読了所要時間: 4分44秒 | 公開日: 2025年8月1日
ポスト量子暗号 ポスト量子暗号とは
ポスト量子暗号 (PQC) は、強力な量子コンピューターにも耐えられる暗号であり、耐量子暗号とも呼ばれています。PQCでは、ショアのアルゴリズムなどの量子アルゴリズムによって解読可能なRSAやECCとは異なり、従来の攻撃と量子攻撃に耐性のある数学的問題を使用します。
- ポスト量子暗号の重要性
- ポスト量子暗号の主要な構成要素とは
- 量子暗号との関係
- ポスト量子暗号のメリット
- ポスト量子暗号の未来
- HPEとポスト量子暗号
ポスト量子暗号の重要性
ポスト量子暗号では、量子力学やハードウェアを使用しません。格子ベース、ハッシュベース、コードベース、多変数暗号などの最新の暗号化方式が、従来のコンピューター上で使用されます。これらの方法では、強力な暗号化、鍵共有、デジタル署名を使用して、機密データや機密システムを量子攻撃から保護します。
量子コンピューティングの発展に伴い、PQCは、セキュアなデジタル通信およびインフラストラクチャの実現に不可欠となります。新たな脅威にプロアクティブに対応するため、組織や政府はPQCガイドラインを採用しつつあります。
ポスト量子暗号の主要な構成要素とは
いくつかのポスト量子暗号方式は、量子攻撃に対して安全であると主張される難しい数学的問題に基づいています。
- 格子ベースの暗号: 暗号化の中で最も成熟し、よく研究されているトピックの1つである格子ベースの暗号は、多次元の格子で問題を解決することの複雑さに依存しています。準同型暗号、デジタル署名、暗号化をサポートしており、各種NIST標準化アルゴリズムの基本となります。
- ハッシュベースの署名: この方式は数十年にわたって研究されており、ハッシュ関数を保護してデジタル署名を確立するために利用されています。安全で、研究も進んでいますが、データを暗号化するのではなく署名するのに最適であり、鍵の再利用に制限があります。
- 多変数多項式暗号: この方式では、有限体上の非線形多項式方程式を使用します。鍵のサイズは巨大になる可能性がありますが、操作が高速で、必要なコンピューティングも少ないため、デジタル署名に適しています。
- 符号ベースの暗号: エラー訂正符号に基づいた暗号方式で、幅広いセキュリティの実績があり、従来の攻撃と量子攻撃に耐えられます。暗号化に最適ですが、大きな公開鍵が生成されるため、一部のアプリケーションでは問題が発生する可能性があります。
- 同種写像ベースの暗号: さらに新しく、実験的な同種写像ベースの暗号では、楕円曲線間の (同種写像と呼ばれる) 数学的マッピングを使用します。非常に小さな鍵サイズをサポートしており、鍵交換プロトコルとしては有望ですが、他のグループほど成熟しておらず、厳重な検査が行われます。
各コンポーネントには、速度、鍵のサイズ、実装の複雑さ、特定のユースケースへの適用性に関して、メリットとデメリットがあります。ポスト量子時代にこのようにさまざまなタイプがあることは、暗号作成者やエンジニアが個々のニーズや制限に応じて適切な方法を選択するうえで役立ちます。
量子暗号との関係
ポスト量子暗号 (PQC) と量子暗号は、量子セキュリティを異なる観点から扱っており、互換性はありません。量子暗号 (特に量子鍵配送 (QKD)) では、量子物理学を利用して通信チャネルを保護します。物理学の原理を利用した盗聴検知と鍵の秘密保持が主な目的となりますが、量子ハードウェアと光インフラストラクチャが必要です。
ポスト量子暗号では、従来のコンピューティングのみです。量子コンピューターの攻撃に耐えることができ、量子インフラストラクチャのない既存のデバイス、ネットワーク、システムに展開できる暗号アルゴリズムの作成が含まれているため、産業分野での実装ではPQCが利用しやすくなり、拡張性も向上します。
これらの手法は競合するものではなく、補完的なものです。量子暗号は、完全な秘密性とハードウェア投資を必要とするニッチなユースケースに最適です。PQCは、一般的な暗号化とデジタル署名に適しています。
ポスト量子暗号のメリット
PQCの背景にある緊急性は、理論的なものではなく、戦略的なものです。暗号化されたデータは、何年、あるいは何十年にもわたって機密性を保つことができます。量子コンピューターが進化すると、攻撃者は、暗号化されたデータを収集し、後で復号するために保存できるようになります。これは「今収集し、後で解読する」攻撃です。PQCは、暗号化テクノロジーの時間とテクノロジーへの耐性を保証することで、この問題を克服します。
PQCをプロアクティブに導入することで、次のようなメリットが得られます。
- 重要なデータ、知的財産、国家機密の機密性を維持する。
- 常に敵の一歩先を行き、企業のリスクを軽減する。
- コンプライアンスを強化し、特にNIST標準が義務付けられた場合に、将来の規制に対する整合性を確保する。
- インフラストラクチャにクリプトアジリティを組み込み、コストのかかるリアクティブな変更を回避する。
- セキュリティがプロアクティブに確保されていることをパートナーや消費者に示すことで、デジタルトラストを高める。
PQCでは、量子コンピューターがもたらす未来にただ備えるのではなく、変化する脅威環境において耐障害性とリーダーシップを確立することも求められます。これは、企業がデジタル基盤を保護するために講じることができる最も重要な対策の1つです。
ポスト量子暗号の未来
ポスト量子暗号の未来は急速に近づいています。米国国立標準技術研究所 (NIST) が数年前から進めてきた耐量子アルゴリズムの標準化が間もなく完了するなど、世界的な暗号方式の移行が目前に迫っています。CRYSTALS-KyberやCRYSTALS-Dilithiumなどの最終的なアルゴリズムが、公共部門と民間部門でテストされています。
今後は、従来のアルゴリズムとポスト量子アルゴリズムを組み合わせたハイブリッド暗号システムが一般的になる見込みです。ハイブリッドシステムなら、インフラストラクチャの互換性を維持しながら、システムに量子耐性を徐々に組み込むことができます。量子コンピューター対策に不可欠です。
今後3～5年以内に、銀行、防衛、通信、医療の分野ではPQCの導入が必須になる見込みです。今すぐ暗号資産の監査、移行の計画、クリプトアジャイルアーキテクチャーへの投資を開始すれば、ビジネスを中断することなく適応できるようになります。
このテクノロジーは未来のものではありません。組織は今すぐ対応する必要があります。量子コンピューターは今脅威ではないとしても、将来脅威となります。PQCで常にその一歩先を行くことができます。
HPEとポスト量子暗号
HPEは、ポスト量子への移行を通じて、お客様に多面的なサポートを提供しています。
- クリプトアジリティ: システムを大幅に変更することなく新しい暗号方式を導入可能。
- 標準の整合: タイムリーなコンプライアンスと実装のために、NIST標準と世界標準を監視。
- サプライチェーンのセキュリティ: ハードウェア、ファームウェア、ライフサイクル管理におけるPQC。
- 顧客支援: エンタープライズ向けのサービス、教育、移行パス。
- HPE iLO 7: ポスト量子暗号機能を備えたASICを組み込むことで、耐障害性のあるリモート管理を実現し、将来の量子コンピューターの脅威から重要なインフラストラクチャを保護。