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暗号化の適用とデジタル署名

頻出約 37 分7 用語過去問 16 題

この単元の目標

  • ディスク暗号化とファイル暗号化の違いを説明し、場面に応じて選べる。
  • デジタル署名で確かめられることと、署名を作る鍵・確かめる鍵の持ち主を説明できる。
  • タイムスタンプで証明できることと、その時刻を第三者が保証する仕組みを説明できる。
用語総表(7 語)
用語ひとことで主な役割 (何を確かめる・何を防ぐ)
ディスク暗号化記憶装置の中身を丸ごと暗号化する盗難・紛失した装置の中身を読まれにくくする
ファイル暗号化選んだファイルを 1 つずつ暗号化する持ち出したり送ったりしたファイルの中身を読まれにくくする
デジタル署名秘密鍵で作る署名を付け、作成者と内容を確かめさせる作成者の確認と改ざんの検知
署名鍵署名を作るときに使う、署名者の秘密鍵本人だけが署名を作れるようにする
検証鍵署名を確かめるときに使う、署名者の公開鍵誰でも署名の正しさを確かめられるようにする
タイムスタンプデータがその時刻に存在したことを示す第三者の証明時刻をさかのぼった偽りや、その時刻に無かったという否認を防ぐ
時刻認証信頼できる第三者が電子データの時刻を証明すること時刻を付ける役を利害関係のない第三者に任せ、時刻を信用できるものにする

用語

ディスク暗号化は、ハードディスクや SSD などの記憶装置に書き込まれる内容を丸ごと暗号化する対策である。

書き込むときに自動で暗号化し、正しい利用者が使うときには自動で元に戻すので、利用者が意識して操作する場面はほとんどない。主なねらいは、ノート PC や外付けディスクを盗まれたり置き忘れたりしたときに、取り出した記憶装置から中身を読まれないようにすることである。暗号化の鍵を機器内の改ざんされにくいチップに保管しておくと、記憶装置だけを取り出しても復号できない。

たとえ書庫を丸ごと大きな金庫にしてしまうようなもの。金庫ごと運び出されても、開けられない人には棚の書類が 1 冊も読めない。

出題のポイント

  • 出題起動時や OS ログイン時のパスワードは、その PC 上で使うときに確かめるだけで、記憶装置を取り出して別の PC につなぐと効かない。中身そのものを守るのがディスク暗号化である。

この用語の過去問 1 題 ディスク暗号化

ファイル暗号化は、保護したいファイルを1 つずつ選んで暗号化する対策である。

暗号化したファイルは、別の記憶媒体に複製したりメールに添付したりしても暗号化されたまま残る。ただし、復号に使う鍵やパスワードを、ファイルと同じく盗み見られうる経路で伝えると中身は守れない。また、暗号化するファイルを選び忘れると、そのファイルは守られない。

たとえ大事な書類だけを鍵付きの小箱に入れておくようなもの。小箱ごと人に渡しても、鍵が無ければ開けられない。

出題のポイント

  • 出題保存するデータを暗号化しておけば、取得されても中身を読まれにくい。バックアップやサーバの二重化は可用性 (必要なときに使える状態を保つこと) を高める対策で、漏えい対策にはならない。
  • 混同注意ディスク暗号化が守るのは記憶装置そのものの中身で、そこから複製したり送ったりしたファイルは暗号化されていない状態になる。装置の外へ出したファイルも守るには、ファイル暗号化が向く。

この用語の過去問 2 題 ファイル暗号化

「ディスク暗号化」と「ファイル暗号化」の違い

観点ディスク暗号化ファイル暗号化
決め手暗号化する範囲記憶装置の中身すべて選んだファイルだけ
利用者の操作一度設定すれば自動ファイルごとに暗号化する
装置の外へ出したときディスクを離れると守られない暗号化されたまま残る

デジタル署名は、送信者本人だけが持つ秘密鍵で作った署名を電子データに付け、受信者が作成者と改ざんの有無を確かめられるようにする仕組みである。

  1. 送信者: データのハッシュ値を求める
  2. 送信者: 秘密鍵で署名を作る
  3. データと署名を一緒に送る
  4. 受信者: 送信者の公開鍵で署名を戻す
  5. 受信者: 自分で求めたハッシュ値と比べる

受け取ったデータから求めたハッシュ値と一致すれば、本人が作り、途中で変えられていないと分かる。

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照合に使うハッシュ値は、同じデータからは常に同じ値になり、ハッシュ値から元のデータを割り出すこともできない。照合はデータの一部ではなく全体から求めたハッシュ値で行うので、どの部分が書き換えられても値が食い違う。

たとえ本人しか持たない印鑑で、書類の要約に封印をするようなもの。印影を照らせば誰の封印か分かり、要約が書類と合わなければ書き換えに気付ける。

出題のポイント

  • 出題公開鍵が本当に送信者のものだと信頼できる第三者に裏付けられていれば、デジタル署名で送信者が本人であることと、途中で書き換えられていないことを確かめられる。中身を読まれない効果 (機密性) は無い。
  • 出題デジタル署名は改ざんがあったことを検知できるが、改ざんそのものを防ぐことはできない。
  • 出題署名は署名者の秘密鍵でしか作れないので、送った事実や内容を後から否定されるのを防げる。プログラムに付いた署名からは発行元を確かめられる。

この用語の過去問 3 題 デジタル署名

署名鍵は、デジタル署名を作るときに使う鍵で、署名者本人だけが持つ秘密鍵である。

署名鍵を持つのは本人だけなので、その鍵で作られた署名は本人が作ったものと見なされる。逆に署名鍵が他人に漏れると、その人が本人になりすまして署名を作れてしまう。

たとえ本人だけが保管する実印のようなもの。

覚え方「署名」は本人が自分の手で書くもの。だから使う鍵も本人しか持たない秘密鍵、と字面からたどる。

出題のポイント

  • 出題署名鍵 (秘密鍵) は、通信相手を含め本人以外の誰にも知られてはならない。共通鍵暗号の共通鍵も、通信する当事者以外には秘密にする。
  • 出題署名鍵 (秘密鍵) で変換したデータは、対になる公開鍵を持つ人なら誰でも元に戻せる。受け取った人が誰でも署名を確かめられるのはこのためである。

この用語の過去問 2 題 署名鍵

検証鍵は、受け取ったデジタル署名が正しいかを確かめるときに使う鍵で、署名者の公開鍵である。

検証鍵は公開してよい鍵なので、署名者の検証鍵を手に入れれば誰でも署名を確かめられる。ただし、その公開鍵が本当にその人のものかは別に確かめる必要があり、そのために信頼できる認証局が公開鍵と持ち主を結び付けて証明する電子証明書を発行する。

たとえ相手に渡しておく印影の見本。届いた書類の印が本物かを照らし合わせるのに使う。

出題のポイント

  • 出題公開鍵を使うのは、署名を確かめるとき (署名者の公開鍵) と、鍵の持ち主だけが読める暗号文を作るとき (受信者の公開鍵) で、署名を作るときには使わない。
  • 出題送信者が自分で作った電子証明書では、その公開鍵が本当に送信者のものかを受信者が確かめられない。

この用語の過去問 2 題 検証鍵

「署名鍵」と「検証鍵」の違い

観点署名鍵検証鍵
決め手公開してよいか本人以外に知られてはならない誰に知られてもよい
使う人署名を作る人 (送信者)署名を確かめる人 (受信者)

タイムスタンプは、電子データがある時刻に存在し、その時刻から後に書き換えられていないことを示す証明である。

  1. 利用者: データのハッシュ値を時刻認証局へ送る
  2. 時刻認証局: 時刻を結び付けて署名し、返す
  3. 利用者: データとタイムスタンプを保管する
  4. 後日: データのハッシュ値と照らし合わせる

後日、データから求めたハッシュ値がタイムスタンプ内の値と同じなら、その時刻から変わっていないと分かる。

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タイムスタンプを付けておくと、電子契約書などについて、後から日時をさかのぼって偽ったり、その時刻に存在しなかったと否認したりされるのを防げる。時刻の確かさは、次の時刻認証が支える。

たとえ郵便局の消印。差し出した本人ではなく郵便局が日付を押すので、日付を後からごまかせない。

出題のポイント

  • 出題タイムスタンプは時刻と改ざんの有無を証明する技術で、ファイルの中身を他人に見せない働き (機密性) は無い。機密性を守るにはアクセス制御などを使う。

この用語の過去問 1 題 タイムスタンプ

「デジタル署名」と「タイムスタンプ」の違い

観点デジタル署名タイムスタンプ
決め手証明すること誰が作ったか、内容が変わっていないかいつ存在したか、その後変わっていないか
署名を付ける者データの作成者・送信者時刻認証局

時刻認証は、信頼できる第三者である時刻認証局が、電子データに正確な時刻を付けて証明することである。

時刻認証局は利害関係のない第三者として、正確な時刻源に基づいて時刻を付ける。データを作った本人が自分で付けた時刻では、後から争いになったときの証拠にならない。

覚え方「認証局」と付けば第三者機関。公開鍵の持ち主を証明するのが認証局、時刻を証明するのが時刻認証局、と並べて区別する。

出題のポイント

  • 混同注意タイムスタンプの時刻は本人の PC の時計ではなく時刻認証局が付ける。だからタイムスタンプを信用できるかは、時刻認証局を信頼できるかで決まる。

要点

  • 暗号化は、盗まれた記憶装置や持ち出されたファイルの中身を読まれにくくする対策である。
  • デジタル署名で確かめられるのは、作成者が本人であることと、内容が書き換えられていないことである。
  • 署名は署名者の秘密鍵 (署名鍵) で作り、署名者の公開鍵 (検証鍵) で確かめる。検証鍵が本当に署名者のものかは、信頼できる認証局が発行する電子証明書で確かめる。
  • タイムスタンプは時刻認証局が付ける証明で、データがその時刻に存在し、以後変わっていないことを示す。

確認問題

この単元の過去問から 5 題

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