AES 256ビット暗号化方式とは?| 早わかりガイド

現在、オンラインセキュリティの必要性が高まっています。サイバー犯罪者は、無防備なユーザーからデータを盗むためのより良い戦略を考えています。これを防ぐ一つの方法は、ネットワークを暗号化することです。さまざまな暗号化システムが存在しますが、AES 256ビットが最も人気があり、最も安全です。

この記事では、AES 256ビット暗号化について知っておくべきことを紹介します。

AES 256ビット暗号化とは?

まず、暗号化とは何かを定義することから始めなければなりません。データを暗号化するときには、平文という暗号化されていないデータに対してアルゴリズム機能を実行します。これにより、データは暗号化された暗号文に変わります。データを暗号化する際に使用されるアルゴリズムは、鍵として知られています。通常、すべての暗号化に使用される鍵は厳重に守られています。唯一の例外は、非対称暗号化に使用される公開鍵です。

基本的に、暗号化には2つのタイプがあります。そのうちの1つは上述した通り、非対称暗号化です。もう一つは、お察しの通り対称暗号化です。

対称的暗号化は、秘密鍵暗号化とも呼ばれています。これは、両方の当事者が暗号化と復号化の際に使用する同じ鍵を共有しなければならないためです。

非対称暗号化は公開鍵暗号化と呼ばれることもあります。また、一方向型の暗号化と想像するのもいいかもしれません。このシナリオでは、両方の当事者が同じ秘密鍵を共有する必要はありません。一方の当事者が公開鍵暗号化キーを持ち、もう一方の当事者が秘密鍵暗号化キーを持ちます。

256ビット暗号化は、当事者がファイルを暗号化および復号化するために256ビットキーを使用する暗号化技術を指します。これは、世界で最も安全な暗号化システムの一つです。他のオプションには、128ビットと192ビットが含まれています。これらは、あまり安全ではありません。これらのビットキーサイズは、AESやSSLなどの最新のセキュリティアルゴリズムで使用されています。

AESはAdvanced Encryption Standardの略です。AESは、オンラインでのアクティビティを安全にする暗号アルゴリズムです。

なぜAES 256ビット暗号が開発されたのか?

アメリカ政府は、ニーズに応えるためにAES 256ビットを開発しました。AES 256ビット暗号を作成する前、アメリカの連邦政府機関は56ビットの対称鍵暗号設計を使用していました。これはデータ暗号化標準(DES)として知られており、IBMが生み出したものです。1970年代頃のことで、この暗号化標準は30年近くもの間、揺るぎない地位を占めていました。

しかし、年月が経つにつれ、DESが簡単に漏洩する可能性があることが明らかになりました。実際、電子フロンティア財団は、DESの鍵を破るのに22時間もかからないことを証明したことがあります。そこで政府は、早急により優れた暗号化標準を見つけなければいけないと判断しました。

アメリカ政府は、代替システムの設計に関心のある関係者を集めてコンペを開きました。予想通り、いくつかのエントリーが寄せられ、最終的には5つのファイナリストに絞られ、優勝者が決定しました。優勝したのは、ベルギー出身のフィンセント・ライメンとホァン・ダーメンの2人の暗号学者でした。彼らが開発した対称鍵ブロック暗号は、DESに似ていましたが、より洗練されていました。最終的に、この新しいシステムは、2人の名前を組み合わせて「ラインダール」と命名され、2002年にAdvanced Encryption Standardと改名されました。

それ以来、アメリカの国家安全保障局(NSA)は、データの安全性を確保するためにAESアルゴリズムを承認しています。これは、他の技術コミュニティの興味をそそりました。また、ほとんどのプログラミング言語用にAESライブラリが開発されるほど、AESアルゴリズムの人気は高まりました。

AESアルゴリズムはオープンな性質を持っています。公的・私的、商用・非商用を問わず、AES暗号化を利用することができます。

AES 256ビット暗号化はどのようにしてデータを保護するのか?

AESは対称暗号化を利用しています。これは先ほど説明したように、送信者と受信者の両方が同じ鍵にアクセスできることを意味します。

また、AESはブロック暗号とも呼ばれています。これは、暗号化されるデータが最初にブロックに分割されるからです。

AESは、一般的な暗号化と同じように動作します。ここでは、新しいデータ単位が作成され、その後、以前のデータを置き換えるために使用されます。どちらを使用するかを決定するのはセキュリティキーです。しかし、AESが他の暗号化プロセスと異なるのは、置換順列ネットワークを利用している点です。そのため、AESでは鍵の拡張処理を利用しています。最初の鍵は、ラウンド鍵と呼ばれる後続の新しい鍵の束を生成します。ラウンド鍵は1 回の変更で作成されるのではなく、何度か繰り返して作成されるため、ハッカーが突破するのがより困難になります。

プロセスの最初のステップは、ブロックへの最初の鍵の追加です。このプロセスの部分には、通常XOR暗号が使用されます。その後、データの各バイトは置換されます。事前に決められたテーブルがあるので、プロセスが非常に簡単になります。次にテーブルの行のバイトは次の行にシフトされます。さらに、行は混合します。混合の段階では、バイトはすべて1つの列に結合されます。最後に、ラウンドキーをブロックに追加して処理を完了します。

AES暗号化アルゴリズムは非常に複雑で、プロセスのどの部分も飛ばされることがありません。これは、各段階がセキュリティを決定する上で重要な機能を果たしているからです。例えば、バイト置換は、プロセスで使用されるデータを難読化する役割を担っています。また、暗号化されたデータが元のデータに遡ることができないようにする役割もあります。また、行や列をずらすこともかなり戦略的です。データを拡散させ、暗号化をさらに複雑にしてしまうからです。ミキシングも同じ効果が得られますが、シフトが水平方向に働くのに対し、垂直方向に働くという違いがあります。その結果、この暗号化は深くて複雑で、ほとんど侵入することができなくなっています。

まとめ

この記事では、できるだけシンプルにAES 256ビット暗号化について説明しました。要約すると、今日のインターネットの抜け穴だらけの性質を考えると、何らかの形でセキュリティ対策すべきだということを心に留めておいてください。データを暗号化することは、あらゆる攻撃に対する最善の策です。さらに、AES 256ビットを使用した暗号化は、あなたに格段に高いセキュリティを提供します。