適切な情報保護方法を選択する方法:対称データ暗号化と非対称データ暗号化の比較

なぜ暗号学は2つのアプローチに分かれているのか

現代のデジタル世界では、暗号システムは2つの根本的に異なるスキーム、すなわち単一サーキットモデルと二重サーキットモデルで機能しています。主要な研究の方向性について言えば、共通鍵暗号と分散鍵暗号は、すべての現代のセキュリティシステムが依存する2つの枝を表しています。

実際には、この分割は次のようになります：

• 単一鍵モデル — 同じ鍵を使用して情報を暗号化および復号化できます。
• 鍵ペアモデル — 2つの相互関連する鍵が使用されます：1つは暗号化用、もう1つは復号化用です。

両方のアプローチは広く使用されていますが、異なる文脈で使用されます。データ保護に携わる人にとって、それらの違いを理解することは非常に重要です。

主要な違い：1つの鍵対2つの鍵

これら二つの方法の根本的な違いは、鍵の数と目的にあります。単一鍵システムでは、通信の両者が同じ暗号材料を持っています。これに対して、二重鍵システムでは、一つの鍵が公開され(配布可能であり)、もう一つはプライベートで機密です。

これは単なる技術的詳細ではなく、システムが機能する方法、直面するリスク、そして最も効果的に機能できる場所を根本的に変えます。

暗号鍵はどのように機能します

暗号学における鍵とは、特別なアルゴリズムによって生成されるビットの列です。その長さと性質がシステム全体の安全性を決定します。

単一鍵システムでは、エンコードとデコードの両方の操作が同じビット列を使用して実行されます。これは、カチアがマキシムに暗号化されたメッセージを送信する場合、彼女が同じ鍵を彼に渡さなければならないことを意味します。この鍵を悪意のある者が傍受すると、彼はすべての情報にアクセスできるようになります。

これに対抗して、二つの鍵を持つシステムでは:

• 公開鍵 はデータの暗号化に使用され、一般に共有されることができます。
• プライベートキー は復号化に使用され、秘密に保持されます

もしカティアが二重リングモデルを使用している場合、彼女はマキシムの公開鍵でメッセージを暗号化し、彼だけが自分の秘密鍵を使ってそれを復号化できます。たとえ第三者がメッセージを傍受し、公開鍵を見つけても、情報をデコードすることはできません。

キーの長さは信頼性の指標

モデル間には、暗号化されたシーケンスの長さにおいて重要な違いがあります。単一鍵システムでは、鍵の長さは通常128ビットまたは256ビットであり、必要な保護レベルによって異なります。この値は、悪用可能な数学的法則が存在しないため、かなり控えめです。

二重リングシステムでは状況が異なります。公開鍵と秘密鍵の間には数学的な依存関係があるため、攻撃者はコードを破るためのパターンを見つけようとする可能性があります。このリスクを補うために、非対称鍵ははるかに長くする必要があります - 通常は2048ビット以上です。

セキュリティレベルを比較すると、128ビットの一回限りのモデルのキーは、2048ビットの二重リングモデルのキーと同じくらいの保護レベルを提供します。

どの方法を選ぶべきか：利点と欠点

各モデルには明確な利点と制限があります:

単一キーシステム:

• ✓ データ処理の高速化
• ✓ より少ない計算ニーズ
• ✗ キーの配布の問題 ( アクセスが必要なすべての人に、一つのキーを渡す必要があります )
• ✗ 盗聴の容易さによる高いリスクのコンプロマイズ

二重鍵システム:

• ✓ 鍵の配布の問題を解決します (公開鍵は自由に配布できます)
• ✓ より高いセキュリティレベルのための機密通信
• ✗ 処理が大幅に遅くなります
• ✗ より多くの計算リソースを必要とします

データの暗号化はどこでどのように使用されるか

シングルリングシステム(AES、DES): これらの方法は速度のおかげで、大規模なデータ保護に使用されます。アメリカの標準AES (拡張暗号化標準)は、アメリカ政府が機密情報を保護するために使用しています。以前に開発された標準DES (1970年代)は、現代のソリューションの前身として機能していました。

二重リングシステム： セキュリティが速度よりも重要なシナリオで使用されます。暗号化された電子メールはその典型的な例です：公開鍵がメッセージを暗号化し、秘密鍵がそれを復号化します。RSAとECDSAは、このカテゴリの2つの主要なアルゴリズムです。

ハイブリッドモデル (SSL/TLS): 実際には、両方のメソッドが一緒に機能することが最も一般的です。SSLおよびTLSプロトコルは、インターネット通信のセキュリティを確保するために両方のアプローチの利点を組み合わせています。SSLはすでに時代遅れと見なされていますが、TLSはすべての主要なブラウザで標準として残っています。

仮想通貨の世界におけるデータの暗号化

暗号化メソッドは、セキュリティを高めるために暗号通貨ウォレットで広く使用されています。ユーザーがウォレットへのアクセスのためにパスワードを設定すると、そのファイルはこれらのメソッドを使用して暗号化されます。

しかし、一般的な誤解があります。多くの人がビットコインや他の暗号通貨が二重鍵暗号を使用していると思っていますが、実際にはそうではありません。ブロックチェーンシステムでは公開鍵と秘密鍵のペアが確かに使用されていますが、それが暗号化が行われていることを意味するわけではありません。

例えば、Bitcoinで使用されるECDSAアルゴリズムは、暗号化ではなくデジタル署名アルゴリズムです。メッセージは情報のエンコードなしにデジタル署名で署名できます。これは、暗号化と署名の両方に機能するRSAとは本質的に異なります。

結論：両方の方法は有効である

単一および二重リングの暗号システムは、現代のデジタルセキュリティの不可欠な部分であり続けています。それぞれのモデルには独自のニッチがあり、一方はデータの迅速な大規模保護に最適であり、もう一方は機密通信および識別のために最適です。

技術の進展と新たな脅威の出現に伴い、両方のアプローチは引き続き発展し、政府システムから暗号通貨の個人ウォレットに至るまで、すべての分野でコンピュータセキュリティとデジタルイノベーションの重要な要素であり続けるでしょう。