鍵管理とHSMとは？

鍵管理とHSMの意味

暗号鍵の生成・配布・保管・更新・廃棄という一生を通じた管理。鍵が漏れれば暗号方式が強くても意味がないため、耐タンパ性のある専用機器（HSM）や鍵管理サービスに鍵を封じ込め、鍵は外に出さず処理だけを依頼する構成が取られる。

鍵管理とHSMの具体例

クラウドの鍵管理サービスでは、データ暗号鍵をさらにマスタ鍵で暗号化して保存する封筒暗号化が使われる。鍵を定期的にローテーションする際も、新しいデータだけ新鍵で暗号化し、古いデータは旧鍵を残して復号できるようにする。

鍵管理とHSMは試験でどう引っ掛けられる？

鍵をソースコードや設定ファイルに直書きする運用は、リポジトリ経由で容易に漏れる典型的な失敗。またHSMが守るのは鍵の抜き取りであり、正当な手続きで署名を依頼できる権限が奪われれば悪用は防げない。

鍵管理とHSMと関連する用語

• ストレージ暗号化とデータの完全消去
• 耐タンパ性

鍵管理とHSMが出た過去問

• OpenPGPやS/MIMEにおいて用いられるハイブリッド暗号方式の特徴はどれか。

  正解：公開鍵暗号方式と共通鍵暗号方式を組み合わせることによって鍵管理コストと処理性能の両立を図る。

  要点：本文は共通鍵、鍵配送は公開鍵で行うのがハイブリッド

  ハイブリッド暗号方式は、本文の暗号化には処理が高速な共通鍵暗号を使い、その共通鍵（セッション鍵）だけを受信者の公開鍵で暗号化して送る方式である。共通鍵の事前配送問題を公開鍵暗号で解決しつつ、公開鍵暗号の処理の重さを本文には持ち込まない。

  出典：平成28年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問15（IPA）

• 暗号方式に関する説明のうち，適切なものはどれか。

  正解：共通鍵暗号方式で相手ごとに秘密の通信をする場合，通信相手が多くなるに従って，鍵管理の手間が増える。

  要点：共通鍵はn(n-1)/2個必要、鍵管理の負担が公開鍵方式の動機

  共通鍵暗号方式では通信相手ごとに別の秘密鍵を用意する必要があるため、n人が互いに通信する場合はn(n-1)/2個の鍵が必要になる。相手が増えるほど鍵の生成・配送・保管の負担が急激に膨らむ。この鍵管理の負担を解消するのが公開鍵暗号方式である。

  出典：平成29年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問13（IPA）