楕円曲線暗号とは

だえんきょくせんあんごう

有限体の上の楕円曲線の点の演算を使う公開鍵暗号の総称。曲線上の点Gを秘密の整数k倍した点 kG から k を求める問題(楕円曲線上の離散対数問題)の難しさに安全性の根拠を置く。同じ安全性ならRSA暗号よりずっと短い鍵で済み、256ビットの鍵で、RSA暗号の3072ビットと同程度(128ビット相当)の安全性の目安とされる。鍵交換のECDH・ECDHEや、署名のECDSA・EdDSAに使われ、曲線にはP-256やCurve25519などが広く使われる。ショアのアルゴリズムで破られるため、耐量子計算機暗号への移行の対象になる。

「楕円曲線暗号」は、2分野の4問の練習問題に出てきます(暗号技術の基礎と応用, 量子コンピュータのハードウェアなど)。

この用語の分野: 暗号技術の基礎と応用

楕円曲線暗号の練習問題に挑戦

NIST SP 800-57 の表で、128ビットの共通鍵暗号(AES-128)と同程度の安全性の目安とされる、RSA暗号の鍵長(n のビット数)と楕円曲線暗号の鍵長の組み合わせはどれか。

  1. ARSA暗号は約128ビット、楕円曲線暗号は約128ビット
  2. BRSA暗号は約2048ビット、楕円曲線暗号は約128ビット
  3. CRSA暗号は約3072ビット、楕円曲線暗号は約256ビット
答えと解説を見る

正解:C. RSA暗号は約3072ビット、楕円曲線暗号は約256ビット

公開鍵暗号は、同じ安全性を得るのに、共通鍵暗号より長い鍵が必要です。NIST SP 800-57 Part 1 の表では、128ビット相当の安全性の目安として、RSA暗号は3072ビット、楕円曲線暗号は256〜383ビットとされています。楕円曲線暗号では、知られている最良の攻撃に鍵長の半分のビット数程度の手間がかかるので、鍵長は安全性のビット数の約2倍で済み、RSA暗号よりずっと短い鍵で同じ安全性が得られます。RSA暗号の2048ビットは、112ビット相当の目安です。

ECDSAのデジタル署名では、署名ごとに秘密の乱数 k を使う。k の扱いについての説明として、正しいものはどれか。

  1. Ak は署名に含めて公開するので、同じ値を何度使っても安全性に影響しない
  2. B異なるメッセージの署名に同じ k を使うと、2つの署名から秘密鍵を計算されてしまう
  3. Ck が予測できる値でも、秘密鍵そのものが漏れない限り、署名を偽造されるおそれはない
答えと解説を見る

正解:B. 異なるメッセージの署名に同じ k を使うと、2つの署名から秘密鍵を計算されてしまう

ECDSAの署名 (r, s) は、k、メッセージのハッシュ値、秘密鍵から計算されます。同じ k で2つのメッセージに署名すると、2つの s の式から k を消去でき、k と秘密鍵が求まります。k の一部のビットが偏っていたり予測できたりするだけでも、多数の署名から秘密鍵が求められることが知られています。そのため、質のよい乱数を使うか、RFC 6979のように、秘密鍵とメッセージから k を決定的に作る方法が使われます。

解説の中の「楕円曲線暗号」

「楕円曲線暗号」が出てくる問題(4問)

  1. NIST SP 800-57 の表で、128ビットの共通鍵暗号(AES-128)と同程度の安全性の目安とされる、RSA暗号の鍵長(n のビット数)と楕円曲線暗号の鍵長の組み合わせはどれか。
  2. ECDSAのデジタル署名では、署名ごとに秘密の乱数 k を使う。k の扱いについての説明として、正しいものはどれか。
  3. 大規模な誤り耐性量子コンピュータが実現したとき、ショアのアルゴリズムによって安全性が大きく損なわれると考えられている暗号はどれか。
  4. 耐量子計算機暗号(ポスト量子暗号、PQC)の説明として正しいものはどれか。

暗号技術の基礎と応用の参考書を探す PR

Amazonの検索結果へのリンクです。Amazonのアソシエイトとして、半導体教室は適格販売により収入を得ています。

この用語が出てくる比較

関連する用語

RSA暗号 共通鍵暗号 ショアのアルゴリズム 公開鍵暗号 デジタル署名 AES 耐量子計算機暗号 ハッシュ関数 ML-KEM 暗号利用モード

用語集の一覧へ