対称暗号と非対称暗号はどのようにあなたのデータを保護するか

暗号はデジタルセキュリティの基盤であり、主に2つの非常に異なるシステムに分かれています：対称暗号化と非対称暗号化。どちらの方法も重要ですが、全く異なる方法で機能し、異なる問題を解決します。現代のセキュリティシステムを理解するためには、これら2つのアプローチの違いを知っておく必要があります。

基本的な違い

対称暗号アルゴリズムは、1つの鍵を使用します – 情報をロックするのにも、ロックを解除するのにも同じ鍵を使用します。これは、あなたと友人が金庫の同じ物理的な鍵を共有しているようなものです。問題は明らかです: 誰かが鍵を手に入れたら、すべてにアクセスできるのです。

非対称暗号は、2つの関連するが異なる鍵を使用することでこれを解決します。一方の鍵は公開されており(誰とでも共有できます)、もう一方はプライベートで(あなたが秘密に保持します)。公開鍵は、誰でも手紙を投函できる郵便受けのようなもので、ただあなたがそれを開けるための鍵を持っています。

鍵の長さとセキュリティの違い

暗号鍵の長さはビットで測定され、暗号化の安全性に直接関連しています。対称暗号化の場合、128ビットまたは256ビットが一般的に十分であり、鍵は完全にランダムに選択されます。

非対称鍵は非常に長くする必要があります - 多くの場合、2,048ビット以上 - なぜなら、公開鍵と秘密鍵の間には数学的な関係があるからです。このパターンは暗号を破るために潜在的に使用される可能性があるため、より長い鍵が必要です。128ビットの対称鍵と2,048ビットの非対称鍵は、大体同じセキュリティレベルを提供します。

利点と実用的な制限

対称暗号化は非常に高速で、少ない計算資源を必要とし、大量のデータを保護するのに最適です。アメリカなどの政府は、機密情報を暗号化するためにAdvanced Encryption Standard (AES)を使用しています。その大きな弱点はキーの共有です：データを読む必要があるすべての人が同じキーを取得しなければならず、これがセキュリティリスクを生み出します。

非対称暗号は、鍵の問題を優雅に解決します。あなたはリスクなしに誰とでも公開鍵を共有できます。トレードオフは、システムが遅く、長い鍵のためにはるかに多くの計算能力を必要とすることです。

これらのシステムは今日どこで使用されていますか？

対称暗号は速度が重要な場合に主導的です - ファイルサーバーアーカイブからあなたのコンピュータ上のデータ暗号化まで。AESは1970年代の古いデータ暗号化標準(DES)に取って代わり、現在では多くの現代システムの標準となっています。

非対称暗号は、特に暗号化されたメールにおいて、複数のユーザーがいるシナリオで使用されます。ある人が受信者の公開鍵を使ってメッセージを暗号化し、受信者だけが自分の秘密鍵を使ってそれを復号化することができます。

ほとんどの現代のインターネットプロトコルは、ハイブリッドソリューションを使用しています。Transport Layer Security (TLS)プロトコルは、両方の安全なウェブ通信方法を組み合わせています - 公開鍵暗号化によって安全な接続が確立され、その後、対称暗号化を使用して迅速なデータ通信を行います。

暗号通貨はどのように暗号化を使用するか

ビットコインのような暗号通貨は、データを暗号化するために完全に非対称暗号化を使用しているわけではありません。代わりに、彼らはデジタル署名を使用しており、これは非対称暗号の全く異なる用途です。

ビットコインは、Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)を使用しており、署名することによってトランザクションを暗号化せずに行います。これは重要な違いです：デジタル署名は、何かが正しいソースから来ていることを検証しますが、メッセージ自体は暗号化しません。RSAは、暗号化と署名の両方を行うことができるアルゴリズムの一例ですが、ビットコインは純粋な署名プロトコルを選択しました。

暗号財布は、対称暗号と非対称暗号の両方を使用します。財布のパスワードを設定すると、アクセスファイルは対称暗号で暗号化されます。一方、コインを管理するために使用する公開鍵と秘密鍵のペアは、非対称の原則に基づいています。

まとめ

対称暗号と非対称暗号の両方は、デジタルセキュリティにとって重要です。対称暗号は、大量のデータを保護するために高速で便利ですが、非対称暗号は安全な鍵の共有の問題を解決します。実際には、最良の結果を得るために両者はしばしば組み合わされます。暗号学が新たな脅威に対応して進化し続ける中、両方のシステムは機密情報を安全に保つための基本的な役割を果たし続けるでしょう。