問88
頻出度★★★
暗号化通信で使用される共通鍵暗号方式に関する記述のうち, 適切なものはどれか。
平成23年度 特別試験 ITパスポート試験 問88
这道题的解析和你的作答记录。
解説
問 88
错误ア
这是对公开密钥加密方式的说明，而不是共享密钥加密方式。在公开密钥加密方式中，加密密钥（公钥）与解密密钥（私钥）是不同的两把密钥，而且无法在现实的时间内从公钥求出私钥，所以加密用的密钥可以向任何人公开。与此相对，共享密钥加密方式的加密密钥与解密密钥是同一把，因此一旦把加密所用的密钥公开给第三方，该第三方就能直接用同一把密钥解密密文。共享密钥必须是只有通信当事人才持有的秘密，所以这一描述是错误的。
- イ
正解 正确答案是 イ。共享密钥加密方式（也称共用密钥加密方式、私钥加密方式）是发送方加密与接收方解密使用同一把密钥的方式，AES、DES 等是其代表。它的内部处理是把明文切分成分组，反复叠加异或（XOR）、代换（替换）、转置（重排）这类轻量运算的多轮结构，对计算机来说可以极高速地执行。另一方面，公开密钥加密方式（如 RSA）把质因数分解、离散对数问题的困难性作为安全性的依据，因此需要对数百比特到数千比特的巨大整数做幂模运算，处理相同的数据量时，其计算量和时间要比共享密钥加密方式大出好几个数量级。因此，「与公开密钥加密方式相比，加密处理和解密处理所需的计算量更少」这一描述，作为共享密钥加密方式的性质是恰当的。这一性质上的差异也直接关系到实务：SSL/TLS 等加密通信在通信开始时用公开密钥加密方式把共享密钥（会话密钥）安全地交给对方，之后大量正文数据的往来则用高速的共享密钥加密方式进行，采用的是结合两者长处的混合方式。还应一并记住：共享密钥加密方式的弱点不在速度，而在于如何把密钥安全地送达对方的密钥配送问题，以及有多少通信对象密钥就增加多少的密钥管理问题。
错误ウ
加密所保护的是机密性（内容不被第三方读取），它并不具备把通信路径上的错误或篡改改正过来、还原原始数据的功能。检测错误是奇偶校验的职责，纠正错误是汉明码等纠错码的职责；而对于篡改，基本做法是检测而不是纠正，要通过比对哈希值、消息认证码（MAC）、数字签名来确认完整性。用共享密钥加密方式去解密被篡改过的密文，只会得到毫无意义的数据，并不能恢复原状，所以这一描述是错误的。
错误エ
在共享密钥加密方式中，共享着同一把密钥的人之间可以互相解密对方的密文。如果把同一把密钥发给所有人，那么发给对象 A 的内容对象 B 也能解密，就无法达到对每个对象分别保密通信内容的目的。因此必须为每个通信对象准备各自不同的共享密钥，n 个人之间要互相进行保密通信时所需的密钥会膨胀到 n(n-1)/2 把，其增长快于对象数的增加。这种密钥管理与密钥配送的沉重负担，正是共享密钥加密方式具有代表性的弱点，所以「密钥只有一把就够」这一描述是错误的。
ここがポイント
- 共享密钥加密方式与公开密钥加密方式的性能差异 —— 共享密钥加密方式（AES、DES 等）的加密密钥与解密密钥相同，靠异或、代换、转置的反复叠加完成轻量处理，所以速度快；公开密钥加密方式（RSA 等）伴随巨大整数的幂模运算，所以速度慢。正因为有这一差异，TLS 等才采用用公开密钥加密方式传递密钥、用共享密钥加密方式加密正文的混合方式。
- 共享密钥加密方式的弱点在于密钥配送与密钥管理 —— 密钥必须是只属于当事人的秘密，不能公开；而且每个对象都需要一把不同的密钥，因此 n 个人相互通信时所需的密钥会增加到 n(n-1)/2 把。另外，加密是保护机密性的技术，完整性（篡改检测）由哈希、MAC、数字签名负责，纠错则由纠错码负责，它们是各自不同的技术。
用語