共通鍵暗号方式（common key cryptography）

分類

テクノロジ系 セキュリティ

出る試験

基本情報応用情報

重要度

★★★★☆

もう少し詳しい説明

共通鍵暗号方式は、かける鍵と開ける鍵が同じ暗号のやり方です。

まず、暗号の「鍵」とは何か

暗号の話に出てくる鍵は、金属の鍵ではありません。とても長い数字です。

暗号化は、中身を他人には読めない形に変えることです。もとの文章と鍵の数字を使って計算し、意味の取れない文字の並びに変えます。復号は、暗号化されたものを、もとの読める形に戻すことです。こちらも鍵の数字を使った計算で行います。

家の鍵と同じ形

家の鍵を思い浮かべてください。玄関を施錠した鍵と、開ける鍵は同じものです。その鍵を持っている人だけが中に入れます。

データの暗号化（中身を読めない形に変えること）も同じで、ある鍵で文章をぐちゃぐちゃにし、同じ鍵でもとに戻します。

途中で通信を盗み見られても、鍵を持っていない人にはぐちゃぐちゃの文字列にしか見えません。そのため中身は守られます。

弱点は「鍵をどう渡すか」

ここで困ったことが起きます。受け取る側にも同じ鍵が必要なのです。

では、その鍵をどうやって相手に届けるのでしょうか。メールで送れば、その途中で盗まれるかもしれません。盗まれた鍵で暗号文も開けられてしまうので、暗号にした意味がなくなります。かといって、遠くの相手に手渡しするわけにもいきません。

この「同じ鍵をどうやって安全に届けるか」を鍵配送問題と呼びます。共通鍵暗号方式の最大の弱点で、試験でもここが問われます。

鍵の本数も増えていく

もう1つの弱点は、鍵の本数です。

鍵は相手ごとに別のものを用意しなければなりません。同じ鍵を全員に配ってしまうと、AさんとBさんのやり取りをCさんも読めてしまうからです。

n人が互いにやり取りするなら、必要な鍵は n × (n − 1) ÷ 2 本です。10人なら45本、100人なら4,950本。人数が増えると管理しきれなくなります。

それでも使われている理由

弱点を2つ挙げましたが、共通鍵暗号方式はいまも広く使われています。理由は速いからです。

公開鍵暗号方式（公開する鍵と、手元に隠す鍵の2本を組で使うやり方）に比べて計算が単純で、大きなデータでも短い時間で処理できます。

そこで実際のインターネット通信では、鍵の受け渡しだけを公開鍵暗号方式で行い、本文のやり取りは共通鍵暗号方式で行うという組合せが使われます。これをハイブリッド暗号方式と呼びます。弱点だけを他方式で補い、速さは活かす、という考え方です。

代表的な規格は AES（Advanced Encryption Standard、エーイーエス）です。以前は DES（デス）（Data Encryption Standard、デス）が使われていましたが、鍵の長さが足りず安全性を保てなくなったため、AES に置き換わりました。

鍵が短いと、考えられる鍵を片っぱしから試すという力ずくのやり方で開けられてしまいます。鍵が短いほど、試さなければならない組合せの数が少なくて済むからです。

そして、解読に使うコンピュータの計算が速くなるほど、同じ時間で試せる組合せの数は増えます。昔なら何年もかかった総当たりが、いまのコンピュータなら短い時間で終わってしまう。DESが使われなくなったのは、このためです。

試験ではこう出る

科目A（旧・午前）のセキュリティ分野で頻出です。

多いのは、公開鍵暗号方式（鍵を2本組で使うやり方）と並べて「どちらの説明か」を選ばせる形と、n人が通信するときに必要な鍵の本数を計算させる形です。応用情報では、ハイブリッド暗号方式（鍵だけを公開鍵暗号方式で運ぶやり方）の中でどちらの方式がどの役目を負っているかまで問われます。

「かける鍵と開ける鍵が同じ」「そのぶん渡し方に困る」「でも速い」。この3つを押さえておけば、大半の問題は選択肢を読んだ時点で絞り込めます。鍵の本数 n × (n − 1) ÷ 2 は、n人から2人を選ぶ組合せの数だと分かっていれば覚え直す必要がありません。

関連する用語

公開鍵暗号方式

暗号化と復号で別の鍵を使う方式。鍵を渡す苦労がないかわりに処理が遅い

ハイブリッド暗号方式

鍵の受け渡しだけ公開鍵で行い、本文は共通鍵で送る方式。両方の長所を取る

鍵配送問題

同じ鍵をどうやって安全に相手へ届けるかという問題。この方式の弱点そのもの

AES

いま広く使われている共通鍵暗号の規格。鍵が短くなったDESの後継

デジタル署名

本人が作ったことと、改ざんされていないことを示す仕組み

ミニクイズ

この分野をまとめて解く → セキュリティのミニテスト（全47問）

最終更新：2026-09-15