イ ン タ ー ネット 大 学 S O I で 学 ぶ デ ジ タ ル リ テ ラ シ ー【 村井純教授のインターネット基礎講座 】
ェストダイジ

第 4 回：セ キ ュ リ テ ィ ー と プ ラ イ バ シ ー
日常でインターネットを使っていても、技術の基本はよくわからない、ホントの意味を知っておきたいというみなさんに、テクノロジーとしてのインターネッ
トがどのような原理や仕組みで動いているかを正しく理解していただくこと

村井純を目的に、インターネット大学SOIの「インターネット概論」の授業の一部をダイジェストとして紹介しています。今回はインターネット上のセキュリティーとプライバシーを守る公開鍵暗号を考えましょう。
http://www.soi.wide.ad.jp/class/20020002/

たとえばメールのやり取りをする、ボイ

今回の授業はこちらを参照

スメールでも何でもいいんですが、インタSOI「インターネット概論」（第７回「セキュリティーとプライバシー」）
へ

http://www.soi.wide.ad.jp/class/20020002/
slides/07/◎パイプの安全とポリシーコントロール

むらい・じゅん

慶應義塾大学環境情報学部教授。日本のインターネット第一号となったWIDEプロジェクトを設立。インターネットでの日本語の取り扱い方の取り決めの開発、IAB委員、インターネット協会（ISOC）理事など国際的なインターネット組織の役員を歴任するなど、インターネットの技術と社会の発展に尽力している。の側面です。運ぶときの安全性が確保されなくてはなりません。

ーネットを使ってコミュニケーションをする

そしてもう1つの問題は、何かデータにときに、セキュリティーについて2つに分アクセスするときに発生します。自分にきけて考えてほしいんです。

たメールをみんなに公開する人は誰もい

1つは、みなさんが出すメッセージが、みないでしょうが、親しい数人には見せるか政府関係者や企業の人と話をしても、なさんから出て相手に届くまでの間にきちもしれません。この人とこの人には見せてセキュリティーとプライバシーの問題につんと守られているかどうか。データの受けもいいなという判断基準、これが個人のいては、みなさん非常に混乱しています。

渡しのときの安全性、その間に人に盗まプライバシーポリシーです。
「この情報にアとても大切なことなので、セキュリティーれるとか壊されるとか、すり替えられてしまクセスしていいのは私が許可した人だけ」とは何か、プライバシーとは何かというこったりするのは、通信のパイプの安全性という、このプライバシーポリシーをコントとをしっかり理解してほしいですね。の問題です。これがセキュリティーの1つロールできなくてはいけません。

イン ター ネット 上 の 大 学 S O I

この連載の内容はSOI（School of Internet）
でストリーミング映像にクリックするとよって公開しています。

http://www.soi.wide.ad.jp

授業が開始

SOIとは、世界中の学ぶ意欲を持つ人々にインターネットを基盤とした高等教育と研究機会を提供することを目的として1997年に開始したインターネット大学です。
希望者はインターネットから入学を登録し、学生認証を受けることができます。詳細はホームページをご覧ください。

214 +++ iNTERNET magazine 2003.06 +++インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

レッスン 1

公開鍵暗号でセキュリティーを実現

図1 2つの視点から見たセキュリティー

図2 暗号は鍵と箱の関係鍵をかけた箱を送る●データ受け渡し時の安全性
身の周りの例→

郵便の現金書留

本当に正しいデータ？ データを送る途中で盗み見られたりしていない？
中身が替えられたりしていない？

AB●データのアクセス権のコントロール
身の周りの例→

電話のナンバーディスプレイ

アクセスしてきたのは許可した人？

14905

アクセス者が特定できる？

14905

A

匿名のアクセス者ではない？

B

鍵をかける

鍵を使って箱を開ける
14905

Bさんは開けていいよ（プライバシーポリシー）

鍵をかけた箱の中身（暗号）を相手に安全に渡すには、鍵と箱を別々に渡し、鍵（暗号の解読法）は、そっと手渡すのが安全だが、インターネットではそれができない。

アクセスしたい人とアクセスされる側のングはできません。に暗号の鍵をどうやって渡すか？

約束事をポリシーというのですが、その約秘密の通信をしたいときには合い言葉

暗号の技術自体は大昔から、シーザー

束事がきちんと守られていることもセキュで暗号化します。たとえばこの教室で僕との時代からあるわけですが、鍵の受け渡しリティーなのです。

一番後ろの席の人が、「これから暗号で話は難しい問題をはらんでいます。普通は最この 2 つのセキュリティーはまったく異すぞ」と言って、ごにょごにょと話している。

初から知っている、あらかじめ出会っていなった問題ですね。情報にアクセスする

それを教室中の人がみんな聞いてる、とる人にはそっと鍵を渡し、後でこの鍵で暗ときのコントロールと、情報を運搬するというのがインターネットの状況です。イン号を解読してと頼むことが可能です。これは『共有鍵暗号方式』です（図2）。

きの安全性。全然違うけど、インターネッ

ターネットは途中で情報を盗まれるかもし

トのセキュリティーを考える入り口としてれないわけだから、みんなが聞いてるとこ

しかし、インターネット上ではそうはいきは、この2つを考えておくことが重要です。

ろで話すようなものですよね。そこでいきません。たとえばプロバイダーの ID やパこの2つを混同してはいけません（図1）。

なり僕がわけのわからない言葉で話し出スワードは郵便で送ってきますが、これはしたらそれが暗号ですね。

ネットで完結せずにショートカットをしてい◎鍵配送問題にけりをつけた

たとえば「HALって言ったらIBMのことる。そうではなくて、インターネット上で鍵公開鍵暗号という大発明だ」みたいに、アルファベットを一文字足が交換できないか？

この2つのセキュリティーを実現するたして受け取るというルールを決めて、それつけたのが「公開鍵暗号」方式で、だからめにどんな技術があるかと言うと、「公開が可能な耳を持っていればこれはお互い大発明なんです。これがなければ、ショッ

鍵暗号」という技術です。これはどちらのの暗号方式になる。ただ、ここで一番問ピングサイトに行って、いきなり秘密でクセキュリティーにも使えます。公開鍵暗号

題になるのは「一文字足す」という「鍵」をレジットカード番号を送って買い物なんかは1975年に作られたものだから比較的新どうやって相手に渡すかということです。

できません。公開鍵暗号の偉いところは、しい大発明ですね。これがなくてはインタ

これを「鍵配送問題」といいます。こうやっもうみなさんが使ってる、広く普及した技ーネットの上で安全なオンラインショッピてパブリックスペースで話をしているとき術だということです。

インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

この問題にけりを+++ iNTERNET magazine 2003.06 +++215

レッスン 2

鍵をどうやって相手に渡すかが問題だ

図3 共有鍵暗号方式の仕組み

図4 公開鍵暗号方式の仕組み●送信者と受信者は暗号化・復号化に同じ鍵を使う●処理速度は比較的早い●送信者、受信者間の鍵の受け渡しが問題●複数人の間で鍵を安全に共有するのが面倒
14905

暗号化・復号化に●1975年に鍵配信問題を解決する「公開鍵」の概念が出る

盗聴者
送信者A

受信者B

14905

×

復号化
できない

14905

同じ鍵を使う

Bの公開鍵
復号化
14905

暗号化

復号化

暗号化

14905

Bの公開鍵

暗号化された文書

暗号化された文書Bの秘密鍵暗号化された文書
インターネット◎公開鍵暗号で安全にショッピング

どちらかでかければもう1つで開けられる、◎公開鍵を電子判子として使う

インターネットで使われているのはデジ

AとBというペアの鍵ができます。1つがでは、今度はこれを逆に使ってみましょタルすなわち数字なので、数学の魔法が秘密にしまっておく秘密鍵、もう1つは誰う。さきほど買い物をしたので、伊勢丹が使えます。公開鍵にはその数学の魔法がにでも手の届くところに置いておく公開鍵領収書を送ってきます。このときに、秘密使われています。アルゴリズムを説明するです。

鍵で暗号化して送ってくるとこれを僕が税のは難しいのですが、基本的に行ってい公開鍵はだいたいホームページに置い理士のところに持っていきます。
「伊勢丹

ることは、鍵をかけた箱を送るということてあります。たとえば伊勢丹のオンラインで本当に買い物したんで、領収書を送っなのです。

ショッピングの公開鍵は伊勢丹のホームてきたんですよ」と。税理士は本当に伊勢鍵をかけた箱を小包で送る場合、相手ページに置いてあります。伊勢丹のホー丹が送ってきたのかわからないじゃないかが鍵を持っていないと開けられません。とムページで買い物をするときは、この公開と言いますが、これを伊勢丹の公開鍵でころが、開けてもらうために鍵を先に送る鍵を持ってきて、送る情報を暗号化する。

開くと領収書が出てきたとしたら、ペアのと途中で鍵をコピーされてしまう危険があ

そうするとそのペアのもう1つの鍵は伊勢秘密鍵で暗号化できる可能性があるのはるので鍵をかけた意味がない。さて、どう丹だけが持っているから、送った暗号を開それを持っている伊勢丹だけだから、といしよう。公開鍵暗号方式はこの箱と鍵のけるのは伊勢丹の秘密鍵を持っている人う証明ができるわけです。

関係を変えたのです。普通は閉めた鍵とだけです。このメカニズムが公開鍵暗号同じ鍵で開けていたのを、公開鍵暗号でです（図4）。

は、閉めたのとは別の鍵で開けるようにしたのです。

これが認証、電子判子の仕組みです。
電子判子を自分で押しながら、相手の公これによって、インターネット上で初対開鍵で暗号化して二重化することも可能

面の人にも暗号化した秘密のメッセージで、信頼性が増します。セキュリティーで鍵を作るときに閉めるのと開けるのとを送れるようになり、これを使って安全に重要なのは公開鍵の技術です。この技術

別々の2つの鍵ができる仕組みを作った

オンラインショッピングができているわけを使って、伝送経路の暗号化と、受け取のです。このことを覚えておくと公開鍵暗です。これは先ほど話したパイプの暗号化った場合になりすましを防ぐ、相手の認証号はすごくわかりやすくなります。2つの鍵で、送るときに人に見られてもかまわないを電子的にできる仕組みができています。のどちらで閉めてもいいのですが、つまりようにメッセージを暗号化したわけです。

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レッスン 3

暗号化の計算方法――安全性と時間の兼ね合いを秤にかける図5 公開鍵暗号方式にまつわる3つの誤解

図6 暗号化とは元に戻すのが大変な演算のこと●公開鍵暗号はより安全だ●暗号化の演算具体的なシステムによるある数を10乗する
たとえば●公開鍵暗号は汎用性がある

1710 →がんばれば計算できる計算のコストが高いので、秘密鍵の受け渡しや署名が主な応用分野●復号化の演算●公開鍵の受け渡しが簡単だ

9904兆5780億3290万5937は何を10乗したものか？
→計算にとても時間がかかる

公開鍵の信用性は？

この時間差が暗号の解読されにくさ◎暗号化は行きと戻りの時間の差でCPUがへたってしまうほどの計算量でを考えるようになります。それと同じで、いいことずくめの公開鍵暗号ですが、す。ですから公開鍵暗号も万能ではありインターネットはどこにでもつながるか暗号化のコスト面などの問題はありますません。自分に何が大事なのかを判断し、ら、その上で大事なものを扱うのであれ（図5）。

本当に大事なものは時間のかかる暗号をば、それなりのセキュリティーリテラシー

暗号化とはどんな計算がされているのかければいいわけです。一方、重要性のみたいなものをみなが持っていなくてはでしょう？ たとえばすごく大きな数の13高くないものは、暗号なんかかけないほなりません。

乗は、一生懸命計算すれば答えは出ます。

うが、処理が 速く進むから気持ちがいい

しかし、その答えの紙を渡して、「この数でしょう。

デジタル情報のいいところは完全な複製が可能な点ですが、いくら暗号化して送字は何を13乗したのか調べろ」と言うとこれをどうやって組み合わせるのかをっても、開いた後で裸のデータをばらまけ計算はすごく大変になります（図 6）。要

考えていくと、安全性やセキュリティー、ば、本来出回るべきでなかったデータがは素因数分解なのですが、ある数を素数さらにプライバシーについて、もっとわが出回ってしまう。これは人為的な問題でで分解していくのは時間がかかるが、かままを言えるように社会全体が成熟してす。デジタル情報はコピーしても劣化しなけ算はもっと短時間で誰でもできます。

いく必要があると思います。

いので複製されまくる危険性があります。

◎技術だけでは解決できない課題

公開鍵とその技術の限界もよく理解して、デジタルテクノロジーをよく理解して、暗号化の演算も、行くときは速いが戻るには時間がかかる関数を用意しておきます。この行きと戻りの差が問題で、戻山奥の一軒家だったら、鍵なんかかけ新しい社会制度なり、文化なり、教育なりが天文学的な時間のかかる計算であれる必要はないでしょう。昔は東京のど真りをきちんとやらないと、社会全体としてば安全性は非常に高いわけですが、結局ん中でも鍵なんかかけずに生活していたはセキュリティーを実現できません。技は差の問題なので、実は安全性の高い公人はたくさんいました。ところが、最近物術だけですべてを解決することはできな

開鍵暗号は行きの計算にも時間がかかる騒になってきてみんな鍵をかけるようにい。セキュリティーとプライバシーは技術ものなのです。安全な暗号はものすごくなり、より頑丈な鍵も出てきました。と人と社会が作らなければなりません。

計算量が多い。これはみなさんのコンピ悪いやつがどこにいるかわからないよュータで計算をさせると、そのパワーだけうな時代になったら、身の安全というのインターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

どうプロデュースしていくかはこれからの課題です。

+++ iNTERNET magazine 2003.06 +++217

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