令和7年度秋期 情報処理安全確保支援士 午前Ⅱ 問9

「どんなスーパーコンピュータでも絶対に解けない」最強の暗号

「情報理論的安全性」は、攻撃者が無限の計算パワーを持っていても、理論上絶対に破れない性質のこと。これを満たせるのは、使い捨てで平文と同じ長さの乱数鍵を使う「ワンタイムパッド」だけなんだ。

この問題で問われていること

「解くのにめちゃくちゃ時間がかかる（計算量的安全性）」暗号と、「理論上絶対に破ることができない（情報理論的安全性）」暗号の2種類をしっかり区別してね。

情報理論的安全性

攻撃者が無限の計算資源を持っても秘密が漏れない安全性を指します。代表例としては、鍵が完全乱数で、平文と同じ長さで、一度しか使わない方式がある。

計算量依存の安全性: RSA / ECC / DH
無条件安全: 完全乱数鍵 + 同長 + 使い切り

確認ポイント

• 公開鍵暗号や鍵共有は、通常は計算困難性を前提にしている。
• 鍵の条件が厳しいが、理論上の秘匿性が成立する方式を思い出す。
• “情報理論的” という語が、計算時間の長短ではない点に注意する。

正解

エ

解説

ワンタイムパッドは、平文と同じ長さの真にランダムな鍵を1回限り使うことで、情報理論的安全性を実現する暗号方式です。

正答

正解はワンタイムパッドです。ワンタイムパッドは、平文と同じ長さの真にランダムな鍵を1回限り使用することで、情報理論的安全性を実現する暗号方式です。

他方式との違い

情報理論的安全性とは、攻撃者の計算能力に依存せず、理論上解読できない安全性を指します。一方、RSA、楕円曲線暗号、Diffie-Hellman鍵共有などは、素因数分解問題や離散対数問題の計算の難しさを安全性の根拠としており、計算量的安全性に基づく。

整理

したがって、情報理論的安全性に基づく暗号技術はワンタイムパッドです。

選択肢ア

DH鍵共有は間違いだよ。これは暗号文を作る方式というより、離れた相手と『同じ合鍵をこっそり作るための手順』なんだ。泥棒に会話を聞かれてもすぐには合鍵を作れないけど、数学的に解けないことが前提なので、理論上絶対に破られない暗号とはいえないよ。

選択肢イ

RSA暗号は間違いだよ。RSAは『大きな数を素因数分解するのは大変』という難しさを使った暗号なんだ。金庫の番号を逆算するのが現実的にすごく難しい、というタイプであって、計算力が無限にあっても絶対安全、という仕組みではないよ。

選択肢ウ

楕円曲線暗号は間違いだよ。これは少ない鍵の長さでも強い安全性を出せる便利な方式だけど、安全性は『楕円曲線上の計算を逆向きに解くのが難しい』ことに頼っているんだ。つまり、頑丈な金庫ではあるけれど、理論上まったく情報が漏れない方式ではないよ。

選択肢エ（正解）

ワンタイムパッドが正解だよ。完全にランダムな鍵を、本文と同じ長さだけ用意して、しかも一度だけ使う方式なんだ。たとえるなら、毎回まったく新しい使い捨ての合鍵で手紙を隠す感じ。条件を守れば、暗号文だけを見ても元の文を絞り込めないので、理論的に解読不能といえるよ。

学習のポイント

情報理論的安全性と計算量的安全性の違いを押さえ、ワンタイムパッドだけが前者に当たることを区別する。