ハッシュと暗号化の違いとは？仕組みをわかりやすく解説

デジタル空間を行き交うデータの多くは、私たちの目に見えないところで変換・符号化されています。あらゆるコンピューティングデバイスにおいて重要な役割を果たす暗号技術として、「ハッシュ」と「暗号化」の2つが挙げられます。

しかし、これら2つの処理は具体的にどのように機能するのでしょうか？そして、ハッシュと暗号化はどのような点で異なるのでしょうか？本記事では、両者の仕組みと違いをわかりやすく解説します。

ハッシュとは？

ハッシュとは、一方向性の暗号プロセスであり、与えられたキー（文字列）をまったく別の値へと変換する処理のことです。

ハッシュが行われる理由はいくつかあります。まず第一に、さまざまなデータ入力の真正性を検証するためです。さらに、認証システムの中でハッシュを活用すれば、機密性の高いデータがデバイス上に平文のまま保存されることを防ぐことができます。

ハッシュ処理には「ハッシュ関数」が必要です。ハッシュ関数にはさまざまな形式がありますが、一般的には任意のサイズのデータを固定長の値へマッピングするために用いられます。これはハッシュを実現するために不可欠な数学的アルゴリズムであり、バラバラのデータを決められたテーブルや類似のデータ構造へと収める役割を担います。

ハッシュ処理の結果として得られるものは「ハッシュ値」と呼ばれます。ハッシュ値は通常、元のデータより短い文字列で構成されており、その内容は使用されるハッシュ関数によって決まります。

ハッシュは一方向であるため、完全に不可逆です。つまり、一度ハッシュ化されたデータを元の形式に戻すことはできません。このため、パスワードなどの情報をそのまま保存する用途には向いておらず、むしろ文書やファイルの改ざん検知・整合性の検証に適しています。

また、ブロックチェーンでもセキュリティ確保の目的でハッシュが活用されています。ハッシュの生成により、攻撃者がネットワークへ侵入して被害をもたらすことは事実上不可能になっています。

では、暗号化についても同じことが言えるのでしょうか？それとも、ハッシュとは大きく異なるのでしょうか？

暗号化とは？

「暗号化」という言葉は、VPNサービス提供企業がインターネット通信の保護方法を説明する際によく使うため、耳にしたことがある方も多いでしょう。しかし、暗号化の用途はVPNにとどまらず、非常に幅広い分野に及んでいます。自分の機密情報がどのように扱われているのかを把握するためにも、その仕組みを理解しておくことが重要です。

実は、あなた自身も気づかないうちに、すでに暗号化を日常的に利用しているのです。

暗号化は双方向の暗号プロセスであり、データをスクランブル（撹乱）して、許可された当事者以外には判読できない状態にします。データは平文から暗号文へと変換され、悪意ある第三者による不正利用から守られます。

もちろん、個人ユーザーが自分のデータを安全に保つために、自ら暗号化を行うことも可能です。

暗号化は可逆的な処理であるため、暗号化されたデータへのアクセスを許可された当事者は、暗号鍵（数学的アルゴリズムであるバイナリキー）を使ってデータを平文へと復号できます。

ハッシュと同様、暗号化にもデータを撹乱するためのアルゴリズムが必要です。暗号化には強度のレベルがあり、それぞれビットサイズが異なります。ハッカーの手法が高度化するにつれて、解読を困難にするためにより多くのビット数が求められるようになっています。

かつては40ビット程度だった暗号化も、現在では標準的な処理のほとんどで128ビットが採用され、政府機関では256ビット暗号が使われる傾向にあります。さらに、状況に応じてハイブリッド暗号、共通鍵暗号、公開鍵暗号など、複数の種類の暗号方式を使い分けることもできます。

たとえば公開鍵暗号では、1つの鍵を秘密1つの鍵を秘密鍵として厳重に管理し、もう1つを公開鍵として広く配布します。この方式は「非対称暗号」とも呼ばれます。公開鍵で暗号化されたデータは秘密鍵でのみ復号でき、逆に秘密鍵で暗号化されたデータは公開鍵でのみ復号できるという仕組みです。

この種の暗号化は、HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）にも採用されており、オンラインブラウジングのセキュリティレベルを大きく高めています。

ハッシュと暗号化はコンピューティングに不可欠な存在

ハッシュと暗号化は、可逆性や用途など多くの点で異なりますが、どちらも私たちが日々使うテクノロジーデバイスやシステムの動作に欠かせない基盤技術です。パスワードの保護であれ、ネットワークの安全確保であれ、ハッシュと暗号化は数十年にわたりデジタルセキュリティを陰で支えてきた重要なプロトコルであり、今後もその役割は続いていくでしょう。