3.暗号 > 3.2 共通鍵暗号

１．共通鍵暗号方式の代表例
共通鍵暗号方式は、「暗号化の鍵と復号の鍵が共通」なものです。共通鍵暗号方式で利用される代表的な暗号化アルゴリズムには、DESや3DES、AES、RC4などがあります。
古代ローマのシーザ暗号では、a→d、g→jなど3文字ずらすことで暗号化していました。これも立派な暗号アルゴリズムです。暗号化する側は、「3」という鍵を用いて3文字ずらします。復号する側は、同じく「3」という鍵を使い、3つ元に戻します。

では、代表的な共通鍵暗号方式を簡単に整理します。

アルゴリズム	鍵長	処理方法	備考
DES	56bit	ブロック	DES（Data Encryption Standard）という言葉の通り、かつての暗号（Encryption）の標準（Standard）
3DES	2-key(112bit) 3-key(168bit)		DESを3回繰り返す
AES	128bit,192bit, 256bit		DESの脆弱性をカバーするために公募された暗号規格であり、Advanced Encryption Standardという言葉のとおり、次世代暗号標準という意味

※AESは、日本のNTTも公募に応じたが、結果的にRijndaelという方式が採用された。

２．鍵長とは？
AESの鍵長に関して過去問では、「米国NISTが制定したAESにおける鍵長の条件として、128ビット、192ビット、256ビットから選択する（H22秋SC午前2問4)」と述べられている。

３．段数とは？
・変換をn回実施。このnが段数。
・「鍵長によって、段数が決まる（H23春SC午前2問1）」のがAESの特徴でもある。
ちなみに、AESは鍵長128bitで18段、192と256bitで24段。

過去問を解いてみましょう。

100人の送受信者が共通鍵暗号方式で、それぞれ秘密に通信を行なうときに必要な共通鍵の総数は幾つか。（平成18年度NW午前問46）

共通鍵暗号方式であることが注意点。
公開鍵暗号方式であれば、200個だが、共通かぎの場合はもっとたくさん必要。
正解は4,950。

４．ブロック暗号とストリーム暗号
(1)暗号の仕組みの違い
ブロック暗号とストリーム暗号の言葉の定義などは、試験には出ないと思いますので、参考程度に聞いて下さい。
ストリーム暗号は、ビット単位で暗号しますが、ブロック暗号は、ある程度の塊（ブロック）で暗号処理をします。だから、ブロック暗号です。
代表例は以下です。
・ブロック暗号：DES、3DES、AES
・ストリーム暗号：RC4
(2)利用モード
「利用モード」という言葉があります。まずは過去問（H27秋午後Ⅱ）を見てみましょう。 

Uさん：幾つかの暗号化製品の説明書に“暗号の利用モード”や“CBCモード”という記述がありました。これは何でしょうか。 R主任：利用モードとは，ブロック暗号アルゴリズムを用いてブロック長よりも長いデータを暗号化する際に使われる技術のことだ。CBCモードは，よく使われる利用モードの一つだよ。

ブロック長より長いデータを暗号化するとき、何か問題があるのですか？
ブロック単位で暗号化するから、同じ部分は同じ暗号になります。よって、それらの頻度などから暗号が解かれやすくなるのです。そこで、単純なブロック単位の暗号（ECB：Electronic Codebook)ではなく、前のブロックの暗号情報を使って暗号化する(CBC：Cipher Block Chaining)が、DESやAESで利用されています。