課題４８　暗号化を学んでみよう 文化学園大学杉並高等学校 情報科　津久井　大

暗号といえば コナン・ドイルの『踊る人形』 シャーロック・ホームズシリーズの傑作。 こんな感じのいたずらのようなイラスト http://www.page.sannet.ne.jp/mnagano/odoru.html A　　N　　G　　O　　U　　M　　A　　N　　A　　B　　O　　U

教科書は 日本文教出版『新・情報Ａ』　　p.39 日本文教出版『社会と情報』　p.90 １ページでは つまらないので もう少し学ぼう

覚えるべき用語 平文（ひらぶん）････暗号化される前の文 暗号文･････････････暗号化されてできた文   暗号化････平文を暗号文に変換すること。 復号化････暗号文から平文に戻すこと。 暗号化････共通鍵暗号方式 　　　　　　　　 公開鍵暗号方式

１．共通鍵暗号方式 暗号化する規則（鍵）と復号化する規則（鍵）が同一の場合を共通鍵暗号方式という。 単一式換字暗号（たんいつしきかえじあんごう 　　　　　　　　　　　　　　　　　代表例として『シーザー暗号』） 例）アルファベットを３文字分、次のものにずらして暗号化する方法（『５文字ずらす』などバリエーションあり）。 平文に戻すには、逆に３文字分（『５文字分』）前に戻す処理をして復号化する。 　　　　　　　　　　 例）平文→暗号文『computer』→『FRPSXWHU』 暗号文→平文『YLFWRUB』→『victory』 参考：ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲＳＴＵＶＷＸＹＺ カエサル　BC100-BC44.03.15

日本の古典的暗号 宇佐美定行の『字変四八（じへんしじゅうはち）』 宇佐美定行･･･上杉謙信の軍師 1489－1564.08.11 宇佐美定行･･･上杉謙信の軍師　1489－1564.08.11 シーザー暗号の破綻.xlsx　内　『字変四十八』参照

実習 ①平文のシーザー暗号化 ｗｅ ａｒｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｉｃｔ． キー：３ ( ) ②シーザー暗号の解読 ＬＯＲＹＨＢＲＸＮＨＬＮＲ   ①平文のシーザー暗号化 ｗｅ　ａｒｅ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｉｃｔ． キー：３　 ( 　　　　 ) ＺＨＤＵＨＯＨＤＵＱＬＱＪＬＦＷ   ②シーザー暗号の解読 ＬＯＲＹＨＢＲＸＮＨＬＮＲ キー：３ 　 (　　　　　　　　　　　　　　　　　　） 　　　　　　参考：The name of my wife is Keiko.    ｉｌｏｖｅｙｏｕｋｅｉｋｏ   ③シーザー暗号の解読 　 ＰＥＬＣＧＢＴＥＮＣＵＬ キー：不明 (　　　　　　　　　　　　　　　　　　　) 参考：シーザー暗号の破綻（Excelファイル） 本問は『新版暗号化技術入門～秘密の国のアリス～結城浩・著』p.26から 参考：ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲＳＴＵＶＷＸＹＺ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ：暗号

実習・その２ 新しい教科書『社会と情報（日本文教出版）』 P.90 実習２０より 参考：ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲＳＴＵＶＷＸＹＺ   ④平文のシーザー暗号化 ｔｈｉｓ　ｗｏｒｌｄ　ｉｓ　ｂｅａｕｔｉｆｕｌ． キー：５　 (　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　) 新しい教科書『社会と情報（日本文教出版）』 　 P.90　実習２０より 参考：ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲＳＴＵＶＷＸＹＺ ＹＭＮＸＢＴＷＱＩＮＸＧＪＦＺＹＮＫＺＱ   ⑤シーザー暗号の解読 ＴＷＮＴＳＮＸＸＭＮＳＮＳＬ キー：５ 　 (　　　　　　　　　　　　　　　　　　）    ｏｒｉｏｎ　ｉｓ　ｓｈｉｎｉｎｇ

実習・その３（多表式換字暗号） 次の暗号は、実際にあった事件の犯人の残したもので、家宅捜索の結果　取得したものである。住所の一部（犯人の潜伏先）だという。刑事になった気持ちになって、犯人の所在を突き止めてみよう。 　　（HINT：犯人のTELは3680951）   ＣＮＡＲＳＳＭＣＰＰ 　( 　　　　 ) →　愛知県小牧市  参考：ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭＮＯＰＱＲＳＴＵＶＷＸＹＺ ａｉｔｉｋｏｍａｋｉ

２．公開鍵暗号方式

『公開鍵』と『秘密鍵』という二つの異なる鍵を使う。

相手には『公開鍵』を渡す。 『公開鍵』は不特定多数の相手に渡して構わない。 相手には『公開鍵』を渡す。 『公開鍵』は不特定多数の相手に渡して構わない。

秘密鍵はだれにも渡さない →通信の秘密は守られる。 秘密鍵はだれにも渡さない 　 →通信の秘密は守られる。

２．公開鍵暗号方式 『公開鍵暗号方式』では『公開鍵』と『秘密鍵』という二つの異なる鍵を使う。 『公開鍵』で暗号化したものは、その対となる『秘密鍵』でなければ復号化できないという仕組みになっている。   相手には『公開鍵』を渡す（『公開鍵』は不特定多数の相手に渡して構わない）。 自分宛の情報には、この『公開鍵』で鍵（正確な意味では『錠』）を掛けて貰う。『公開鍵』は鍵を掛けるという機能だけで、一度掛けた鍵は開かない仕組みになっている。 また、公開鍵で一度掛けた鍵でも、『秘密鍵』を使えば開けることができるようになっている（この場合、『公開鍵』は施錠する前の『南京錠』をイメージしよう）。 また、『秘密鍵』は、その南京錠を開けることができる『キー（鍵）』、そのものだと思えばよい。   『南京錠』で施錠しても、その『南京錠』を開けるための鍵（自分専用の『秘密鍵』）があれば、その南京錠は開錠できる。つまり、復号化できることになる）。 　　『秘密鍵はだれにも渡さない』ことによって、通信の秘密は守られる。

実習・その４（公開鍵暗号方式） 自分宛の情報には、この『公開鍵』で鍵を掛けて貰う。『公開鍵』は鍵を掛けるという機能だけで、一度掛けた鍵は開かない仕組みになっている。 また、公開鍵で一度掛けた鍵でも、『秘密鍵』を使えば開けることができるようになっている（この場合、『公開鍵』は施錠する前の『南京錠』をイメージしよう。 また、『秘密鍵』は、その南京錠を開けることができる『キー（鍵）』、そのものだと思えばよい。  『南京錠』で施錠しても、その『南京錠』を開けるための鍵（自分専用の『秘密鍵』）があれば、その南京錠は開錠できる。つまり、復号化できることになる）。

実習（公開鍵暗号方式） 公開鍵暗号方式を利用した暗号化通信のイメージを体験しよう 　http://www.nichibun.net/case/ict/49/04.php （日本文教出版ICT EducationNo.49） 公開鍵は『錠』、秘密鍵は『鍵』と考えればよい。 参考：鍵と錠、錠前の関係 　　http://key-and-lock.joo-hoo.com/lockset.html 錠・・・・・扉などを固定するための機構部分 鍵・・・・・錠で閉じられた扉を開けるためのもの 錠前・・・錠と鍵のセット 暗号を使った通信の例 http://allabout.co.jp/gm/gc/296748/　暗号化メールについて http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071012/284424/　SSL通信

実習４：暗号化通信（公開鍵暗号方式） 南京錠とその鍵のセット（列ごとに使用）を複数用意し、受信者（最初は列最後の生徒：仮にＪさんとする）に渡しておく。 列ごとのＪさんは「私の公開鍵は○○だよ」と宣言し、教卓に南京錠を解錠状態でおいて貰う（文字通り、公開鍵を公開して貰う）。 南京錠（公開鍵）はすべての生徒が手に取れる教卓に置いてあり、 南京錠の鍵（秘密鍵）は受信者（Ｊさん）が持っている。 最初は、Ｊさんが先頭の生徒から自分（Ｊさん）宛てに公開鍵暗号方式でデータを送るように指示する。 送信者（最初は列先頭の生徒）は，Ｊさんに送るデータを入れ物に入れ、Ｊさん用の公開鍵で施錠し、近くの生徒にデータをＪさんまで回してもらうように依頼する。 次々と隣に送られ、Ｊさんまで届く。 Ｊさんは、自分の秘密鍵で解錠してデータを取り出す。 届け先を変え、３から７までの内容を複数行う。

SSL(Secure Socket Layer) ウェブサイトで入力する情報を暗号化する→個人情報を安全に送受信できる アドレスバーの『鍵マーク』と『https://』がSSLで通信されていることの証である。 認証局による認証シールが貼られている。 シールをクリックするとウェブサイトの運営者を確認できる。

ＳＳＬ通信の概要 インターネットではＳＳＬを使って通信することにより安全に個人情報を送受信している。 ＳＳＬ通信の概要説明でわかりやすいサイト 図解で学ぶネットワークの基礎：SSL編（日経コンピュータ） http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071012/284424/

今日の実習の感想 いつものように、今日の実習の振り返りと感想をWORDを用いて書き、提出すること。 ファイル名も『課題４８土６０８９９』というような感じで、９９の部分は自分の出席番号。