暗号化とは、敵対者と呼ばれる第三者がいる場合に安全な通信を行うための技術の実践と研究です。その主な目的は、メッセージまたはデータのプライバシー、認証、整合性、および否認不可性を確保することです。
暗号技術は、文字そのものと同じくらい古いものです。当初は、メッセージの内容を意図した受信者だけが理解できるようにするために使用されていました。古代エジプト人、ギリシャ人、ローマ人は暗号技術を開発し、使用していました。よく知られている例としては、シーザー暗号があります。これは、平文の各文字をアルファベットの特定の位置だけ下方にずらす置換暗号です。
暗号化アルゴリズムには主に 2 つのカテゴリがあります。
暗号化とは、平文を暗号文に変換するプロセスです。暗号文は、キーの所有者以外には読み取れません。復号化はその逆のプロセスで、暗号文を読み取り可能な平文に戻します。この数学的関係は次のように表すことができます。
公開鍵インフラストラクチャは、デジタル証明書と公開鍵暗号化を管理するためのフレームワークです。これにより、インターネットなどのセキュリティ保護されていないパブリック ネットワークのユーザーは、安全かつプライベートにデータを交換できるようになります。
ハッシュ関数は、任意のサイズの入力データから固定サイズのバイト文字列 (ハッシュと呼ばれる) を生成する暗号化アルゴリズムの一種です。データの整合性を確保するために使用されます。よく知られている例としては、ビットコイン マイニングで使用される SHA-256 アルゴリズムがあります。
デジタル署名は、デジタル通信または文書の出所と整合性を保証する暗号化技術です。デジタル署名は秘密鍵を使用して生成され、対応する公開鍵を持つ人なら誰でも検証できます。
暗号解読は、情報システムを分析してシステムの隠れた側面を理解する研究です。暗号セキュリティ システムを破り、暗号化されたメッセージの内容にアクセスするために使用されます。
暗号化には、機密通信のセキュリティ保護、ストレージ デバイス上の情報の保護、Web およびネットワーク セキュリティの強化、電子金融取引のセキュリティ保護、デジタル署名と証明書の整合性と信頼性の確保など、幅広い用途があります。
量子コンピューティングなどの計算能力の進歩により、現在の暗号化技術は新たな課題に直面しています。暗号学者は、量子コンピューターの計算能力に耐えられる新しいアルゴリズムの開発に積極的に取り組んでいます。
