The Internet: Encryption & Public Keys

インターネット：暗号（あんごう）と公開カギ（こうかいかぎ）

はい、わたしはミラ ギルエプナー。UCバークレー校でコンピュータサイエンスを学び

情報の安全をまもるために、国防省で働いています。

インターネットはオープンでパブリックなシステム。
私たちはみな、回線を共有して、情報をやり取りしています。

オープンシステムだとしても、多くのプライベートなデータをやりとりします。

たとえば、クレジットカードの番号、銀行口座、パスワード、メール。

これらのプライベートな情報は、どのように守られるでしょうか？

暗号（あんごう）によって、データは、まぜられ、おきかえられ、読めなくなり、秘密（ひみつ）にされます。

複合（ふくごう）は、これを元にもどして、読めるようにすることです。

これは、単純なアイデアで、人々は昔からこれを行ってきました。

さいしょの有名な暗号は、「シーザー暗号」です。
シーザーは、ローマの将軍、ジュリアス・シーザーです。

かれは、軍の指令が、敵に読まれないように、暗号を使いました。

シーザー暗号のアルゴリズムは、それぞれの文字を

アルファベット表で、いくつか後の文字に置きかえるものです。

送り手と受け手だけが知っている数を「カギ」と呼びます。

「カギ」をつかって、受け手は秘密のメッセージを開けることができます。

例えば、もとのメッセージが HELLO で、シーザー暗号のカギが5だと、
暗号化されたメッセージは・・・

メッセージの複合は、カギを使って、ぎゃくのことをします。

しかしシーザー暗号には、もんだいがあります。

すべてのカギをためせば、だれでも、かんたんに、
暗号を、やぶることができます。

アルファベットは26文字しかありません。
これは、26通りカギをためせば、複合化できるのです。

たった26通りのカギをためすのは難しくありません。
1～2時間もあれば、じゅうぶんです。

もっと難しくしましょう。すべての文字を同じだけ動かすのではなく、

それぞれを、べつべつの数、動かします。

この例では、10ケタのカギが、それぞれの文字をどれだけ変えるかを表します。

このカギは本当に安全でしょうか？
10ケタの暗号は、10億通りのカギになります。

これは人間には解読できません。数100年かかるでしょう。

しかし今日のコンピュータは、10億通りを試すのに数秒しかかかりません。

現代では、悪い人も、エンピツではなく、コンピュータを使います

かれらに破られない「難しい」暗号メッセージはどのように作るのでしょうか？

ここで「難しい」とは、ふつうの時間では計算がまにあわない、と言うい意味です。

こんにち、安全な通信には、「256ビットのカギ」を使います。
これは、悪い人が、あなたのメッセージを読もうとしても

暗号を破るには、カギの組み合わせが多すぎて、カギをやぶることができないのです

たとえ 100,000 のスーパーコンピュータがあって、

1秒で何億のカギを試すことができても、
すべてのカギを計算するには、何兆もの年数がかかるのです。

たった一つの、256ビット暗号メッセージを、やぶるだけでも。

コンピュータは、毎年、2倍の速さになり、半分の大きさになっています

このペースが続けば、こんにち、不可能な計算も、何年かすれば、

たった数100年で解決でき、256ビットでは、安全ではなくなるでしょう。

じっさい、コンピュータの計算スピードに合わせて、カギも長くなっています。

よいニュースは、長いキーを使うことは暗号メッセージを「難しく」するだけでなく、

暗号を破るための試行回数を指数関数的に増やすことです。

暗号と複合のために、送り手と受けてが、同じカギを使うことを

「対称（たいしょう）カギ暗号」といいます。
対称カギ暗号では、シーザー暗号と同じく

ひみつのカギを、手わたしして、2人が知っている必要があります。

人は、これで良いですが、インターネットでは、2台のコンピュータが、こっそり会って、カギを教える、ことはできません。

そのかわり、コンピュータは、「非対称（ひたいしょう）カギ暗号」を使います

公開カギは、みんなに教えますが、
秘密カギは、ひみつです。だれにも教えません。

公開カギは、だれでも知っていて、暗号で秘密のメッセージが作れます。
秘密カギは、複合して、読むときだけ使います。

どのような数学を使っているのか、ここでは説明は省きますが、

たとえば、あなたのメールボックスがあって、

だれでも、「公開カギ」があれば、メールを預けることができる

「公開カギ」は、好きなだけコピーを作って、友だちに送ったり、公開して自由につかえます

あなたの友だちは、知らない人でも、公開カギでメッセージを預けます

預けられたメッセージを取り出して、読むことができるのは、

「秘密カギ」をもっている、あなただけです。

あなたは、メールボックスに預けられた、公開カギをつかって
メッセージを安全に、友人に返信できます。

前もって、秘密カギを決めなくても、
安全なメッセージをやり取りできます。

公開カギ暗号は、開かれたインターネットで、
安全にメッセージを送るために、ひつようなものです。

ウェッブをブラウズするとき、
SSLやTLSといったセキュアプロトコルが、私たちを守っています。

ブラウザのアドレスバーに、カギのマークや https が表示されていれば、
あなたのコンピュータは、これを使っています。

コンピュータが、公開カギ暗号を使って、
データを安全に、やり取りしている、という意味です

ますます、多くの人がインターネットを使い
プライベートなデータがもっともっと増え、

データを守ることが、ますます必要です。

コンピュータは、どんどん早くなるので、破られない
難しい、新しい暗号を、開発しなければなりません

これが、私の仕事です。つねに変化しつづけます。