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暗号化 07-19-2019

暗号化と暗号の解読 - 終わりのない戦い

デジサート

纪元前3,000年から现在にいたるまで、机密性の高い情报を暗号化し、またその暗号を解読するために、さまざまな手法が使われてきました。一方、インターネットが拡大を続けるなか、そこで日々やり取りされる机密性の高い情报の量も増大しています。それゆえ、日常の情报セキュリティを支える暗号化アルゴリズムの重要性は高まるばかりです。

暗号と暗号化技术の歴史には、人を惹きつけてやまないところがあります。それは、暗号の作成者と暗号の解読者のあいだで交わされる果てしない戦いの歴史です。そこでは、暗号化アルゴリズムの开発サイクルが絶えず繰り返され続けており、その分だけ既存の暗号化アルゴリズムを解読する试みもなされています。そしてさらにそれを追うようにして、解読されたアルゴリズムに代わる新たな暗号化アルゴリズムが生み出されているのです。

戦いは今も続いていますが、現在では、鍵の強度を高め続けることがより重視されるようになっています。そのため、既存の鍵がハッキングされ解読されようとしているなかで、あるいは、鍵の脆弱性の存在が見えつつある状況において、すでに新しい鍵の準備は終わっており、鍵は出番を待っているのです。ところで、RSAという鍵のアルゴリズムがありますが、日常生活のなかでインターネットにある程度の時間アクセスしていれば、このアルゴリズムに遭遇します。RSAアルゴリズムの影響はいたるところで確認できます。RSAアルゴリズムは1977年に、Ron Rivest、Adi Shamir、Len Adlemanによって公開されました。公開以降、このRSAでは、多くの変更が行われています。あるアルゴリズムが解読されると、または、解読されようとしている状況で、代わりの新しいアルゴリズムが用意されてきたのです。しかしコンピューターの処理能力が向上した結果、次世代のRSAアルゴリズムさえも、解読されるおそれが高くなってきたのです。毎度のことながら、解読されるのは時間の問題に過ぎません。

暗号化の歴史における过去の重大な出来事

サイバー犯罪との戦いにおいて次に何が起きるのか、どんな大きな変化が待ち构えているのかを详しく把握するために、暗号化の歴史における过去の重要な出来事のいくつかを振り返ってみましょう。

现在知られている最古の暗号は古代エジプトのモニュメントに记されたヒエログリフ(古代エジプト文字)であるとされており、それは、5,000年以上前に刻まれたと言われています。19世纪になってようやく、この暗号は解読可能なものと考えられるようになりました。ここで歴史が语っていることがあるとすれば、それは、セキュリティの世界においては永久に侵すことのできないままになっている领域は何1つ存在しないという事実です。

シーザーの暗号
紀元前1世紀になると、シーザーの暗号という名の暗号が登場します。非常に有名な暗号化手法の1つで、ローマ皇帝のユリウス?シーザーは頻繁にこれを使用していました。この暗号は、元のアルファベットの文字を一定の数だけ後にずらして作成します。これは、シフト暗号とも呼ばれており、ずらした文字数は、メッセージを送る人と受け取る人だけが知っています。ただしシフト数は最大でも26しかないので、それらをすべて試せば簡単に暗号を解読できてしまいます。ランダムシフトの技術が利用できる場合は、「26x25x24x … = 400000000000000000000000000!」といった具合に文字の置き換えの組み合わせを効果的に増やすことが可能であるため、メッセージの解読をとても難しくすることができます。

シーザーの暗号は、一定のルールに従って文字の配列を置き换える换字式暗号の暗号化手法をベースにしています。これは歴史上最も広く使用された暗号化システムです。ただし、频度分析を使えば、换字式暗号はどれも解読が可能です。この分析では、言语パラメータを组み込んで、文字の出现频度をもとに暗号化される前の文字を推测します。

戦争が理由で必要になった强固な暗号化の仕组み

第一次世界大戦の勃発を期に最新の通信システムが开発され、机密情报の秘匿性を确保する必要が生じた结果、暗号化と暗号の解読の技术が急速に进歩します。机械式暗号机の出现により、最も复雑な暗号でさえも解読できる可能性が高まり、同时に、より复雑な暗号化の手法を开発することも可能になりました。そして过去のあらゆる世代を通じて最も人々の関心を集めた暗号が登场するのです。ドイツンのエニグマ机による强力な暗号です。

エニグマ机による暗号

1918年にドイツのエンジニア、Arthur Scherbiusが発明したエニグマ机による暗号は、複式置換え法による換字式暗号化をその特徴としていました。この装置には、アルファベット26文字が刻まれた「スクランブラー」と呼ばれる複数のローターと、プラグボードが1つ搭載されています。エニグマ機はあるアルファベットを文字単位で別のアルファベットに変換することができました。キーボードで文字を1文字打ち込むごとにスクランブラーが1目盛り回転する仕組みになっており、暗号化も復号も1つの鍵で簡単にできますが、鍵は入力した文字ごとに変更されます。

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ドイツの侵略の胁威にさらされていたポーランドは「叠辞尘产别」と呼ばれる独自の暗号解読装置を作り出します。しかし、エニグマには次々と改良が加えられ、エニグマの生成する暗号のパターンも増え続けていったため、ポーランドがこのまま暗号解読の作业を続けても成果は期待できなくなりました。1939年、第二次世界大戦が始まる2週间前に、ポーランドは调査の结果と暗号解読の作业をイギリスに引き渡します。この情报をもとにイギリスは最终的にドイツ军のエニグマの利用パターンを突き止め、エニグマの暗号は解読されることになるのです。

秘密にされた解読の成果
コンピューターサイエンスと人工知能の父として知られるアラン?チューリングは、现代のコンピューターの先駆けとなる电気机械式の「叠辞尘产别蝉」という巨大な装置を作り出します。ブレッチリー?パークの谍报基地でエニグマの暗号の解読にあたり大きな戦果あげた鲍濒迟谤补と呼ばれるチームにとって、叠辞尘产别蝉の存在は欠かせないものでした。ドイツの动きやドイツの军事作戦に関する通信の内容を解読して得られた情报は1938年の终わりから45年の终戦まで、连合军にとって重要な情报源であり続けます。この画期的な成果は最高机密として扱われたため外部に漏れず、ドイツは完全にエニグマを信頼して终戦まで使い続けたのです。エニグマの暗号を解読できていたという事実は1974年まで公にされませんでした。

まとめ

第二次世界大戦以降、暗号の作成者と暗号の解読者が使用するツールは、机械的な装置から刻々と処理能力を増すコンピューターへと移行していきます。インターネットの成长や、パソコンとスマートフォンの普及に伴い、日々の情报セキュリティの重要性は高まるばかりです。もはや军事的な観点や行政机関の観点だけの话ではなくなっています。そしてその结果、我々はまた、终わりのない戦いの场に戻ることになるのです。今度の相手はサイバー犯罪者です。そこで相手に一歩先んじるためには、そのためにできることを理解しなければなりません。里にはどんな障害が新たに待ち构えているのか知る必要があるのです。

原文はこちら

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