽造、操作がはるかに簡単になります。