鍵管理とは？

鍵管理の意味

暗号鍵の生成、配付、保管、更新、廃棄までの一連の取扱いを安全に行うこと。組込みでは製造工程でどう鍵を書き込むか、機器ごとに異なる鍵を持たせるかどうかという設計判断が問われる。

鍵管理の具体例

全機を同じ鍵にすると1台の解析で全数が破られるため、マスタ鍵と機器固有の識別子から導出した個別鍵を持たせる。書込みは工場の管理された設備で行い、完了後はヒューズでデバッグポートを恒久的に閉じる。

鍵管理は試験でどう引っ掛けられる？

暗号アルゴリズムの強度ばかり議論しても、鍵がソースコードやファームウェア内に平文で埋め込まれていれば意味がない。取り出せない領域に置き、漏えい時に更新できる手段を用意しておく。

鍵管理と関連する用語

• TPM
• 耐タンパ性
• 共通鍵暗号

鍵管理が出た過去問

• 共通鍵暗号方式において、100人の送受信者のそれぞれが、相互に暗号化通信を行うときに必要な共通鍵の総数は幾つか。

  正解：4,950

  要点：共通鍵の必要数はn(n-1)/2で人数の2乗に比例して増える

  共通鍵暗号方式では通信する2者ごとに固有の鍵が必要になるため、必要な鍵の数はn人から2人を選ぶ組合せの数n(n-1)/2で求められる。n＝100なら100×99÷2＝4,950本となる。人数の2乗に比例して増えるこの鍵管理の負担が、公開鍵暗号方式を併用する動機の1つである。

  出典：令和1年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問18（IPA）

• 公開鍵暗号方式を使った暗号通信をn人が相互に行う場合、全部で何個の異なる鍵が必要になるか。ここで、一組の公開鍵と秘密鍵は2個と数える。

  正解：2n

  要点：公開鍵暗号はn人でも鍵は2n個で済む

  公開鍵暗号方式では、各人が自分専用の公開鍵と秘密鍵の対を1組もてばよく、通信相手が増えても自分の鍵を増やす必要はない。n人が相互に通信する場合、1人当たり2個の鍵でn人分なので合計2n個となる。相手ごとに鍵が必要でn(n-1)/2個を要する共通鍵暗号方式と比べ、鍵管理の負担が小さいのが利点である。

  出典：令和2年度 10月 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問16（IPA）

• 共通鍵暗号方式において、100人の送受信者のそれぞれが、相互に暗号化通信を行うときに必要な共通鍵の総数は幾つか。

  正解：4,950

  要点：共通鍵の必要数はn(n-1)/2で人数の2乗に比例して増える

  共通鍵暗号方式では通信する2者ごとに固有の鍵が必要になるため、必要な鍵の数はn人から2人を選ぶ組合せの数n(n-1)/2で求められる。n＝100なら100×99÷2＝4,950本となる。人数の2乗に比例して増えるこの鍵管理の負担が、公開鍵暗号方式を併用する動機の1つである。

  出典：令和3年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問16（IPA）