読み方：かぎペア

鍵ペア【key pair】キーペア

概要

鍵ペアとは、公開鍵暗号方式で使用する2種類の鍵のセット。一方は誰でも入手できる「公開鍵」、もう一方は所有者だけが保持する「秘密鍵」で、この2つは数学的な関係で結びついており、暗号化や電子署名に用いられる。

共通鍵暗号では暗号化と復号に同一の鍵を使うが、公開鍵暗号では用途の異なる2つの鍵を組み合わせる。公開鍵で暗号化したデータは対になる秘密鍵でしか復号できない性質があり、送信者が受信者の公開鍵でメッセージを暗号化すれば、秘密鍵を持つ受信者本人しか復号できない。これにより、事前に暗号鍵を秘密裏に受け渡すことなく安全に通信できる。

鍵ペアはデジタル署名（電子署名）にも使われる。署名時には秘密鍵で署名データを生成し、受信者や第三者は対応する公開鍵で検証する。公開鍵で正しく検証できる署名は秘密鍵の保持者しか作れないため、送信者の同一性の証明と改竄の検出が可能になる。

2つの鍵は所定のアルゴリズムで同時に生成される。公開鍵から秘密鍵を逆算できないよう、数学上の困難な問題が安全性の根拠として使われる。RSA暗号では2つの巨大な素数の積を公開鍵の生成に用い、素因数分解の困難さが安全性を支える。楕円曲線暗号では楕円曲線上の離散対数問題を応用し、RSAより短い鍵長で同等の安全性を実現する。

秘密鍵の管理は鍵ペアの運用における最重要事項である。秘密鍵が漏洩すると暗号通信の解読や署名の偽造が可能になるため、パスワードによる保護やハードウェアセキュリティモジュール（HSM）への格納といった対策が講じられる。公開鍵は単独では所有者の正当性を証明できないため、デジタル証明書（公開鍵証明書）を通じて公開鍵と所有者の情報を結び付けて運用されることが多い。鍵ペアはSSL/TLSによる暗号化通信や電子メールの暗号化、ソフトウェアの開発元を証明するコード署名など様々な場面で利用されている。