デジタル署名と証明書

デジタル署名は、ドキュメントやメッセージが特定の秘密鍵の保有者によって作成され、変更されていないことを証明します。手書きの署名とは異なり、内容と数学的に結び付いているため、少しでも変更すると署名は無効になります。

署名の手順：

1. ドキュメントをハッシュ化します：H = SHA256(document)
2. 秘密鍵でハッシュを暗号化します：sig = RSA_encrypt(H, private_key)
3. 署名をドキュメントに付加します

検証：sig を公開鍵で復号し、ハッシュを再計算して比較します。

最新の署名アルゴリズム：

• ECDSA（P-256 使用）— TLS 証明書や Bitcoin で使用されます
• Ed25519（EdDSA）— より高速で単純であり、署名ごとの乱数に起因する脆弱性がなく、SSH や Signal で使用されます

新しいアプリケーションでは Ed25519 を推奨します。

デジタル証明書（X.509）は、公開鍵と識別情報を結び付けます。証明書には、サブジェクト名、公開鍵、有効期間、発行者、CA のデジタル署名が含まれます。HTTPS サイトにアクセスすると、サーバーは自身の証明書を提示して身元を証明します。

認証局（CA）は、申請者の身元を確認した後に証明書へ署名する、信頼された組織です。ブラウザーと OS の信頼ストアには、ルート CA 証明書が含まれています。信頼チェーンは、ルート CA → 中間 CA → エンドエンティティ証明書という構成になります。

Let's Encrypt は、無料で利用できる自動化された認証局です。ACME プロトコルによる自動更新が可能な、有効期間 90 日間のドメイン認証（DV）証明書を発行します。2015 年以降、HTTPS の普及を大幅に促進してきました。

証明書の検証レベル：

• DV（Domain Validated） — ドメインの管理権限のみを証明します
• OV（Organization Validated） — 組織が実在することを確認します
• EV（Extended Validation） — 厳格な身元確認を行います（緑色のアドレスバーは現在、ブラウザーでは非推奨です）

侵害された証明書は失効させる必要があります：

• CRL（Certificate Revocation List） — 失効したシリアル番号のダウンロード可能な一覧
• OCSP（Online Certificate Status Protocol） — 単一の証明書をリアルタイムで確認する方式
• OCSP Stapling — サーバーが CA 署名済みの OCSP 応答を TLS ハンドシェイクに添付する方式

Certificate Transparency ログは、発行されたすべての証明書を記録した公開の追記専用記録です。ブラウザーは、証明書に CT の証明が含まれていることを要求します。これにより、誤って発行された証明書を数時間以内に検出できます。検索：crt.sh

ソフトウェアの発行者は、コード署名証明書を使って実行可能ファイルに署名します。OSは実行前に署名を検証します。これにより、改ざんされたバイナリが気付かれないまま実行されるのを防ぎます。macOS GatekeeperとWindows SmartScreenは、コード署名に関するポリシーを適用します。

Certificate pinningは、アプリケーションに期待する証明書または公開鍵をハードコードします。不正な認証局（CA）が偽造証明書を発行した場合でも、ピン留めされたアプリはそれを拒否します。モバイルアプリや高セキュリティサービスで使用されます。更新が難しいため、慎重に使用してください。

特定の証明書が失効しているかどうかを、ブラウザーがリアルタイムで確認できる仕組みはどれですか？

デジタル署名は、秘密鍵を使って真正性と完全性を証明します。証明書は、認証局によって署名され、公開鍵と身元情報を結び付けます。Let's Encryptは無料のDV証明書を提供します。失効確認にはCRLまたはOCSPを使用します。Certificate Transparencyのログは、不正発行の検出に役立ちます。Ed25519は、現代的な署名アルゴリズムとして最もよく選ばれています。