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図解雑学 暗号理論 伊藤忠史

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暗号の主な目的は2つある。守秘(情報を秘密に伝える)と認証(相手の身元を確かめる)だ。

暗号の例
・シーザー暗号:各文字を50音順に1文字ずつずらした文字に置き換える
・上杉(謙信)暗号:文字と文字を対応させた表を容易し、それに対応する文字に置き換える。
・バーナム暗号:シーザー暗号の文字をずらす数を文字によって変える暗号

暗号化したい文を平文(ひらぶん)と言う。
暗号方式以外にある値が分からないと解読できないものを鍵と言う。

公開鍵暗号
暗号を使って秘密通信を行うためには、鍵を秘密に共有する必要があり、その鍵自体に鍵を使った暗号をかけれないといた問題があった。そこで生まれたのが公開鍵暗号。鍵Aで暗号化した暗号文は鍵Aでは開けれないが、鍵Bで開けることができるといった暗号。DiffieとHellmanが発明した。

RSA暗号
DiffieとHellmanは公開鍵暗号のアイデアを思いついたが、それを実現するための数学的性質を思いつくことはできなかった。そこで、MITにいたRivest、Shamir、Adlemanという3人の研究者が公開鍵暗号の数学的手法(素因数分解)を発明した。

ElGama暗号
DffieとHellmanは公開暗号のアイデアを考えていたが結局は実現できなかった。彼らが考えていた離散対数問題という方法を実現させたのがElGama(エルガマ)が発明したElGama暗号。

解読攻撃法
1.暗号単独攻撃
2.既知平文攻撃
3.選択平文攻撃
4.選択暗号文攻撃

解読攻撃法には、PCが暗号解読している際の電力消費量や計算時間といったハードウェア特性から間接的に暗号解読する方法がある。それがサイドチャネル方式。しかし、これには電力消費量や計算時間をごまかすといった対策が可能。

既存の暗号技術は、解読攻撃法によって膨大な時間がかかるため解読不可(計算量的安全性)としている。未来の暗号技術としては、どんなに性能の良いPCを使っても原理的に暗号解読できない(情報量的安全性)というものがある。情報量的安全性は情報理論の生みの親Shannonが概念を示した。

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