証明書と公開鍵、共通鍵について


【免責事項】
本投稿はChatGPT回答/完全自分用メモとなります。
その為、正確性・完全性を保証するものではありません。
万が一、本情報に基づいて被ったいかなる損害についても、一切の責任を負いかねます。
あらかじめご了承ください。

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## 概要

SSL証明書の取得プロセスや、そこで使われる**公開鍵・秘密鍵・共通鍵の役割**について整理してみました。  

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## 🔄 外部CAが絡むSSL証明書取得の流れ（＋公開鍵／共通鍵の視点つき）

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### ① サーバーで **CSR（証明書署名要求）** を作成

ここで初めて「公開鍵と秘密鍵」のペアが作られます！

🔑【この時点での鍵の関係】  
- **公開鍵** → CSR に含める（あとで証明書として公開される）  
- **秘密鍵** → サーバーにだけ保存（誰にも渡さない！）

> 🧠 ポイント：この鍵ペアが「サーバーが本物だと証明される」ための基礎！

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### ② 外部CAにCSRを提出（＋ドメイン所有確認）

- CSRをCAに送ると、CAは「この公開鍵は〇〇ドメインのサーバーですよ」と署名
- これがいわゆる**SSL証明書（＝公開鍵付きの身分証明書）**

📄 証明書にはこう書かれてます：
```
CN=www.example.com
PublicKey=XXXX...
発行元=Let's Encrypt
```

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### ③ CAがSSL証明書を発行

- CAの電子署名がついた「公開鍵の身分証明書」がサーバーに届く
- これは**誰に見せてもOKなファイル**（中身は暗号化されてない）

📦 サーバーに今あるもの：
- 🔐 秘密鍵（サーバーにだけある）
- 📄 公開鍵入りの証明書（ブラウザに見せる）

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### ④ サーバーに証明書をインストール（HTTPS対応）

- サーバーは、証明書（公開鍵）と秘密鍵をセットで保持
- これで、**HTTPS通信（＝TLS通信）**ができる状態に！

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### ⑤ 実際にHTTPS通信すると…

ここで「共通鍵」の出番です！

🔐 実際の通信の流れ（SSL/TLSの中で行われること）：

1. クライアント（ブラウザ）がサーバーに接続
2. サーバーが証明書（公開鍵付き）を送る
3. ブラウザがその公開鍵で「共通鍵」を暗号化して送る
4. サーバーが秘密鍵でそれを復号して「共通鍵」を得る
5. その後は、**共通鍵**で暗号化されたデータ通信（速くて軽い！）

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## 🔑 ここでの鍵の役割まとめ

| 鍵の種類 | 説明 | どこで使われる？ |
|----------|------|------------------|
| 🔓 公開鍵 | 誰でも見られる鍵（証明書に含まれる） | 共通鍵を暗号化して送る時に使う |
| 🔒 秘密鍵 | サーバーだけが持ってる鍵 | 公開鍵で暗号化された共通鍵を復号する |
| 🗝️ 共通鍵 | ブラウザとサーバーで共有して使う暗号鍵 | 実際のデータの暗号通信に使う（超高速） |

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## 🧠 イメージで言うと：

- 公開鍵 → 郵便受けの鍵穴みたいなもの（誰でも投函OK）
- 秘密鍵 → 鍵の持ち主だけが開けられる（郵便を読める）
- 共通鍵 → 実際に会話するときの「共通の言語」

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## ✅ 補足付きまとめ（全体の流れ）

```
[サーバー]
1. 公開鍵・秘密鍵ペアを作る
2. 公開鍵をCSRに入れてCAに送る

[CA]
3. 公開鍵に署名して証明書を発行

[サーバー]
4. 証明書＋秘密鍵でHTTPS通信を始める

[クライアント]
5. 証明書を見て「信頼できる！」と判断
6. 共通鍵を作り、公開鍵で暗号化して送る
7. サーバーが秘密鍵で共通鍵を復号
8. あとは共通鍵で暗号通信スタート✨
```

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## 素朴な疑問
https通信する際にクライアント側は意識しないでWebサーバと通信できているが、初回は毎回チェックをWebブラウザが実施しているのか？

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## ✅ 結論：
> **毎回、通信先のWebサーバの証明書をチェックして、信頼できるか確認してから通信開始しています。**

でもその処理が**めちゃくちゃ高速**に行われているので、**人間の感覚では「一瞬で通信できた」と見える**だけなんです。

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## 🔍 もうちょい具体的に：ブラウザがやってる証明書の確認処理

HTTPS通信を始めると、ブラウザ（クライアント）はこんなチェックをします👇

### ① サーバーから証明書を受け取る（公開鍵付き）

### ② ブラウザはこの証明書が本物か確認する：
- ✔️ **ドメイン名**が一致しているか？（例：証明書は `www.example.com` 用か）
- ✔️ **有効期限内**か？
- ✔️ **信頼できる認証局（CA）**が発行しているか？
- ✔️ **中間証明書やルート証明書**までちゃんと連鎖（証明書チェーン）しているか？
- ✔️ （一部ブラウザでは）**失効チェック**もする（後述）

### ③ チェックOKなら、共通鍵のやりとりへ進む（TLSハンドシェイク）

→ この一連の流れが、**一瞬のうちに裏側で行われている**んです💨

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## ⚠️ 補足：失効チェックって何？

証明書が途中で取り消された（漏洩や不正発行など）場合に備えて、

- **CRL（証明書失効リスト）**
- **OCSP（Online Certificate Status Protocol）**

という方法で「この証明書ってまだ有効？」って確認することがあります。

※ ただしこれは最近では高速化やプライバシーの観点で、ブラウザやOSによって実施方法に違いがあります。

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## 🧠 なぜこんなに速く感じるの？

- ブラウザやOSが一部のチェックを**キャッシュ**してることがある
- サーバーとの接続が**HTTP/2や再接続**で最適化されてる
- 現在のブラウザとマシン性能が速すぎて、**人間が気づけないレベル**

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## ✅ 素朴な疑問の答え整理

| 質問 | 答え |
|------|------|
| 毎回証明書のチェックしてるの？ | ✅ してます！（接続のたびに） |
| なぜ気づかないの？ | ⏱ 一瞬で終わる＋高速化されてるから |
| チェック内容は？ | ドメイン名、有効期限、CA、チェーンなどを検証 |


## おわりに

証明書の仕組みは一見ややこしく感じますが、「誰に見せる鍵（公開鍵）」「自分だけが持つ鍵（秘密鍵）」「実際に使う暗号の鍵（共通鍵）」という3つの役割が理解できると、通信の安全性の背景がクリアに見えてきます。

今回はChatGPTを活用しながら、SSL証明書の取得から通信確立の仕組みまでを整理しました。  
今後また証明書更新やHTTPS構築に携わるときのリファレンスとして活用する予定です。

## ✨ おわりに

この記事が役立ったら、**いいねやストック**いただけると嬉しいです！  

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## 参考になりそうな文献

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