ブロック暗号

ブロック暗号

　ブロック暗号とは、メッセージを固定長のブロックに分割し、それぞれを別々に暗号化する方式のことです。ブロック暗号は、古典的暗号と比べて複雑な暗号化方式を可能にするため、現代的な暗号化手法の基礎となっています。

　ブロック暗号には、代表的な暗号アルゴリズムであるDES（Data Encryption Standard）やAES（Advanced Encryption Standard）があります。DESは、56ビットの鍵を使用して64ビットのブロックを暗号化します。AESは、128ビット、192ビット、256ビットの3つの鍵長をサポートし、128ビットのブロックを暗号化します。両者とも、暗号化には同じ鍵を使用します。

　ブロック暗号では、暗号化と復号のプロセスが同じ鍵を使用する対称鍵暗号化方式を採用しています。このため、暗号化と復号の両方に同じ鍵が必要であり、鍵管理の問題が発生します。鍵が漏洩した場合、暗号化されたデータを解読することができてしまうため、鍵管理は非常に重要です。

　ブロック暗号には、ECB（Electronic Codebook）、CBC（Cipher Block Chaining）、CFB（Cipher Feedback）、OFB（Output Feedback）などの暗号化モードがあります。ECBモードは、各ブロックを独立して暗号化するため、同じ平文ブロックは同じ暗号文ブロックに変換されます。これにより、攻撃者がパターンを検出して暗号文を解読することができる可能性があります。CBCモードは、前のブロックの暗号文と現在の平文ブロックとのXOR演算を通じて暗号化を行うため、各ブロックは前のブロックの暗号文に依存します。このため、同じ平文でも異なる暗号文が生成されるため、セキュリティが向上します。

　ブロック暗号は、コンピュータの処理速度が高速化した現代においても、セキュリティ性が保証された強力な暗号化方式であり続けています。しかし、ブロック暗号の使用に伴い、鍵管理や暗号化モードの選択などのセキュリティ上の問題に対処する必要があります。

　ブロック暗号は、暗号文をブロック単位で処理する暗号方式であり、代表的なものにAES（Advanced Encryption Standard）があります。AESは、128ビット、192ビット、256ビットの鍵長を持ち、ブロック長は128ビットで、同じ鍵を用いて暗号化と復号を行います。

　AESでは、ブロックを固定長の128ビットに分割し、その後に鍵を用いてラウンド関数を適用することで暗号化を行います。ラウンド関数は、非線形関数と線形関数の組み合わせによって構成されており、複数のラウンドを繰り返すことで暗号化を強化します。

　ブロック暗号は、ECBモード、CBCモード、CFBモード、OFBモードなどの暗号化モードがあります。ECBモードは、ブロックを独立して暗号化するため、同じブロックが同じ暗号文に変換されるという欠点があります。CBCモードは、前のブロックの暗号文を現在のブロックの暗号化に用いることで、ブロックの依存関係を導入し、ECBモードの欠点を補うことができます。CFBモードとOFBモードは、ストリーム暗号に近い方式であり、ブロック暗号とストリーム暗号の利点を組み合わせたものです。