⏱ 9分 ★★★★★ 頻出:高

ハッシュ・電子署名

ハッシュ＝指紋、電子署名＝本人確認＋改ざん検知。違いを図で理解。

📌 結論から理解する

ハッシュ＝「指紋」、電子署名＝「本人確認＋改ざん検知」

ハッシュ関数はデータから固定長の「指紋」を生成します。データが1ビットでも変わると全く別の値になります。

電子署名は「このデータを確かに私が送った」「途中で改ざんされていない」を証明します。

試験では「完全性の確保手段＝ハッシュ・電子署名」という対応が頻出。

ハッシュ関数とは

ハッシュ関数のイメージ
📄 元データ（任意の長さ）
「こんにちは」でも100MBのファイルでも
→
🔢 ハッシュ値（固定長）
例：a3f2...（256ビット固定）
重要な性質：
  • 同じデータ → 必ず同じハッシュ値
  • 1ビットでも変わると → 全く別のハッシュ値
  • ハッシュ値から元データを復元できない（一方向性）
  • 異なるデータが同じハッシュ値になりにくい（衝突耐性）

代表的なアルゴリズム：SHA-256（安全）、MD5・SHA-1（脆弱性あり・非推奨）

暗号化とハッシュの違い

比較暗号化ハッシュ
目的機密性の確保完全性の確認
復元鍵があれば復元できる復元できない（一方向）
用途データ秘匿・通信保護改ざん検知・パスワード保管
CIAConfidentialityIntegrity
「ハッシュ＝暗号化」は誤り！ハッシュは復号できません。

電子署名のしくみ

電子署名は送信者の秘密鍵でハッシュ値を暗号化したものです。

電子署名の送信フロー
【送信者側】
📄 元データ → ハッシュ化 → 🔢 ハッシュ値 → 秘密鍵で暗号化 → ✍️ 署名
データ＋署名を一緒に送信
【受信者側の検証】
① 受信したデータを自分でハッシュ化 → ハッシュ値A
② 署名を送信者の公開鍵で復号 → ハッシュ値B
③ A＝B なら → 改ざんなし＆本人確認OK

電子署名が証明すること：

デジタル証明書・PKI

「この公開鍵は本当にA社のもの？」という問題を解決するのがデジタル証明書です。

📜 デジタル証明書（電子証明書）の中身
  • 証明書の持ち主の情報（氏名・組織名など）
  • 持ち主の公開鍵
  • 有効期限
  • 認証局（CA）の電子署名（本物であることの保証）
認証局（CA）＝第三者が「この公開鍵は確かにA社のもの」と保証する機関
HTTPSの鍵マークをクリックすると見られる「証明書」がこれです。

PKI — 証明書の信頼チェーン

証明書の階層構造（信頼の連鎖）
🏛 ルートCA（Root CA）
自己署名証明書。OSやブラウザに
あらかじめ組み込み済み（信頼の起点）
↓ 署名（お墨付き）
🔐 中間CA（Intermediate CA）
ルートCAから署名を受けた認証局
（ルートCAへの直接署名を減らすため）
↓ 署名（お墨付き）
🌐 Webサイト証明書
example.com の証明書
公開鍵・組織名・有効期限を含む
💻 ブラウザの証明書検証フロー
① サイト証明書を受け取る
② 発行元（中間CA）の署名を確認
③ 中間CAはルートCAに署名されているか確認
④ ルートCAがブラウザのトラストストアにあるか確認
✅ すべてOK → アドレスバーに🔒が表示される
「なぜHTTPSサイトに鍵マークが出るのか」→ CAが署名した証明書でサーバの公開鍵が正規のものと保証されているから。

試験でよく問われること

勘違い：「電子署名＝機密性の確保」は誤り。電子署名は機密性を保証しない！
🧠 確認クイズ
Q1. ハッシュ関数の特性として正しいのは？
Q2. 電子署名の検証に使う鍵は？
Q3. 電子署名が保証しないものは？