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古典暗号と量子暗号の違いを徹底解説|仕組み・特徴・通信範囲の比較

暗号技術(クリプトグラフィー)は、送信側で行う「暗号化」と、受信側で行う「復号」という2つのプロセスによって成り立っています。その目的は、公衆ネットワークなどの開かれた環境において、送信者と受信者の二者間だけでメッセージを安全にやり取りし、第三者が内容を盗み見たり理解したりできないようにすることです。

暗号化・復号の方式の違いにより、暗号技術は「古典暗号」と「量子暗号」に大別できます。以下の表に、両者の主な違いを5つの観点から整理しました。

古典暗号と量子暗号の比較一覧表

番号項目古典暗号量子暗号
1基礎となる原理数学的な計算(計算量の困難性)に基づいて暗号化・復号を行う。量子力学の原理に基づいて暗号化・復号を行う。
2複雑さ数学的計算に基づくため仕組みは比較的シンプルで、現在もっとも広く実用化されている。物理学(量子力学)に基づくため、より高度で複雑な技術・設備が必要。
3デジタル署名デジタル署名に対応している。デジタル署名には対応していない。
4ビット保持2つのnビット列を保持できる。1つのnビット列のみを保持する。
5通信距離数百万マイル規模の超長距離通信が可能。通信距離は最大10マイル(約16km)程度に制限される。

まとめ

古典暗号は、RSAやAESに代表されるように、大きな数の素因数分解などの計算の困難さを安全性の根拠とする従来型の技術で、インターネット通信をはじめ幅広い分野で利用されています。一方の量子暗号は、量子鍵配送(QKD)などに見られるように、盗聴行為が物理的に検知できるという量子力学特有の性質を活かした次世代技術です。

ただし、量子暗号は現時点では通信距離の制約や専用設備のコストといった課題があり、実用化は金融機関や官公庁などの特定分野に限られています。両者の特性を正しく理解し、用途や求められるセキュリティレベルに応じて使い分けることが重要です。

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