情報セキュリティにおけるMACとハッシュ関数の違いとは？仕組みと用途を徹底解説

MAC（メッセージ認証コード）とは

MAC（Message Authentication Code：メッセージ認証コード）は「タグ」とも呼ばれ、メッセージの送信元やその特性を認証するために使用される仕組みです。ネットワークを通じて送信された情報や、人から人へ受け渡される情報の正当性を確認するためには、認証暗号技術が不可欠となります。

MACは、鍵付きの安全なハッシュ関数をメッセージに適用することで生成されます。これによりメッセージの完全性（インテグリティ）が保証され、MACで保護されたメッセージが改ざんされた場合でも、メッセージ内に含まれるMACと再計算したMACを比較することで検出することが可能です。

メッセージ認証コードは、一般的にあらゆる種類の金融口座の開設において重要な役割を果たします。銀行、証券会社、信託機関、さらにはオンラインアクセスを提供する預金・投資・保険機関などがこれらのコードを活用しており、金融暗号技術の中核を担う要素となっています。

MACは「鍵付きハッシュ（keyed hash）」とも呼ばれます。ただし、MACが必ずしもハッシュ関数から生成されるとは限りません。HMACやKMACは基本的なハッシュ関数に基づく鍵付きハッシュですが、AES-CMACはその名の通りAESブロック暗号に基づく方式です。

メッセージ認証コードも一方向性を持ちますが、MAC値を生成するには鍵とメッセージの両方を把握している必要があります。この特性により、デジタル署名における一方向ハッシュと同様に、メッセージの完全性と真正性の両方を保証するために利用できます。

なお、通信相手がMACを検証するには、当然ながら同じ（すなわち対称的な）鍵が必要です。これは相手側も自身で認証タグを生成できることを意味するため、検証を行う当事者間には一定レベルの信頼関係が求められます。

ハッシュ関数とは

一方向ハッシュ関数とは、計算を実行しても入力メッセージに関するいかなる情報も復元できない関数のことです。一般に一方向ハッシュ関数は「暗号学的に安全なハッシュ関数」として知られており、具体的な例としてはSHA-256やSHA-512などのSHA-2系の派生関数、さらに次世代規格として登場したSHA-3ファミリーなどが挙げられます。

MD5やSHA-1も一方向ハッシュ関数の一種ですが、ハッシュ衝突（コリジョン）が現実的に生成可能であることが判明したため、現在では安全なアルゴリズムとはみなされていません。ハッシュ関数はメッセージの完全性と真正性をサポートするために使用できますが、そのハッシュ値自体が信頼できるものであるという前提条件があります。

この前提が崩れると、攻撃者は別のメッセージに対するハッシュを作成し、それを使って元の正しいハッシュを差し替えることができてしまいます。こうした信頼性は、秘密鍵を用いた計算（デジタル署名）によって担保できます。また別の方法として、ハッシュ値を信頼できるサイトに事前に保存しておき、ミラーサイトに配置されたファイルの完全性を後から検証できるようにする運用もあります。

MACとハッシュ関数の主な違い

• 鍵の有無： ハッシュ関数は鍵を使用せず誰でも計算できますが、MACは送受信者間で共有された秘密鍵を使用します。
• 提供する機能： ハッシュ関数は主にデータの完全性確認に用いられる一方、MACは完全性に加えて送信元の認証（真正性）も実現します。
• 検証の条件： ハッシュ値は誰でも再計算して比較できますが、MACの検証には同じ秘密鍵を持つ当事者である必要があります。

このように、両者は似た役割を持ちながらも、鍵の使用によって得られるセキュリティの強度と適用場面が異なります。用途に応じて適切に使い分けることが、安全な情報システムの構築につながります。