要約
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）は、1977年に考案された広く利用されている公開鍵暗号アルゴリズムです。数学的に関連付けられた鍵のペアを使用してメッセージのセキュリティを確保し、デジタル署名を検証します。インターネットセキュリティの基盤であり続けていますが、その安全性は鍵長と適切な実装に大きく依存します。そのため、専門家の中には、より新しい代替手段を提唱する人もいます。RSAの仕組みを理解することは、ユーザーや組織が暗号化戦略について情報に基づいた意思決定を下すのに役立ちます。
RSAは実際にどのようにデータを保護するのでしょうか？
RSAを使用すると、メッセージを送信する前にそのセキュリティを確保できます。また、この手法ではメモの認証も可能であり、受信者はメモが転送中に改ざんされていないことを確認できます。
RSAアルゴリズムは、今日使用されている暗号化ツールの中で最も広く利用されているものの1つです。Samsung、東芝、LG製のコンピューターを使用したことがあるなら、RSA対応チップが組み込まれたデバイスを使用したことがあるはずです。
RSAを明示的に使用し、安全でないサービス（メールなど）でメッセージを送信する前に、数学を深く理解する人もいます。しかし、セキュリティで保護されたWebサイトにサインオンする際に、知らず知らずのうちにRSAを使用している人もいます。コンピューターがバックグラウンドで作業を行い、時にはユーザーの許可なくその作業が行われることもあります。
RSAは現在も安全だと考えられていますか？
RSAはかつて、暗号化セキュリティの最高基準と見なされていました。しかし、一部の専門家は、ハッキングが容易になりすぎていると考えています。適切に導入されていないため、その誤りがハッキングのリスクの原因になっているという意見もあります。
RSAがどのように使用され、どのように考えられているかにかかわらず、RSAの仕組みを詳しく知っておくことは有益です。そうすることで、直面するセキュリティリスクを認識できます。
RSAアルゴリズムとは何ですか？
RSAは、暗号理論の考え方に根本的な変化をもたらしました。1970年代半ば以前は、安全なメッセージを交換するために多くの調整が必要でした。送信者と受信者は、秘密のコード（または鍵）を共有する必要がありました。それがないと、暗号化されたメモを復号できません。RSAがすべてを変えました。
RSAはどのように発明されたのですか？
1977年、MITの3人の研究者が、ランダム化、基本的な数学、素数に基づいた独自の暗号システムの開発に着手しました。3人が破られないと考えた方式を見つけるまでに42回試行し、その方式に3人の姓の頭文字を組み合わせて名前を付けました。
他の暗号アルゴリズムと同様に、RSAは基本的な読み取り可能なデータを乱数化し、複雑な形に変換します。このプロセスを元に戻せるのは、鍵だけです。RSAは、素数から部分的に作られた鍵に依存しています。
理論上は、ハッカーが公開鍵を分析して秘密鍵の値を計算することも可能です。しかし、素数は非常に扱いにくく、特に桁数が大きい場合はなおさらです。
例えば、数学者に暗号解読を促すために「RSA Factoring Challenges」を開催する組織もあります。2020年のある優勝チームは、数式を計算するために2,700年分のコンピューターコアの稼働時間を必要としました。世界中に分散する何千台ものマシンを使っても、完了までに数か月かかりました。それは速度の記録と見なされました。
RSA暗号化はどのように機能しますか？
RSA暗号化は、いくつかの基本的な要素と、かなりの量の数学的計算に依存しています。
RSA暗号化の主要な構成要素は何ですか？
以下の要素は必須です：
- 公開鍵（e）
- 秘密鍵（d）
- 2つの素数（PとQ）を掛け合わせたもの（N）
セキュリティは、dの値を特定することが不可能であるという想定に基づいています。これらの計算の背景にある数式は複雑ですが、代数を学んだことのある人なら誰でも馴染みのあるものでしょう。
計算の仕組みにご興味がある場合は、オンライン計算ツールを使用してキーを作成してください。
RSAパディングはどのようにセキュリティを向上させますか？
コードを解読するのは困難ですが、不可能ではありません。一部の開発者は、ランダムな要素を追加して盗用を困難にしています。この、いわゆるパディングスキーム によってメッセージが大きくなるため、数学的な計算が難しくなります。そして、ランダムな情報によって復号の精度が低下します。それほど高度な技術を持たないハッカーの場合、復号したテキストが元のメモとはまったく異なるものになる可能性があります。
RSA暗号化アルゴリズムはどこで使用されていますか？
安全なメッセージを送信したり、安全なWebサイトにアクセスしたり、メッセージの信頼性を証明したりする場合に、RSAが使用されることがあります。
RSAを使用してメッセージを送信するにはどうすればよいですか。
RSAでメッセージを送信するには、次の手順を実行します。
- キーを作成します。前述の数学的な手順に従うか、プログラムを使用して、パブリックバージョンとプライベートバージョンの両方を作成します。秘密鍵は他から見えない場所に保管しますが、公開鍵は広く共有する必要があります。
- 受信者の公開鍵を取得します。メモを暗号化するには、この値を知っておく必要があります。
- 暗号化して送信してください。公開鍵と合意済みのパディング方式を使用して、メモを暗号化し送信します。
- 受信者による復号を使用してください。メッセージが届くと、受信者は秘密鍵を使って処理を元に戻し、中身を確認します。
RSAを使用してデジタル署名を追加するにはどうすればよいですか？
同じ手順で、メッセージにデジタル署名を付加することもできます。この場合、以下を実行します。
- ハッシュアルゴリズムを選択します。メッセージ全体に適用します。
- 受信者に通知してください。選択した方法を相手に伝えるには、電話または別のメッセージを使用してください。
- ハッシュを付加します。メモの最後に値を適用して送信してください。
- 解読する受信者は、ハッシュ値と公開鍵を使用して処理を逆に進めます。内容が同じであれば、変更されていないことになります。
コンピューターは、明示的に知らされていなくてもRSAを使用している場合があります。Webサイトによっては、アクセスする前に簡単な確認のための会話が必要な場合があります。情報は取引され、通常はRSAで暗号化されます。
RSAのアルゴリズムは安全ですか？
1970年代にRSAがリリースされたとき、多くの人々はそれが決して破られることはないと考えていました。今ではそれが真実ではないことがわかっています。
総当たり攻撃はRSAにどのような脅威をもたらしますか？
ハッカーの中には、総当たり攻撃でRSAを完全に回避する者もいます。アルゴリズムに大量の数値を送りつけ、いずれかの組み合わせでコードを解読し、キーを取得しようとします。
鍵を長く、より複雑にすることは簡単な防御策です。。データを保護するために、より長い鍵を使用することが専門家によって推奨されています。
| 鍵長 | 推奨用途 | セキュリティコンテキスト |
|---|---|---|
| 1,024ビット | 汎用 | 最小推奨文字数 |
| 2,048ビット | 機密性の高いデータや価値のあるデータ | より強力な保護のために推奨します |
RSAに代わる、より安全な選択肢はありますか？
選択肢があることを知っておいてください。一部の専門家は、RSAには本質的な欠陥があるため、誰も使用すべきではないと考えています。さらに複雑な計算を伴う他の方法を推奨しています。実装に時間はかかりますが、より安全な選択肢となり得ます。
Oktaの支援
すべての選択肢を吟味するのは容易ではありません。ソリューションの実装は、さらに複雑になる可能性があります。
Oktaの担当者がお客様の選択肢を明確かつ丁寧に説明し、堅牢なセキュリティソリューションを提供します。ICMPの使用開始について、お問い合わせください。
よくある質問（FAQ）
RSAは何の略ですか？
Rivest・Shamir・Adleman（RSA）は、1977年にこの暗号システムを開発した3人の発明者の頭文字から名付けられました。彼らはMITの同僚で、解読不可能と見なせる数式を見つけるために42回の試行を重ねました。
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）は公開鍵と秘密鍵をどのように使用しますか？
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）暗号化では、公開される公開鍵と、秘密にされる秘密鍵が必要です。送信者は受信者の公開鍵を使用してメッセージを暗号化し、受信者の秘密鍵のみがそのメッセージを復号できます。
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）におけるパディングスキームとは何ですか？
パディングは、暗号化プロセスにランダムなデータを導入する手法です。メッセージサイズを増大させ、ノイズを付加することで、数学的攻撃の信頼性を低下させ、元のプレーンテキストが解読される可能性を低減させます。
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）暗号は解読される可能性がありますか？
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）は解読不可能ではありません。2020年のRSA Factoring Challengeで実証されたように、1つの鍵を解読するだけでも膨大なリソースが必要になります。このチャレンジでは、2,700年分に相当するコンピューティング時間が必要でした。1,024ビット以上、機密データの場合は2,048ビット以上の長い鍵を使用することで、この障壁は大幅に高くなります。
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）はデジタル署名にどのように使用されますか？
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）は、メッセージにハッシュ値を追加することで、メッセージの真正性を検証できます。受信者は、送信者の公開鍵とハッシュを使用して、メッセージのコンテンツが転送中に改ざんされていないことを確認します。
Rivest–Shamir–Adleman（RSA）暗号化に代わる方法はありますか？
一部のセキュリティ専門家は、Rivest–Shamir–Adleman（RSA）には本質的な欠陥があると主張し、より複雑な数学に基づいた代替の暗号化方式を推奨しています。これらの代替手段は、導入に時間がかかる場合がありますが、より強力なセキュリティを保証できます。
参考文献
- 多くの大手企業が依存している暗号化には深刻な欠陥があります。（2017年10月）Engadget
- Leonard Adleman。全米発明家殿堂。
- 暗号チャレンジで新記録を樹立しました。（2020年3月、Phys.Org
- 長年の攻撃にもかかわらず機密情報を守り続けるRSA、その創設者らが称賛されています。（2003年6月。）SIAM News。
- RSAにおける暗号化パディング。（2009年1月）科学ブログ。
- RSA暗号化：インターネットのセキュリティを維持する。（2014年3月）米国数学会大学院生ブログ。
- RSAアルゴリズムによる公開鍵暗号化。Steyerbrains.at。
- 公開鍵暗号とRSAの歴史を理解する。（2012年2月）。SecurityWeek
- RSAの使用は今すぐやめるべきです。(2019年7月)Trail of Bits
