公開鍵暗号化

暗号資産における公開鍵暗号化とは？

公開鍵暗号化とは、公開鍵を使ってデータを暗号化し、対応する秘密鍵を使ってそのデータを復号する暗号技術です。

暗号資産では、公開鍵暗号化は公開鍵暗号方式というより広い技術群の一部です。この技術群には、デジタル署名、ウォレットの鍵ペア、安全な通信、ブロックチェーン上のアイデンティティなども含まれます。

NISTの公開鍵暗号方式に関する用語集では、公開鍵暗号方式を、2つの異なる鍵を使い、一方の鍵でデータの暗号化または署名の検証を行い、もう一方の鍵でデータの復号または署名の作成を行う暗号方式と定義しています。

基本的な考え方は、一方の鍵は公開してもよい一方、もう一方の鍵は秘密にしておく必要があるということです。

AliceがBobに暗号化したメッセージを送りたい場合、Bobの公開鍵を使ってメッセージを暗号化できます。

そのメッセージを復号できるのは、対応するBobの秘密鍵だけです。

これは、双方が同じ秘密情報を知っておく必要がある一般的なパスワード方式とは大きく異なります。

公開鍵暗号化が強力なのは、事前に秘密鍵を非公開の経路で共有しなくても、相手に暗号化データを送れるためです。

暗号資産分野では、この仕組みがウォレット間の安全な通信、暗号化されたバックアップ、プライバシーツール、暗号化メッセージ、セキュアなAPI、ブロックチェーンサービスに関するインターネットセキュリティを支えています。

ただし、多くのパブリックブロックチェーンでは、トランザクションデータが通常ネットワーク上で閲覧できるため、取引はデフォルトで暗号化されていません。

公開鍵暗号化の仕組み

公開鍵暗号化は、鍵ペアから始まります。

鍵ペアは、公開鍵と秘密鍵の1組で構成されます。

公開鍵は、他のユーザー、アプリ、サーバー、プロトコルと共有できます。

秘密鍵は、データを復号したり、関連する暗号システムで管理権限を証明したりするために使われるため、秘密にしておく必要があります。

暗号化されたメッセージを送りたい人は、受信者の公開鍵を使ってデータを暗号化します。

暗号化されたデータは「暗号文」と呼ばれます。

暗号文は、元のメッセージを明らかにすることなく、インターネット上を送信したり、データベースやストレージシステムに保存したりできます。

受信者は、対応する秘密鍵を使って暗号文を復号し、読めるデータに戻します。

適切に設計されたシステムでは、秘密鍵を持たない人がメッセージを読めることはありません。

公開鍵から秘密鍵へと一方向に処理が進むこの仕組みが、公開鍵暗号化の中核です。

公開鍵暗号化とデジタル署名の違い

公開鍵暗号化とデジタル署名は、どちらも公開鍵と秘密鍵を使いますが、解決する課題は異なります。

公開鍵暗号化は機密性を守ります。

デジタル署名は真正性と完全性を守ります。

暗号化では、送信者が受信者の公開鍵を使ってデータを隠し、受信者が秘密鍵を使って読み取ります。

デジタル署名では、署名者が秘密鍵でデータに署名し、他の人が公開鍵を使って署名を検証します。

NISTのデジタル署名に関する用語集では、デジタル署名を、秘密鍵でデータに署名し、公開鍵で署名を検証する非対称鍵操作と説明しています。

この違いが重要なのは、暗号資産ウォレットでは、通常の送金を暗号化するのではなく、主に鍵ペアを使って取引に署名するためです。

公式のEthereumのトランザクションドキュメントでは、トランザクションはアカウントからの暗号署名付き指示として説明されています。

署名はウォレット所有者が取引を承認したことを証明し、暗号化は読むべきでない人から情報を隠します。

公開鍵暗号化と共通鍵暗号化の違い

公開鍵暗号化は、共通鍵暗号化とも異なります。

共通鍵暗号化では、データの暗号化と復号に同じ秘密鍵を使います。

公開鍵暗号化では、一方の鍵で暗号化し、対応する別の鍵で復号します。

共通鍵暗号化は通常、処理が速く、大量のデータを暗号化するのに適しています。

公開鍵暗号化は、安全な鍵交換、認証、事前にパスワードを共有していない相手への秘密情報の送信に適しています。

最新のセキュアなシステムでは、両方の方式を組み合わせることがよくあります。

たとえば、公開鍵暗号方式を使って双方が共有秘密鍵に合意し、その後、共通鍵暗号化で大量のデータストリームを保護できます。

Cloudflareの公開鍵暗号化ガイドでは、TLSハンドシェイクで公開鍵暗号方式を使い、サーバーを認証するとともに、セッション鍵の生成に使う情報を交換すると説明しています。

このハイブリッド方式は、安全な接続設定と効率的な暗号化の両方を実現できるため、広く使われています。

暗号資産アプリケーションでも、ウォレット、アプリ、サーバー間の安全な通信に同様の仕組みが使われる場合があります。

暗号資産で公開鍵暗号化が重要な理由

暗号資産では、ソフトウェア、ネットワーク、ウォレット、API、個人データを通じてデジタル資産を管理するため、公開鍵暗号化が重要です。

ユーザーは、ウォレットのバックアップ、シードフレーズの保管、プライベートメッセージ、APIキー、本人確認書類、取引指示、オフチェーン記録などを保護する必要がある場合があります。

ブロックチェーンが公開されていても、暗号資産に関連するすべての情報を公開すべきとは限りません。

たとえば、カストディ事業者は、内部システム間の通信を暗号化する必要がある場合があります。

ウォレットアプリは、デバイスに保存する前にローカルデータを暗号化する必要がある場合があります。

分散型アプリケーションは、オフチェーンに保存されるユーザーデータを保護する必要がある場合があります。

プライバシーを重視するツールでは、情報を全員に公開せず、選択したユーザーだけが閲覧できるように暗号化が必要な場合があります。

こうした状況で、公開鍵暗号化は安全な通信の実現に役立ちます。

また、公開鍵は共有できる場合がある一方、秘密鍵は決して公開してはならない理由を理解するうえでも役立ちます。

強力な暗号化がなければ、オープンなインターネット上で暗号資産を安全に利用することは、はるかに難しくなります。

公開鍵暗号化と暗号資産ウォレット

暗号資産ウォレットは公開鍵と秘密鍵を使用しますが、ウォレットの取引は通常、暗号化ではなくデジタル署名に基づいています。

Ethereumのアカウントに関するドキュメントでは、外部所有アカウントは公開鍵と秘密鍵のペアで構成され、秘密鍵でトランザクションに署名すると説明しています。

Bitcoin Developer Guideのウォレットに関するページでは、ウォレットプログラムがBitcoinの受け取り用に公開鍵を生成し、対応する秘密鍵を使って送金すると説明しています。

つまり、通常、ウォレットの秘密鍵は資産を使用する権限を証明します。

公開ブロックチェーンの取引履歴を復号するためのものではありません。

BitcoinやEthereumの取引データの大半は、パブリックブロックチェーンが共有検証に依存しているため、オンチェーン上で閲覧できます。

ユーザーが暗号資産を送ると、ノードが検証できるようトランザクションがネットワークにブロードキャストされます。

ウォレットは、承認を証明するためにトランザクションに署名します。

そのため、暗号技術が使われているというだけで、ブロックチェーン上の送金が非公開だと考えてはいけません。

暗号技術は所有権を証明できますが、すべての取引データを自動的に隠すわけではありません。

公開鍵暗号化とウォレットアドレス

ウォレットアドレスは公開鍵暗号方式に関連していますが、通常、公開鍵暗号化で使うアドレスと同じものではありません。

多くのブロックチェーンでは、ウォレットアドレスは公開鍵または関連する暗号データから生成されます。

アドレスは一般に、資金の受け取りに使われます。

公開鍵は署名検証や関連する暗号処理に使われます。

ユーザーは暗号資産を受け取るためにウォレットアドレスを共有できますが、それは送信者がそのアドレスを使って資金を暗号化しているという意味ではありません。

ブロックチェーン上の送金では、暗号化ファイルを人から人へ送るのではなく、公開台帳を更新します。

この違いは、初心者にとって重要です。

アドレスへの暗号資産の送金は、公開鍵への暗号化データの送信とは異なります。

ウォレットアドレスはオンチェーンで価値を割り当てる先を示す一方、公開鍵暗号化は秘密鍵の保有者だけが情報を読めるように保護します。

どちらも鍵を使う暗号技術ですが、目的は異なります。

公開鍵暗号化とHTTPS

公開鍵暗号化は、暗号資産ユーザーが日々利用するウェブサイトやサービスを保護するHTTPSにとって重要です。

ユーザーがウォレットのウェブサイト、ドキュメントページ、ブロックチェーンエクスプローラー、分析ダッシュボード、カストディポータルを利用する際、接続にはTLSが使われることがよくあります。

IETFのTLS 1.3仕様では、インターネット通信の保護に用いられる最新のTLSプロトコルが定義されています。

TLSはハンドシェイク時に公開鍵方式を使い、安全なセッション鍵の確立を支援します。

セッション鍵が確立された後は、通常、共通鍵暗号化で実際のデータを保護します。

暗号資産ユーザーは、ブラウザーやモバイルアプリを通じて高価値のシステムを利用することが多いため、これは重要です。

接続が安全でない場合、攻撃者がデータの閲覧、改ざん、転送先の変更を試みる可能性があります。

HTTPSは、暗号資産プロジェクトが誠実であることを保証するものではありません。

詐欺サイトでも、偽のドメインに対してHTTPSを利用できます。

ウォレットを接続したりソフトウェアをダウンロードしたりする前に、安全な接続であることと正確なドメイン名の両方を確認してください。

公開鍵暗号化とシードフレーズの保護

シードフレーズは、暗号資産に関する情報の中でも特に機密性の高いものです。

シードフレーズから、ウォレット内の複数の秘密鍵を再生成できることがあります。

公開鍵暗号化は、正しく使えばシードフレーズのバックアップ保護に役立ちますが、過信につながらないよう注意が必要です。

ウォレットがローカルのバックアップを暗号化する場合、その安全性は暗号化方式、パスワードの強度、デバイスの安全性、バックアップの保存方法に左右されます。

ユーザーが弱いパスワードで暗号化したバックアップをクラウドストレージにアップロードすれば、バックアップが危険にさらされる可能性は残ります。

ユーザーがシードフレーズをフィッシングページに入力した場合、秘密情報はすでに渡っているため、暗号化では防げません。

シードフレーズ、秘密鍵、リカバリーワードをウェブサイトやサポートアカウントに決して共有しないでください。

公開鍵暗号化は保存中または送信中のデータを保護できますが、ユーザーが攻撃者に自ら明かした秘密情報を保護することはできません。

多額の資産を保有する場合、暗号化ファイルだけに頼るより、オフラインバックアップ、ハードウェアウォレット、マルチシグ、慎重な復旧計画を利用するほうが安全な場合があります。

暗号化はツールの1つであり、完全な資産管理計画ではありません。

公開鍵暗号化と暗号化メッセージ

暗号資産分野では、ユーザー、チーム、DAO、開発者、機関が機密情報をやりとりする必要があるため、暗号化メッセージが役立つ場合があります。

例として、財務管理の指示、ガバナンス案、セキュリティ情報の開示、非公開の調整メッセージ、本人確認書類、運用上の詳細などが挙げられます。

公開鍵暗号化を使うと、意図した受信者だけが読めるメッセージを送信できます。

メッセージングシステムによっては、公開鍵暗号方式で安全なセッションを確立し、その後、共通鍵暗号化でメッセージの内容を保護します。

これは、多くの安全な通信システムで使われるハイブリッド方式と同様です。

暗号資産コミュニティでは、攻撃者が標的を探すために公開チャンネルを監視することが多く、暗号化メッセージは特に重要です。

ただし、シードフレーズや秘密鍵を気軽に共有するために暗号化メッセージを使ってはいけません。

デバイスが侵害された場合や受信者のアカウントが乗っ取られた場合、暗号化されたチャットであっても安全とは限りません。

最も安全なルールは、通常のメッセージングチャンネルでは秘密鍵やシードフレーズを一切送らないことです。

暗号化はリスクを軽減できますが、不適切な秘密情報の共有習慣を改善するものではありません。

公開鍵暗号化と分散型ストレージ

分散型ストレージシステムでは、分散ネットワーク上に保存する前にユーザーデータを暗号化して保護できます。

データが公開状態または多数のノードに保存される場合、プライバシー保護には暗号化が不可欠です。

ユーザーはアップロード前にファイルをローカルで暗号化できるため、ストレージプロバイダーには暗号文だけが表示されます。

その後、公開鍵方式または暗号化されたアクセスキーを使って、選択した人に復号アクセス権を共有できます。

この方式は、非公開ファイル、NFT関連のメタデータ、DAOの文書、本人確認情報、研究アーカイブ、アプリケーション記録などに活用できます。

ただし、復号鍵を誰が管理するのかを理解しておく必要があります。

復号鍵を紛失すると、暗号化されたデータを永久に読めなくなる可能性があります。

鍵が漏えいすれば、暗号文と鍵を持つ人がデータを読める可能性があります。

分散型ストレージだからといって、自動的にプライバシーが守られるわけではありません。

プライバシーは、暗号化、鍵管理、アクセス制御、安全なアプリケーション設計に左右されます。

公開鍵暗号化とプライバシーコイン

プライバシーを重視する暗号資産システムの中には、取引の詳細を隠したり、閲覧できる人を制限したりするために、暗号化関連の技術を使うものがあります。

プロトコルに応じて、閲覧鍵、ステルスアドレス、コミットメント、ゼロ知識証明などのプライバシーツールが使われる場合があります。

公開鍵暗号化は、選択されたユーザーが非公開の取引情報にアクセスする仕組みの一部となることがあります。

たとえば、ウォレット所有者は特定の取引詳細を復号できる一方、外部の人には限られた公開データだけが見える設計もあります。

具体的な設計はプロトコルによって異なるため、すべてのプライバシーシステムが同じように機能すると考えてはいけません。

金額を隠すシステム、受取人を隠すシステム、送信者を隠すシステム、複数のプライバシー技術を組み合わせるシステムがあります。

プライバシー機能には、コンプライアンスや使いやすさの課題も伴う場合があります。

プライバシーツールを使う前に、地域の規則とプロトコル固有のリスクを理解してください。

重要なのは、暗号化によって情報を読める人を制御できる一方で、ブロックチェーン上では検証のルールを維持できるという点です。

プライバシーと検証のバランスを取ることは、暗号資産分野で最も難しい設計課題の1つです。

公開鍵暗号化とスマートコントラクト

パブリックブロックチェーンは透明性のある検証を目的に設計されているため、通常、スマートコントラクトは一般的なオンチェーンデータを秘密にできません。

データがパブリックチェーンに直接保存されている場合、通常は誰でも閲覧できます。

スマートコントラクトが暗号化されたオフチェーンデータや暗号文のコミットメントと連携する場合、公開鍵暗号化が役立つことがあります。

たとえば、ユーザーが非公開データをオフチェーンで暗号化し、オンチェーンにはハッシュ、ポインター、暗号化された参照情報だけを保存する場合があります。

コントラクトがアクセスルール、支払い、所有権、権限を管理し、実際の非公開データは別の場所で暗号化された状態を保つこともできます。

高度な設計では、情報漏えいを抑えるため、しきい値暗号、コミット・リビール方式、ゼロ知識証明などを使用するものもあります。

こうした設計は、封印入札オークション、非公開投票、ゲーム、アイデンティティシステム、機密データ市場などに役立ちます。

ただし、鍵、処理のタイミング、公開実行によって情報が漏れる可能性があるため、スマートコントラクトシステムでの暗号化は困難です。

開発者は、秘密情報をパブリックスマートコントラクトのストレージに直接保存しないでください。

情報を保護するよう特別に設計されたプロトコルでない限り、パブリックブロックチェーンに置いたものはすべて公開情報として扱うべきです。

公開鍵暗号化とDAO

DAOは、オンチェーンでの最終的な意思決定を隠すことなく、機密性の高い調整を保護するために公開鍵暗号化を利用できます。

DAOでは、セキュリティ報告、法的文書、助成金、給与、投票資格情報、財務運用などについて、非公開で話し合う必要が生じる場合があります。

暗号化通信は、承認されたメンバーだけにアクセスを制限するのに役立ちます。

暗号化ファイルは、公開前の機密提案を保護できます。

公開鍵暗号化を使うと、共通パスワードを1つ使わずに、多数のDAOメンバーへ非公開情報を配布することもできます。

ただし、DAOはメンバーの変更を慎重に管理する必要があります。

メンバーが離脱した場合、DAOは鍵を更新したり、アクセス権限を変更したりする必要があるかもしれません。

古い暗号化ファイルがそのメンバーに共有済みであれば、メンバーがすでに復号したデータへのアクセスを取り消すことは容易ではありません。

暗号化はアクセス制御に役立ちますが、ガバナンスや運用プロセスも重要です。

強力な暗号技術を使っていても、鍵管理が不十分なDAOでは情報が漏えいする可能性があります。

公開鍵暗号化とAPIキー

暗号資産の開発者は、ノードサービス、分析、カストディツール、決済システム、データプロバイダーなどでAPIキーをよく使用します。

攻撃者がAPIキーを使ってサービスにアクセスしたり、利用枠を使い切ったり、権限を悪用したりする可能性があるため、APIキーを保護する必要があります。

公開鍵暗号化は、システム間でAPIキーを保存、共有、送信する際の保護に役立ちます。

たとえば、開発チームは設定システムに保存する前にシークレットを暗号化する場合があります。

サーバーは、機密データを送信する前に公開鍵方式を使って暗号化接続を確立する場合があります。

一部のインフラシステムでは、証明書と公開鍵暗号方式を使ってマシンやサービスを認証します。

内部システムが取引、カストディ、コンプライアンス、決済のワークフローを扱う機関向けの暗号資産運用では、特に重要です。

開発者は、APIキーを公開リポジトリ、フロントエンドコード、スクリーンショット、チャットメッセージ、暗号化されていないファイルに置かないでください。

暗号化は役立ちますが、シークレットの定期更新、最小権限、監視、アクセス制御も必要です。

ウォレットの秘密鍵が安全でも、APIキーが漏えいすれば危険が生じる可能性があります。

公開鍵暗号化と公開鍵基盤（PKI）

公開鍵暗号化は公開鍵基盤（PKI）に関連していますが、両者は同じものではありません。

公開鍵暗号化は、公開鍵でデータを暗号化し、秘密鍵で復号する暗号技術です。

公開鍵基盤（PKI）は、公開鍵とアイデンティティを結び付けるデジタル証明書を発行、管理、検証、失効させる仕組みです。

公開鍵が、ユーザーの想定するウェブサイト、サーバー、企業、サービスに属しているかを確認する方法が必要なため、PKIは重要です。

アイデンティティを検証できなければ、攻撃者が自分の公開鍵を提示し、ユーザーに誤った相手向けのデータを暗号化させる可能性があります。

暗号資産分野では、PKIがウェブサイト、API、ウォレットのダウンロード、カストディポータル、機関向けシステムの保護に役立ちます。

公開鍵暗号化が機密性を提供する一方、PKIは公開鍵への信頼を管理します。

安全なシステムには、両方が必要となる場合があります。

たとえばHTTPSでは、証明書でサーバーを認証し、公開鍵方式で安全な通信を確立します。

この組み合わせにより、ユーザーがウォレットやブロックチェーンアプリケーションを利用する前に保護されます。

ハイブリッド暗号化

ハイブリッド暗号化は、公開鍵暗号化と共通鍵暗号化を組み合わせた方式です。

公開鍵暗号化は通常、大量のデータを処理するには遅く効率がよくないため、この方式が広く使われています。

ハイブリッド方式では、送信者が実際のデータを暗号化するためにランダムな共通鍵を生成します。

送信者はその共通鍵でデータを暗号化します。

その後、受信者の公開鍵を使って共通鍵を暗号化します。

受信者は秘密鍵を使って共通鍵を復元します。

次に、受信者は共通鍵を使ってデータを復号します。

これにより、公開鍵暗号化の利便性と共通鍵暗号化の速度を両立できます。

すべてのデータを公開鍵で直接暗号化するよりも拡張性に優れるため、多くのセキュアなシステムでこの方式が使われています。

大量のファイルを保存または共有する暗号資産アプリケーションでは、通常、すべてのコンテンツに単純な公開鍵暗号化を使うのではなく、ハイブリッド暗号化を使うべきです。

一般的なアルゴリズムと鍵交換方式

公開鍵暗号化と関連する鍵交換システムでは、複数のアルゴリズム群が使われます。

RSAは、古くから使われている、最もよく知られた公開鍵方式の1つです。

楕円曲線暗号は、従来の方式より短い鍵で強固なセキュリティを実現できるため、署名や鍵合意に広く使われています。

Diffie-Hellmanと楕円曲線Diffie-Hellmanは、直接暗号化するというより、鍵合意に一般的に使われます。

最新のシステムでは、共有秘密の安全な確立に鍵カプセル化メカニズム（KEM）を使う場合があります。

NISTの耐量子暗号標準に関する発表によると、FIPS 203はML-KEMを標準化しており、耐量子移行における汎用暗号化の主要標準として想定されています。

将来のシステムでは、大規模な量子コンピューターによる攻撃に耐えられる暗号化と鍵確立方式が必要になるため、これは重要です。

暗号資産の開発者は、独自の暗号方式を作るのではなく、レビュー済みのライブラリや標準を使うべきです。

わずかなミスでもセキュリティを損なう可能性があるため、独自の暗号技術は危険です。

公開鍵暗号化と量子コンピューティング

量子コンピューティングは、公開鍵暗号方式にとって長期的な課題です。

大規模で耐障害性のある量子コンピューターが実現すれば、RSAや楕円曲線暗号の仮定に基づく多くの既存公開鍵方式が破られる可能性があります。

NISTの耐量子暗号プロジェクトは、将来の量子脅威から電子情報を保護する標準に取り組んでいます。

暗号資産では、量子リスクはウォレットの署名に注目が集まりがちですが、ウォレット、ウェブサイト、カストディシステム、API、暗号化バックアップを取り巻く暗号化システムにも対策が必要です。

耐量子暗号化とは、ユーザーが量子コンピューターを必要とするという意味ではありません。

一般的なコンピューターで量子攻撃に耐えるよう設計されたアルゴリズムを使うという意味です。

ML-KEMは、耐量子鍵カプセル化メカニズムの重要な例です。

今後、暗号資産インフラでは、安全な通信や鍵交換のために耐量子方式を採用する必要が生じる可能性があります。

暗号技術の変更は、互換性、性能、ウォレット、ブラウザー、ハードウェアデバイス、機関向けシステムに影響することがあるため、慎重に移行する必要があります。

適切な対応は、慌てることではなく、落ち着いて備えることです。

公開鍵暗号化と取引のプライバシー

公開鍵暗号化を使っても、ブロックチェーン上の取引が自動的に非公開になるわけではありません。

ユーザーは秘密鍵で取引に署名できますが、チェーンによっては送信者、受信者、金額、トークン、コントラクト呼び出し、タイムスタンプなどの情報が依然として明らかになる場合があります。

多くのパブリックブロックチェーンは、ノードが共通の状態を検証できるよう、設計上透明性を確保しています。

暗号化は、チェーン外のデータや、特別なプライバシープロトコル内のデータを保護できます。

透明性のある台帳にユーザーが公開した情報を隠すものではありません。

これは初心者によくある誤解です。

暗号資産で鍵が使われているため、すべての取引が暗号化されていると思い込むユーザーもいます。

実際には、多くの取引は署名されているものの、暗号化されていません。

署名は承認を証明し、暗号化は内容を隠します。

この違いを理解することで、プライバシーについて適切に判断できます。

公開鍵暗号化と鍵管理

公開鍵暗号化の安全性は、鍵管理の安全性に左右されます。

秘密鍵が盗まれると、攻撃者が保護されたデータを復号できる可能性があります。

秘密鍵を紛失すると、所有者はデータを永久に復号できなくなる場合があります。

誤った公開鍵を使うと、攻撃者や誰も管理していない鍵にデータが暗号化される可能性があります。

適切な鍵管理には、安全な生成、安全な保管、バックアップ、ローテーション、アクセス制御、失効計画が含まれます。

ユーザーにとっては、ウォレットの復旧情報をオフラインで保管し、知らないソフトウェアを避けることなどが該当します。

開発者にとっては、ハードウェアセキュリティモジュール、セキュアエンクレーブ、監査済みライブラリ、管理されたデプロイパイプラインの利用などが該当します。

機関にとっては、正式なポリシー、承認ワークフロー、職務分掌、ログ記録、災害復旧などが該当します。

暗号化は単なる数学的な処理ではありません。

運用上の責任でもあります。

公開鍵暗号化のメリット

公開鍵暗号化の最初のメリットは、事前に秘密情報を共有せずに安全な通信を行えることです。

送信者は、受信者の公開鍵を使ってデータを暗号化できます。

2つ目のメリットは、拡張性のあるアクセス制御です。

同じデータ鍵を、受信者ごとの公開鍵で暗号化して、それぞれに渡すことができます。

3つ目のメリットは、より安全なインターネット通信です。

公開鍵方式は、信頼できないネットワーク上で暗号化セッションを確立するのに役立ちます。

4つ目のメリットは、オフチェーンの暗号資産関連データをより適切に保護できることです。

ウォレットのバックアップ、プライベートメッセージ、DAOのファイル、ユーザー記録、APIのシークレットを暗号化で保護できます。

5つ目のメリットは、デジタルアイデンティティや証明書システムとの互換性です。

証明書やその他の信頼の枠組みによって、公開鍵をアイデンティティに結び付けられます。

6つ目のメリットは、将来のプライバシー保護アプリケーションを支援できることです。

慎重に設計すれば、暗号化データとパブリックブロックチェーンを連携させられます。

公開鍵暗号化のリスクと限界

1つ目の限界は、処理性能です。

大量のデータを扱う場合、公開鍵暗号化は通常、共通鍵暗号化より遅くなります。

2つ目の限界は、鍵管理です。

秘密鍵を紛失すると、暗号化データを永久に読めなくなる可能性があります。

3つ目の限界は、アイデンティティに関するリスクです。

誤った公開鍵に暗号化すると、データが別の人に漏れる可能性があります。

4つ目の限界は、プライバシーに関する誤った思い込みです。

一般的なパブリックブロックチェーンの取引は、暗号化ではなく署名されていることがよくあります。

5つ目の限界は、実装上のリスクです。

不適切なライブラリ、弱い乱数、古いアルゴリズム、誤ったパディングは、深刻な脆弱性につながる可能性があります。

6つ目の限界は、フィッシングです。

偽のウェブサイトに秘密情報を送ったり、悪意のある取引に署名したりするユーザーを、暗号化では保護できません。

7つ目の限界は、量子リスクです。

耐量子標準が整備されるにつれて、一部の古い公開鍵アルゴリズムは置き換えが必要になる場合があります。

ユーザーも開発者も、暗号化をセキュリティの一部として捉え、完全な防御策だと考えてはいけません。

ユーザー向けのベストプラクティス

秘密鍵、シードフレーズ、リカバリーワードを決して共有しないでください。

ウォレットアドレスは資金の受け取りに使うものであり、メッセージが暗号化されていることを示すものではないと理解してください。

シードフレーズをクラウドのメモ、スクリーンショット、メールの下書き、暗号化されていないファイルに保存しないでください。

ウォレットは公式ウェブサイトまたは検証済みのアプリ配信元からのみダウンロードしてください。

HTTPSやウォレット接続を信頼する前に、ウェブサイトの正確なドメインを確認してください。

適切な場合は、多額の長期保有資産にハードウェアウォレットやマルチシグを利用してください。

署名と暗号化は異なる操作であるため、ウォレットの確認画面をよく読んでください。

パブリックブロックチェーン上の活動が非公開だと思い込まないでください。

リスクと地域の規則を理解したうえで、信頼できるプライバシーツールを使用してください。

暗号化やセキュリティツールは改善されるため、ウォレットソフトウェアを最新の状態に保ってください。

開発者向けのベストプラクティス

独自の暗号化コードを書くのではなく、十分にレビューされた暗号ライブラリを使用してください。

大量のデータには、すべてを公開鍵方式で直接暗号化するのではなく、ハイブリッド暗号化を使用してください。

署名鍵、暗号化鍵、APIキー、管理者鍵を分けてください。

秘密情報をパブリックスマートコントラクトのストレージに直接置かないでください。

鍵を生成する際は、強力な乱数を使用してください。

適切な場合は、鍵のローテーションや復旧のワークフローに対応してください。

機密データを受信者向けに暗号化する前に、公開鍵や証明書を検証してください。

何が暗号化され、何に署名し、何が公開されたままなのかを文書化してください。

耐量子標準を監視し、暗号アジリティを備えたシステムを設計してください。

ユーザーが暗号技術を誤解することも多いため、署名と暗号化の違いを明確に説明するインターフェースを設計してください。

公開鍵暗号化に関するよくある誤解

よくある誤解の1つは、すべての暗号資産取引が暗号化されているというものです。

多くのパブリックブロックチェーンの取引はネットワーク上で閲覧でき、暗号化で隠されているのではなく、署名によって承認されています。

もう1つの誤解は、公開鍵とウォレットアドレスが常に同じものだということです。

ウォレットアドレスは公開鍵から生成されることが多いものの、通常、公開鍵そのもの全体ではありません。

公開鍵を共有しても常にリスクがないというのも誤解です。

公開鍵は共有できるよう設計されていますが、不要な公開はプライバシーや長期的な量子対策に影響する場合があります。

暗号化がフィッシングを防ぐというのも誤解です。

ユーザーが偽のウェブサイトにシードフレーズを渡してしまった場合、暗号化では保護できません。

強力な暗号化で弱いパスワードを補えるというのも誤解です。

暗号化されたバックアップに弱いパスワードを使っていると、攻撃者に推測される可能性があります。

公開鍵暗号化とデジタル署名が互換性のある技術だというのも誤解です。

どちらも鍵ペアを使いますが、暗号化はデータを隠し、署名は承認や真正性を証明します。

よくある質問

公開鍵暗号化とは何ですか？

公開鍵暗号化とは、公開鍵でデータを暗号化し、対応する秘密鍵だけがそのデータを復号できるようにすることです。

暗号資産では公開鍵暗号化が使われていますか？

はい。暗号資産では公開鍵暗号方式が広く使われていますが、通常のウォレット取引では、直接的な暗号化よりもデジタル署名が一般的に使われます。

暗号資産の取引は暗号化されていますか？

多くのパブリックブロックチェーンの取引は、検証のためにネットワーク参加者から閲覧できるため、デフォルトでは暗号化されていません。

暗号化と署名の違いは何ですか？

暗号化は権限のない人からデータを隠し、署名は秘密鍵の保有者がデータや取引を承認したことを証明します。

暗号資産ウォレットの公開鍵でデータを暗号化できますか？

システムによっては技術的に可能な場合がありますが、ウォレットの鍵は通常、取引への署名を目的に設計されています。独自に方法を考えるのではなく、対応する暗号化ツールを利用してください。

公開鍵はウォレットアドレスと同じですか？

いいえ。ウォレットアドレスは通常、公開鍵のデータから生成されますが、公開鍵全体と同じとは限りません。

公開鍵でデータを復号できますか？

いいえ。公開鍵暗号化では公開鍵でデータを暗号化し、対応する秘密鍵で復号します。

公開鍵だけで暗号資産を盗めますか？

現在の通常の条件下では、公開鍵だけで資金を盗むことはできないはずです。資金の使用には、対応する秘密鍵または有効な承認経路が必要です。

最新のシステムでハイブリッド暗号化が使われるのはなぜですか？

公開鍵暗号化は秘密情報の共有に適し、共通鍵暗号化は大量のデータを保護する際に処理が速いため、最新のシステムではハイブリッド暗号化が使われます。

ML-KEMとは何ですか？

ML-KEMはNISTが標準化した耐量子鍵カプセル化メカニズムで、将来の量子脅威に備えて共有秘密を安全に確立するために設計されています。

シードフレーズをフィッシングサイトに入力した場合、暗号化で保護できますか？

いいえ。ユーザーがシードフレーズを攻撃者や偽のウェブサイトに直接渡した後は、暗号化で保護できません。

公開鍵暗号化で最も大きなリスクは何ですか？

主なリスクは、不適切な鍵管理、誤った公開鍵の使用、不十分な実装、フィッシング、暗号化されていない情報までプライバシーが守られると思い込むことです。

まとめ

公開鍵暗号化は、公開鍵で誰もがデータを暗号化できる一方、対応する秘密鍵だけが復号できるようにする、中核的な暗号技術です。

暗号資産分野では、デジタル署名、ウォレットアドレス、公開鍵基盤、TLS、暗号化ストレージ、プライバシーツール、安全なアプリケーション設計と並ぶ技術です。

最も重要なのは、公開鍵暗号化と取引への署名は関連しているものの、異なる仕組みだということです。

暗号化は機密性を守り、署名は承認と真正性を証明します。

多くのパブリックブロックチェーンの取引は、完全に暗号化されているのではなく、署名され、閲覧可能な状態になっています。

それでも公開鍵暗号化は不可欠です。暗号資産ユーザーは、安全なウェブサイト、暗号化されたバックアップ、保護されたAPI、プライベートメッセージ、オフチェーンデータ、安全な通信経路に依存しているためです。

安全性は、適切なアルゴリズム、信頼できる実装、正確な公開鍵の検証、慎重な秘密鍵管理に左右されます。

また、従来の公開鍵方式が長期的な量子コンピューティングのリスクに直面するなか、その将来は耐量子方式への移行にも左右されます。

公開鍵暗号化を最も簡単に説明すると、公開鍵でデータに鍵をかけ、秘密鍵でその鍵を開ける仕組みです。安全な暗号資産システムには、いつ暗号化し、いつ署名し、どのデータが公開されたままなのかを把握することが必要です。