データ暗号化の主要技術とは？代表的な暗号化方式を徹底解説

はじめに

データ暗号化には、目的や用途に応じてさまざまな技術が存在します。本記事では、代表的な暗号化アルゴリズムであるDES、Triple DES、RSA、AES、TwoFish、さらにSSLやエンドツーエンド暗号化について、それぞれの特徴と仕組みを詳しく解説します。

DES（Data Encryption Standard）

DESは「Data Encryption Standard（データ暗号化標準）」の略称で、1970年代初頭にIBMによって開発された暗号化アルゴリズムです。64ビット単位の平文ブロックを受け取り、64ビットの鍵を使用して暗号文へと変換します。暗号化と復号には同じ鍵が必要となる、共通鍵（対称鍵）暗号方式です。

ただし、DESの実効鍵長は56ビットしかなく、現在のセキュリティ基準では脆弱であるとされています。そのため、今日の多くの暗号化ベースのアプリケーションを保護するには不十分とされます。

Triple DES（3DES）

Triple DESは「TDES」とも呼ばれる共通鍵ブロック暗号です。固定長のビットブロックごとに、同じ鍵を使って情報の暗号化・復号を行います。「Triple（三重）」の名の通り、暗号化の際にDES暗号を3回適用することから、この名称が付けられています。

RSA

RSAは「Rivest–Shamir–Adleman」の頭文字で、1977年にこの暗号システムを開発した3人のコンピュータ科学者の名前に由来します。通信中のデータを暗号化するために考案された公開鍵暗号方式であり、鍵長の柔軟性などから、非対称暗号の中で最も広く採用されている方式の一つです。

RSAの公開鍵は、「2つの非常に大きな素数」と「それらを組み合わせたもう1つの数値」という3つの値に基づいており、これにより通信中のデータを保護します。

AES（Advanced Encryption Standard）

AESは、デジタルデータを保護するために使用される比較的新しい暗号化アルゴリズムです。AESは反復型の共通鍵ブロック暗号であり、128ビット、192ビット、256ビットの鍵長に対応し、128ビット（16バイト）単位のブロックでデータの暗号化・復号を行います。

公開鍵暗号が複数の鍵セットを使用するのに対し、共通鍵暗号は暗号化と復号に同一の鍵を使用します。AESはDESに代わる事実上の標準（デファクトスタンダード）として、あらゆる形式の電子データの暗号化に広く普及しています。

AESで暗号化されたデータは、256ビットのすべての鍵を総当たり（ブルートフォース攻撃）で検索しない限り解読できないとされ、既知の暗号解読攻撃に対して極めて高い耐性を誇ります。

TwoFish

TwoFishはソフトウェアとハードウェアの両方で利用できる暗号化アルゴリズムで、最大256ビットの鍵長に対応しながら、最も高速な暗号化アルゴリズムの一つに数えられます。また、この共通鍵暗号は無償で利用でき、特許も取得されていないため、自由に実装できる点も大きな魅力です。

SSLによる暗号化

Secure Sockets Layer（SSL）は、多くの正規のウェブサイトに導入されているセキュリティ機能で、通信中（転送中）のデータを暗号化します。ただし、保存時（静止時）のデータは暗号化されません。SSL技術の有無にかかわらず、ディスクに書き込まれるデータは一定期間、暗号化された状態で保管することが重要です。

エンドツーエンド暗号化（E2EE）

エンドツーエンド暗号化（E2EE）とは、鍵を保有する通信当事者である2人のユーザーだけがメッセージを復号できる仕組みのことです。この方式では、サービス提供者でさえも、エンドツーエンドで暗号化されたデータにアクセスすることはできません。