公開鍵暗号方式（public key cryptography）

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もう少し詳しい説明

公開鍵暗号方式は、かける鍵と開ける鍵が別になっている暗号のやり方です。

郵便ポストを思い浮かべてください。投入口は誰にでも開いていて、誰でも手紙を入れられます。でも中身を取り出せるのは、ポストの鍵を持っている持ち主だけです。入れるのは誰でもできるが、取り出せるのは1人だけ。この形を暗号にしたものだと考えてください。

鍵は2本1組で作られ、それぞれこう呼ばれます。

• 公開鍵：誰に配ってもよい鍵。暗号をかけるのに使う（ポストの投入口）
• 秘密鍵：本人だけが持つ鍵。暗号を開けるのに使う（ポストの鍵）

ここが肝心なところですが、公開鍵で暗号化したものは、公開鍵では元に戻せません。開けられるのは、対になっている秘密鍵だけです。だから公開鍵は世界中に配っても構いません。

何が解決したのか

この形にすると、共通鍵暗号方式の弱点だった鍵配送問題が消えます。

共通鍵では、同じ鍵を相手にも渡す必要があり、その途中で盗まれる心配がありました。公開鍵方式では、渡すのは盗まれても困らない鍵です。秘密鍵は一度も持ち主の手元から動きません。

鍵の本数も減ります。共通鍵では相手ごとに鍵が要り、10人なら45本必要でした。公開鍵方式では1人が2本持つだけなので、10人なら20本です。人数が増えても比例して増えるだけで済みます。

弱点は遅いこと

良いことばかりに見えますが、弱点があります。計算に時間がかかるのです。

公開鍵暗号方式は、大きな数の素因数分解のような「片方向にしか進めない計算」を使っています。そのぶん処理が重く、共通鍵暗号方式に比べると数百倍から数千倍の時間がかかります。大きなファイルをこの方式だけで送るのは現実的ではありません。

そこで実際には、鍵の受け渡しだけを公開鍵方式で行い、本文は共通鍵方式で送るという組合せが使われます。これがハイブリッド暗号方式で、Webサイトの https:// 通信もこの形です。

もう1つの使い道：鍵を逆に使う

公開鍵と秘密鍵は、逆向きにも使えます。秘密鍵でかけて、公開鍵で開けるのです。

秘密鍵は本人しか持っていないので、公開鍵で開けられたということは「本人がかけた」と言えます。ただし公開鍵は誰でも持っているので、中身は誰にでも読めてしまい、秘密にはなりません。

つまりこの向きは、秘密にするためではなく、本人が作ったと示すための使い方です。これがデジタル署名の原理になります。同じ鍵の組を、目的に応じて向きを変えて使う、という点が試験でよく問われます。

残る問題：その公開鍵は本物か

もう1つ気をつける点があります。手に入れた公開鍵が、本当にその人のものかは分かりません。

攻撃者が「これがBさんの公開鍵です」と偽物を配れば、Bさん宛てのつもりで暗号化したものを攻撃者が読めてしまいます。そこで、公開鍵が本人のものだと証明する第三者が必要になります。これが**認証局（CA）**で、その証明書がデジタル証明書です。

試験ではこう出る

科目A（旧・午前）のセキュリティ分野で最頻出の1つです。多いのは「AさんがBさんに秘密の文書を送るとき、暗号化に使う鍵はどれか」という形で、4つの選択肢に誰の公開鍵・秘密鍵が並びます。共通鍵暗号方式との比較（速さ、鍵の本数、配送の可否）を選ばせる問題も定番です。応用情報では、ハイブリッド暗号方式や認証局の役割と組み合わせて問われます。

鍵の選択は、先に「誰の鍵か」を決め、次に「公開か秘密か」を決めると迷いません。秘密にしたいなら受け取る人の鍵、本人だと示したいなら送る人の鍵。この順で考えれば、4択のうち2つはその時点で消えます。

関連する用語

共通鍵暗号方式

暗号化と復号に同じ鍵を使う方式。処理は速いが、鍵を相手へ渡す手段が要る

デジタル署名

公開鍵暗号方式の鍵を逆向きに使う仕組み。秘密鍵で署名し、公開鍵で確かめる

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。速さも確保できる

RSA

代表的な公開鍵暗号の方式。大きな数を素因数分解する難しさを根拠にしている

認証局（CA）

その公開鍵が本人のものだと証明する第三者。なりすましを防ぐ役目を負う

ハッシュ関数

データを決まった長さの値に変える関数。署名では本文を縮めるのに使う

ミニクイズ

最終更新：2026-09-15