IDEA暗号のラウンド数は？8つのラウンドと各ステップの仕組みを解説

IDEAとは？基本概要

IDEA（International Data Encryption Algorithm：国際データ暗号化アルゴリズム）は、共通鍵方式のブロック暗号です。平文の暗号化と暗号文の復号に同じ鍵を使用できることが最大の特徴で、64ビットのデータブロックを128ビットの鍵で処理する仕様で知られています。

IDEAでは、暗号化側と復号側の双方が同じ秘密鍵を保持している必要があります。これは公開鍵などを用いる非対称暗号方式とは大きく異なる点です。秘密鍵は、暗号化を実行する当事者にとって中核となる情報です。

IDEAは特許を取得しながらも広く利用可能なブロック暗号アルゴリズムであり、送信・保存される情報を第三者による不正アクセスから効果的に保護することを目的として設計されました。

開発の背景と主な用途

IDEAの開発において重視されたのは、厳しいセキュリティ要件にも耐えうる軍事レベルの堅牢性と、ハードウェア・ソフトウェアのいずれでも明確かつ効率的に実装できることでした。こうした特性から、このアルゴリズムは銀行システムや産業分野のさまざまなアプリケーションで広く採用されてきました。

IDEAのラウンド数は「8」

IDEAの暗号化処理は、全部で8つのラウンドで構成されています。各ラウンドでは、4つのデータブロックに対して6つのサブキーを使った一連の演算が実行されます。全体の流れを大まかに示すと以下の通りで、乗算・加算・XOR（排他的論理和）といった数学的操作が組み合わされています。

IDEAの1ラウンドの詳細（全14ステップ）

加算・乗算は「モジュロ演算」である点に注意

各ラウンドで使われる「Add *」「Multiply *」は、単純な足し算・掛け算ではありません。加算は2¹⁶（65,536）を法とする加算、乗算は2¹⁶＋1（65,537）を法とする乗算です。

たとえば通常の加算を行うと、結果が17ビットの数値（例：11111111011000001）になることがあります。しかし、ラウンドの出力として扱えるのは16ビット分だけです。

そこで、この数値（10進数で130,753）を16ビットの数値へ縮小します。具体的には65536で剰余（モジュロ）を取ります。130753 mod 65536 ＝ 65217 となり、これは2進数で1111111011000001に相当する16ビット数値であり、スキーム内にきちんと収まります。

入力ブロック・サブキー・中間出力の対応

入力ブロックはP1〜P4、サブキーはK1〜K6で表されます。この段階の出力はR1〜R4と呼ばれます。C1〜C4としないのは、この時点ではまだ最終的な暗号文ではないためです。R1〜R4は中間出力であり、残りのラウンドや出力変換（Output Transformation）ステップでさらに処理されます。すべてのラウンドが完了した後に最終的な出力変換が施され、そこで初めて最終的な暗号文が得られます。