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Cryptology Academy · レッスン

RSAの実世界での用途と鍵サイズ

現在、RSAがHTTPS、SSH、コード署名をどのように保護しているかを学びます。

「RSAの実世界での用途と鍵サイズ」はCoddyKit上の無料Cryptology Academyレッスンです。 これはレッスン4/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはCryptology Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 Cryptology Academyコースには全4レッスンが含まれています。

ようこそ

RSAは世界中の通信を保護しています。このレッスンでは、RSAを実際のシステムに対応付け、HTTPS証明書、SSH認証、コード署名、暗号化メールについて学びます。

TLS/HTTPSでのRSA

TLS証明書には、サーバーのRSAまたはECC公開鍵が含まれています。TLSハンドシェイク中に、クライアントはこの公開鍵を使ってサーバーの身元を検証し、共有セッション鍵を確立します。

TLS 1.2でのRSA鍵交換

TLS 1.2のRSAモードでは、クライアントがランダムなプレマスターシークレットを生成し、サーバーのRSA公開鍵で暗号化して送信します。サーバーは秘密鍵で復号します。その後、双方がセッション鍵を導出します。

TLS 1.3でRSA鍵交換が廃止された理由

TLS 1.3では、前方秘匿性がないためRSA鍵交換が廃止されました。サーバーの秘密鍵が後から漏えいすると、過去のセッションを復号できてしまうためです。RSA鍵交換はECDHEに置き換えられました。

SSH公開鍵認証

SSHの鍵認証の流れ： 1. サーバーはユーザーの公開鍵を~/.ssh/authorized_keysに保存します 2. サーバーがチャレンジを送信します 3. クライアントが秘密鍵でチャレンジに署名します 4. サーバーが保存済みの公開鍵で検証します パスワードがネットワーク上を送信されることはありません。

RSAによるコード署名

開発者がバイナリに署名します：signature = RSA-Sign(hash(binary), private_key)。OSが検証します：RSA-Verify(signature, hash(binary), public_cert)。一致しない場合、インストールは拒否されます。

メール署名：PGP/GPG

GPGはRSAを使ってメールに署名します。 gpg --sign message.txt 受信者は、キーサーバーから取得した送信者の公開鍵で署名を検証します。暗号化と組み合わせる場合は、gpg --encrypt --signを使用します。

2025年のRSA鍵長に関する推奨事項

RSA-1024：使用しないでください（2010年に素因数分解されています）。RSA-2048：2030年までは許容できる最小値です。RSA-3072：新規導入で推奨されます。RSA-4096：高い安全性を提供しますが、4倍遅くなります。代替としてECCも検討してください。

証明書におけるECDSAとRSAの比較

セキュリティ強度では、ECDSA-256 ≈ RSA-3072です。ECDSAの鍵は10分の1のサイズです。ECDSAのハンドシェイクはより高速です。現在、最新のTLS環境の大半では、RSA証明書ではなくECDSA証明書が使用されています。

RSAと量子コンピューター

暗号解読に利用可能な量子コンピューターでShorのアルゴリズムを実行すると、RSAを多項式時間で破ることが可能になります。NISTは、RSAに代わるポスト量子暗号の方式（Kyber、Dilithium）の標準化を進めています。

鍵のライフサイクル管理

RSA鍵には、CSPRNGを使用して生成する、ハードウェア（HSM／セキュアエンクレーブ）で保護する、定期的にローテーションする、漏えいした場合は失効させる、廃棄時には安全に破棄する、といった管理が必要です。

理解度チェック

TLS 1.3でRSA鍵交換が廃止されたのはなぜですか？

まとめ

すばらしいです。RSAが実際のシステムでどのように使われているかを理解できました。次はデジタル署名、つまりRSAなどのアルゴリズムが認証と否認防止をどのように実現するかを学びます。

よくある質問

「RSAの実世界での用途と鍵サイズ」レッスンは無料ですか？

はい。「RSAの実世界での用途と鍵サイズ」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、Cryptology Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 Cryptology Academyコースには全4レッスンが含まれています。

「RSAの実世界での用途と鍵サイズ」で何を学びますか？

現在、RSAがHTTPS、SSH、コード署名をどのように保護しているかを学びます。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでCryptology Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

Cryptology Academyを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのCryptology Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン4/4です。

「RSAの実世界での用途と鍵サイズ」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このCryptology Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのCryptology Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

このコースのすべてのレッスン

  1. 公開鍵暗号の概念
  2. RSA鍵生成をステップごとに学ぶ
  3. RSA暗号化と復号の数学
  4. RSAの実世界での用途と鍵サイズ
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