SHA-256とは？

SHA-256の意味

256ビットのハッシュ値を生成するハッシュ関数。旧来のSHA-1やMD5が危殆化したことを受けて、現在広く使われている安全なハッシュ関数の一つ。

SHA-256の具体例

ディジタル署名の作成時、対象文書全体を直接暗号化するのではなく、SHA-256で生成したハッシュ値（メッセージダイジェスト）に対して署名を行う。

SHA-256は試験でどう引っ掛けられる？

ハッシュ化は暗号化ではない。鍵がなく、ハッシュ値から元データを復元できない（不可逆）点が暗号化との分岐点で、「SHA-256で暗号化する」という言い回しは誤り。また出力は256ビット（16進64文字）の固定長で、入力の長さによって変わらない。

SHA-256と関連する用語

• ハッシュ関数
• 危殆化
• ディジタル署名

SHA-256が出た過去問

• データベースで管理されるデータの暗号化に用いることができ，かつ，暗号化と復号とで同じ鍵を使用する暗号方式はどれか。

  正解：AES

  要点：暗号化と復号で同じ鍵を使う共通鍵暗号の代表がAES

  暗号化と復号に同じ鍵を使うのが共通鍵暗号方式で、その代表がAESである。処理が高速なため、データベースやファイルなど大量のデータの暗号化に適している。RSAは暗号化と復号で異なる鍵を使う公開鍵暗号、SHA-256は復元できないハッシュ関数、PKIは公開鍵を運用するための基盤であり、いずれも共通鍵暗号方式ではない。

  出典：平成30年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問26（IPA）

• ワームの検知方式の一つとして，検査対象のファイルからSHA-256を使ってハッシュ値を求め，既知のワーム検体ファイルのハッシュ値のデータベースと照合する方式があ…

  正解：ワーム検体と同一のワーム

  要点：ハッシュ照合で分かるのは完全一致の既知検体だけ

  SHA-256のようなハッシュ値による照合は、ファイルの内容が1ビットでも異なれば値がまったく変わるため、検体と完全に同一のファイルしか一致しない。したがってこの方式で検知できるのは既知の検体と同一のワームだけであり、亜種や一部を書き換えた検体は検知できない。

  出典：平成30年度 春期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問16（IPA）

• セキュアハッシュ関数SHA-256を用いてファイルA及びファイルBのハッシュ値を算出すると、どちらも全く同じ次に示すハッシュ値n(16進数で示すと64桁)となっ…

  正解：ファイルAの内容とファイルBの内容は同じである。

  要点：ハッシュ値が一致すれば内容は同一、出力長は入力長によらず一定

  ハッシュ関数は同じ入力に対して常に同じ値を返し、わずかでも内容が違えば全く異なる値になる。SHA-256の出力は256ビットあり、異なる内容が偶然同じ値になる確率は事実上無視できる。したがって2つのファイルのハッシュ値が完全に一致していれば、内容が同一であると考えるのが妥当である。

  出典：令和1年度 秋期 情報セキュリティマネジメント試験 午前 問12（IPA）

• データベースで管理されるデータの暗号化に用いることができ、かつ、暗号化と復号とで同じ鍵を使用する暗号方式はどれか。

  正解：AES

  要点：同一鍵で暗復号する共通鍵暗号の代表はAES

  暗号化と復号に同じ鍵を用いるのが共通鍵暗号方式であり、その代表がAESである。処理が高速で大量のデータの暗号化に向くため、データベースやストレージの暗号化に適している。公開鍵暗号のRSAは異なる鍵の対を用い、SHA-256はハッシュ関数で復号できず、PKIは鍵と証明書を扱う基盤の名称であって暗号方式ではない。

  出典：令和4年度 s 情報セキュリティマネジメント試験 kamokuAB 問20（IPA）

• セキュアハッシュ関数SHA-256を用いてファイルA及びファイルBのハッシュ値を算出すると，どちらも全く同じ次に示すハッシュ値n（16進数で示すと64桁）となっ…

  正解：ファイルAの内容とファイルBの内容は同じである。

  要点：SHA-256の値が一致すれば内容は同じと判断してよい

  ハッシュ関数は同じ入力からは必ず同じ値を返し、入力が少しでも違えば全く異なる値になります。異なる二つのファイルが同じ値になる衝突を人為的に作ることは現実的に困難なので、SHA-256の値が完全に一致していれば、両ファイルの内容は同じであると判断できます。この性質が改ざん検知に利用されます。

  出典：令和5年度 （公開問題） 情報セキュリティマネジメント試験 kamokuAB 問5（IPA）