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暗号化アルゴリズムとは?暗号化するメリットと注意点、主な方法をそれぞれ解説

「暗号化アルゴリズムとは?暗号化するメリット・注意点を知りたい」という疑問がある方もいるでしょう。

暗号化アルゴリズムとは、データの暗号化処理における手順や規則のことです。

暗号化技術を適切に活用することで、ネットワーク通信の保護やデータの秘匿、ファイルの持ち出し管理が実現します。

しかし、暗号化をする際には注意点が一部存在し、暗号化をしたからといって100%安全とは言い切れません。

本記事では、暗号化アルゴリズムの仕組みやメリット、注意点、暗号化する方法について解説します。

目次

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  1. 暗号化アルゴリズムとは
  2. 暗号化の仕組み
  3. 暗号化に用いるアルゴリズムの種類
  4. 共通鍵暗号方式
  5. 公開鍵暗号方式
  6. ハイブリッド暗号方式
  7. 暗号アルゴリズムの暗号強度を決める要因
  8. 暗号化とハッシュ化の違い
  9. 適切なアルゴリズムで暗号化するメリット
  10. ネットワーク通信を保護できる
  11. データを秘匿できる
  12. ファイルの持ち出しを管理できる
  13. 通信・データを暗号化する際の注意点
  14. 暗号化・復号化の作業に時間がかる
  15. パスワードを紛失すると復元が難しくなる
  16. 暗号化を過信してはいけない
  17. データやファイルを暗号化する主な方法
  18. 暗号化ソフトを使用する
  19. クラウドサービスを利用する
  20. WindowsEFSを用いる
  21. 電子書面や契約データの暗号化なら電子印鑑GMOサインにお任せ
  22. まとめ

暗号化アルゴリズムとは

暗号化アルゴリズムとは、データの暗号化処理における手順や規則のことです。

例えば、「HELLO」というデータを暗号化して「KHOOR」にする場合、「アルファベット順に3つ後ろにずらす」というアルゴリズムが適用されています。

この技術を活用することにより、情報を安全に保管・転送できるようになります。

データの機密性を保ちながら、不正アクセスや情報漏洩から守るためには、暗号化アルゴリズムの選定と適用が非常に重要です。

また、さまざまな種類のアルゴリズムが存在するため、使用する情報の種類や保護レベルに応じて最適なものを選択する必要があります。

暗号化の仕組み

データを一定のルールに基づいて変換し、第三者に解読されない形にすることが暗号化の基本的な仕組みです。

この変換プロセスには、暗号化の鍵とアルゴリズムが一般的に使用されます。

鍵はデータを暗号化・復号化するための情報であり、アルゴリズムはその処理の手順を定めたものです。

例えば、公開鍵暗号方式では公開鍵でデータを暗号化し、秘密鍵でデータを復号化します。

この場合、暗号化されたデータは適切な鍵を持たない限り、内容を解読することは極めて困難です。

このような変換プロセスを取ることにより、送信される情報の機密性が確保され、安全な通信を実現します。

【関連記事】暗号化とは?主な方式の種類や暗号化・復号化の仕組み、やり方について解説

暗号化に用いるアルゴリズムの種類

暗号化にはさまざまなアルゴリズムが存在します。データの機密性を保護するためには、適切な暗号化技術を選択することが重要です。

本項では、暗号化に用いる主要なアルゴリズムを3つ紹介します。

  1. 共通鍵暗号方式
  2. 公開鍵暗号方式
  3. ハイブリッド暗号方式

これらの方式は、使用される鍵の性質と暗号化の目的によって異なります。

共通鍵暗号方式

共通鍵暗号方式では、送信者と受信者の両方が同じ鍵を共有してデータを暗号化・復号化します。

この方式の最大の利点は、処理速度が速いことです。特に大量のデータを迅速に暗号化する場合に適しています。

しかし、鍵の配送が大きな課題となります。鍵を安全に交換する必要があり、そのためには追加のセキュリティ対策が求められるのです。

公開鍵暗号方式

公開鍵暗号方式では、2つの異なる鍵を活用してデータの安全性を確保します。

具体的には、送信者が公開鍵でデータを暗号化し、受信者が秘密鍵で復号化する仕組みです。

この方式の特徴は、鍵の漏洩リスクが低い点にあり、共通鍵暗号方式よりも安全にデータを送受信できます。

そのため、セキュリティが非常に重要視される通信において推奨される方法です。

しかし、より複雑な暗号化・復号化を行うことから、共通鍵暗号方式に比べて処理速度は遅くなります。

ハイブリッド暗号方式

ハイブリッド暗号方式は、共通鍵と公開鍵の両方を組み合わせた暗号方式です。

具体的には、送付したいデータを処理速度が速い共通鍵暗号方式で暗号化し、暗号化に使用した公開鍵を公開鍵暗号方式で暗号化します。

暗号化したデータを相手に送付した後、受信者は自分の鍵を使って共通鍵を復号化し、その共通鍵で目的のデータを復号化する仕組みです。

この方式の利点は、通信の安全性と効率性を両立できる点にあります。ハイブリッド暗号方式の代表例としては、HTTPS通信が挙げられます。

暗号アルゴリズムの暗号強度を決める要因

暗号強度とは、暗号化されたデータが解読されることなく、その安全性を保つ能力のことです。

暗号強度を決める主な要因は、パスワードと同様に鍵の長さにあります。

鍵が長ければ長いほど、解読に必要な時間は増加し、その結果として暗号の安全性が高まります。

例えば、鍵の長さが2進数128ビットの場合、「2の128乗=約340京通り」となりますが、これを256ビットに増やすと「2の256乗=115不可思議通り」となり、解読に必要な時間と計算量が飛躍的に増加し、暗号の安全性がさらに高まるのです。

ただし、アルゴリズムの設計によっては、少ないビット数であっても解読が難しいものも存在します。

鍵の長さだけでなく、使用されるアルゴリズムの種類によっても、暗号の安全性は大きく変わることがあります。

したがって、暗号化の目的に応じて鍵の長さと適切なアルゴリズムを選択することが、情報セキュリティを確保する上で非常に重要です。

暗号化とハッシュ化の違い

暗号化とハッシュ化は、情報セキュリティにおいて重要な技術でありながら、その目的と機能には大きな違いがあります。

暗号化は、元のデータを特定の鍵を用いて変換し、権限を持つ者のみがそのデータを復元できるようにする仕組みです。

これに対し、ハッシュ化は一方向の変換を行い、一度変換されたデータを元の状態に戻すことはできません。

一方で、同一データのハッシュ値は常に同様のものが生成されるため、この特性を活かして比較検討することが可能です。

特にデータの整合性チェックやパスワードの保管に使用されることが多く、データが変更されていないことを確認する際に役立ちます。

▼暗号化とハッシュ化の違い

  • 暗号化:特定鍵で変換し、権限者がデータを復元可能
  • ハッシュ化:一方向性の変換で、一度変換したら元に戻せない

適切なアルゴリズムで暗号化するメリット

適切なアルゴリズムで暗号化することにより、データの機密性を保ち、セキュリティを高めることが可能です。

データ保護のための技術は多岐にわたりますが、その中でも暗号化は最も効果的な手段の1つとされています。

本項では、適切なアルゴリズムで暗号化するメリットを3つ紹介します。

  1. ネットワーク通信を保護できる
  2. データを秘匿できる
  3. ファイルの持ち出しを管理できる

以下、各メリットの詳細を見ていきましょう。

ネットワーク通信を保護できる

通信内容を暗号化することで、盗聴や改ざんを防ぐことができます。

これは、ネットワークを介して送受信される情報が、第三者によって読み取られるリスクを防ぐために重要です。

秘密性の高い情報交換を安全に実行できるため、企業間の重要な取引や個人間のプライバシーに関わる通信も保護されます。

インターネットの普及により情報のやり取りが活発になる中で、暗号化技術はその信頼性を支える基盤となっているのです。

データを秘匿できる

データを秘匿できることも暗号化技術の利点です。

重要なデータを暗号化することにより、第三者による不正アクセスの被害に遭ったとしても、企業や個人のプライバシーを守ることが可能となります。

データベースに保存される情報量が増えるにつれて、その保護の重要性は高まっています。

ファイルの持ち出しを管理できる

暗号化したファイルは特定の条件下でのみアクセスが可能という特性を活かして、データの持ち出しを厳しく管理できます。

例えば、従業員が外部に持ち出すファイルを制限することで、機密情報が不正に流出するリスクを防ぎ、結果として企業全体のセキュリティリスクの軽減に繋がります。

このように暗号化技術は、情報管理の観点からも極めて重要な役割を果たしているのです。

通信・データを暗号化する際の注意点

暗号化技術の活用によってさまざまなメリットが見込めますが、通信・データを暗号化する際には一部注意点が存在します。

ここでは、暗号化する際の3つの注意点をそれぞれ解説します。

  1. 暗号化・復号化の作業に時間がかる
  2. パスワードを紛失すると復元が難しくなる
  3. 暗号化を過信してはいけない

暗号化技術を活用する前に、以下の注意点を押さえておきましょう。

暗号化・復号化の作業に時間がかる

大量のデータを暗号化・復号化する際には、ある程度の時間がかかることがあります。

これは、特に大規模なデータベースやファイルシステムを扱う場合に顕著です。

暗号化処理によってシステムのレスポンスが遅くなる場合、業務の生産性に影響する恐れがあります。

適切なバランスを見つけるためには、セキュリティの強化とシステム性能の維持の間で慎重な検討が必要です。

パスワードを紛失すると復元が難しくなる

暗号化の鍵を紛失すると、データの復元が難しくなるため注意が必要です。

鍵の管理方法には特に注意が必要で、鍵のバックアップや復旧手段に関する計画も考慮する必要があります。

鍵の紛失はデータの永久的な喪失に繋がるため、厳格な管理体制を構築することが求められます。

暗号化を過信してはいけない

暗号化技術は安全性が高いとされていますが、その安全性を過信してはいけません。

暗号化されたデータも、鍵が外部に漏洩すれば意味がなくなります。

そのため、暗号化を過信することなく、複合的なセキュリティ対策を講じることが重要です。

例えば、物理的なセキュリティ対策やネットワークセキュリティ、アクセス制御など、暗号化以外のセキュリティ対策を併用しましょう。

【関連記事】企業が取り組むべきセキュリティ対策とは?重要性や対策内容を解説

データやファイルを暗号化する主な方法

データやファイルを暗号化するための方法は複数存在します。

暗号化方法を選択する際には、利便性とセキュリティのバランスを考慮することが大切です。

以下、暗号化ソフトとクラウドサービス、WindowsEFSの3つに分けて詳しく解説していきます。

暗号化ソフトを使用する

専用の暗号化ソフトを使用すれば、データやファイルを素早く暗号化できます。

具体的には、フリーの圧縮ソフトやサードパーティ製のソフト、有料の専用ソフトなどが該当します。

この方法の利点は、手軽に暗号化を実現できることです。

暗号化ソフトのインストール後、特定のファイルやフォルダを選択するだけで、簡単に暗号化が完了します。

ただし、十分なセキュリティ環境が整っていない暗号化ソフトも存在するため、ソフトウェアを選択する際には注意が必要です。

クラウドサービスを利用する

クラウドサービスにはデータの暗号化機能が備わっていることが多く、外部からのアクセスを安全に管理しながらデータを保護できます。

クラウドサービスを利用して暗号化すれば、サーバーの物理的な管理から解放され、データの暗号化やバックアップを自動で行うことが可能です。

クラウドサービスの主な特徴は、鍵の管理を同時に行ってくれる点にあります。

特にビジネス環境での利用において、安全性と効率性を両立させる有効な手段とされています。

WindowsEFSを用いる

WindowsEFSを活用してファイルやフォルダを暗号化する方法もあります。

この方法で暗号化したファイルやフォルダは、アクセスを許可されたユーザーしか開封できません。

WindowsEFSは無料で使用でき、インストールの手間がかからない点が大きなメリットです。

▼WindowsEFSを使った暗号化の手順

  1. 暗号化したいファイルを右クリックし[プロパティ]を選択
  2. [全般]で[詳細設定]をクリック
  3. [属性の詳細]から[内容を暗号化してデータをセキュリティで保護する]を有効にして[OK]をクリック
  4. [プロパティ]で[適用]をクリック
  5. [暗号化に関する警告]で[ファイルだけを暗号化]を選択し[OK]をクリック
  6. 最後に[OK]をクリック

参考:EFSの仕組みとファイル復元について|Microsoft

WindowsEFSを使った暗号化は、重要な文書やプライベートな情報を持つファイルの保護に適しています。

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画像引用元:電子印鑑GMOサイン

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まとめ

本記事では、暗号化アルゴリズムの仕組みやメリット、注意点、暗号化する方法について解説しました。

暗号化技術を活用することで、データやファイルを安全に保管・転送できるようになります。

暗号化に用いるアルゴリズムには複数の種類が存在し、それぞれ特徴が大きく異なるため、暗号化の目的に応じて選択することが重要です。

電子書面や契約データの暗号化を行いたい方は、「電子印鑑GMOサイン」の利用をご検討ください。

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文責:GMOインターネットグループ株式会社

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