共通テスト情報Ⅰ・2-11

情報セキュリティ技術の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「情報社会とデザイン」から、情報セキュリティ技術に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問12-11・基礎

共通鍵暗号方式の特徴として、正しいものはどれか？

①暗号化と復号でそれぞれ異なる鍵を使う
②鍵の管理が容易で、多数の相手との通信に向く
③処理が速く、大量のデータの暗号化に向く
④RSA暗号が代表的なアルゴリズムである

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正解 ③処理が速く、大量のデータの暗号化に向く

解説
正解は「処理が速く、大量のデータの暗号化に向く」。共通鍵暗号方式は計算が軽く、速く暗号化できます。

なぜ
共通鍵暗号方式は、暗号化と復号（元に戻すこと）に同じ鍵を使います。計算が単純なので速い反面、鍵を相手に安全に渡す方法が課題になります（鍵配送問題）。また、通信相手ごとに別の鍵が必要なので、相手が増えると鍵の数が多くなります。代表例はAESです。

ひっかけ注意

・「暗号化と復号でそれぞれ異なる鍵を使う」…公開鍵暗号方式の特徴。公開鍵で暗号化したものは、対になる秘密鍵を持つ人だけが復号できる。
・「鍵の管理が容易で、多数の相手との通信に向く」…逆。相手ごとに別の鍵が必要で、n人が互いにやり取りするとn×(n－1)÷2個の鍵がいる（10人なら45個）。
・「RSA暗号が代表的なアルゴリズムである」…RSAは公開鍵暗号方式の代表例。これに対し、共通鍵暗号方式の代表例はAESやCamellia。

問22-11・標準

公開鍵暗号方式において、AさんがBさんだけに秘密のメッセージを送りたい場合、どの鍵を使って暗号化すべきか？

①Aさんの公開鍵
②Aさんの秘密鍵
③Bさんの秘密鍵
④Bさんの公開鍵

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正解 ④Bさんの公開鍵

解説
正解は「Bさんの公開鍵」。受信者Bさんの公開鍵で暗号化すれば、Bさんだけが元に戻せます。

なぜ
公開鍵暗号方式では、公開鍵（だれでも入手できる鍵）と秘密鍵（本人だけが持つ鍵）が対になっています。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ません。Bさんの秘密鍵を持つのはBさんだけなので、Bさんだけが読めます。

ひっかけ注意

・「Aさんの公開鍵」…これで暗号化すると、復号できるのはAさんの秘密鍵を持つAさんだけ。受信者のBさんは読めない。
・「Aさんの秘密鍵」…デジタル署名を作るときに使う鍵。Aさんの公開鍵はだれでも手に入るため、だれでも元に戻せて秘密は守れない。
・「Bさんの秘密鍵」…Bさん本人だけが持つ鍵なので、Aさんは使えない。Bさんが受け取った暗号文を復号するときに使う。

問32-11・基礎

SSL/TLSなどの通信で用いられ、共通鍵暗号（高速性）と公開鍵暗号（鍵配布の安全性）の長所を組み合わせた方式を何と呼ぶか？

①ハイブリッド暗号方式
②ストリーム暗号
③耐量子計算機暗号
④ハッシュ関数

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正解 ①ハイブリッド暗号方式

解説
正解は「ハイブリッド暗号方式」。公開鍵暗号と共通鍵暗号の長所を組み合わせた方式です。

なぜ
公開鍵暗号は鍵を安全に共有できますが、処理が遅いのが欠点です。共通鍵暗号は速いですが、鍵を安全に渡すのが難しいのが欠点です。そこで、まず公開鍵暗号の技術（鍵共有など）を使って共通鍵を安全に共有し、そのあとの実際のデータは共通鍵で速く暗号化します。httpsで使われるTLSもこの考え方です。

ひっかけ注意

・「ストリーム暗号」…共通鍵暗号の一種で、データを1ビットや1バイトずつ順に暗号化する方式（CRYPTRECの電子政府推奨暗号リストではKCipher-2が例）。2つの方式を組み合わせるしくみの名前ではない。
・「耐量子計算機暗号」…量子コンピュータが実用化されても破られにくいように作る暗号（PQC）。今の公開鍵暗号の安全性が下がる場合に備えるもの。
・「ハッシュ関数」…データから決まった長さの値を作る一方向の関数。鍵を使わず元にも戻せないため、共通鍵を届ける目的には使えない。

問42-11・基礎

入力データから固定長の不規則な値を生成する計算式で、データの改ざん検知やパスワードの保存などに使われる「一方向性関数」はどれか？

①共通鍵暗号
②ハッシュ関数
③公開鍵暗号
④乱数生成器

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正解 ②ハッシュ関数

解説
正解は「ハッシュ関数」。データから決まった長さの値（ハッシュ値）を作る、元に戻せない関数です。

なぜ
入力が1文字でも変わると、ハッシュ値は大きく変わります。また、ハッシュ値から元のデータを求めるのは非常に難しくなっています（一方向性）。この性質を使い、送る前と受け取った後のハッシュ値を比べて改ざんを見つけます。パスワードをそのまま保存せず、ハッシュ値にして保存するのにも使われます。例えばSHA-256は、短い文でも大きなファイルでも、いつも256ビットの値を作ります。

ひっかけ注意

・「共通鍵暗号」…同じ鍵で暗号化と復号をする方式。鍵があれば元に戻せるので一方向ではない。代表例はAES。
・「公開鍵暗号」…対になる2つの鍵を使う方式。秘密鍵があれば元に戻せるので一方向ではない。代表例はRSA。
・「乱数生成器」…予測できない数を作るしくみ。同じ入力からは必ず同じ値を出すハッシュ関数とは、この点に大きな違いがある。

問52-11・基礎

Webサイトが本物であることを確かめたり、通信を暗号化したりするために、認証局（CA）から発行される電子的なデータはどれか？

①クッキー
②ハッシュ値
③サーバ証明書
④プライバシーポリシー

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正解 ③サーバ証明書

解説
正解は「サーバ証明書」。認証局（信頼できる第三者の機関）が発行し、接続先のサーバが本物であることを確かめるのに使います。

なぜ
サーバ証明書には、サイトのドメイン名やサーバの公開鍵などが書かれ、認証局の電子署名が付いています。ブラウザは署名を確かめて、偽のサイトでないかを判断してから暗号化した通信（TLS）を始めます。ただし、偽サイトが証明書を取得している例もあるので、URL全体も確かめることが大切です。

ひっかけ注意

・「クッキー」…Webサーバがブラウザに保存させる小さなデータ。ログイン状態を覚える場合などに使い、サーバが本物かの証明には使えない。
・「ハッシュ値」…データからハッシュ関数で作った決まった長さの値。送る前後の値を比べて改ざんを見つけるときに使う。
・「プライバシーポリシー」…Webサイトが個人情報をどう扱うかを示した方針の文書。認証局ではなく、サイトの運営者だけで作って公開する。

問62-11・標準

PCやスマホなどの端末自体に保存される生体認証データなどを外部に出さず、署名だけをサーバに送ることで安全性を高める規格はどれか？

①OAuth
②OpenID Connect
③SAML
④FIDO

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正解 ④FIDO

解説
正解は「FIDO」（ファイド）。パスワードを使わずに安全にログインするための規格で、パスキーもこのしくみです。（情報Ⅰの範囲を少し超えた発展の内容です）

なぜ
FIDOでは、端末の中で公開鍵と秘密鍵のペアを作り、サーバには公開鍵だけを登録します。ログインのときは、端末で指紋や顔などの本人確認をしてから、秘密鍵でサーバからの問いかけ（チャレンジ）に署名して送ります。サーバは登録済みの公開鍵で署名を確かめます。生体情報は端末の外に出ず、サーバには公開鍵しか保存されないので、サーバから情報が漏れてもなりすましに使われにくいのが利点です。

ひっかけ注意

・「OAuth」…あるアプリに、別のサービスにある自分のデータを使う限られた権限だけを渡すための規格（RFC 6749）。本人確認の方式ではない。
・「OpenID Connect」…他のサービスのアカウントでログインできるようにする認証の規格。OAuth 2.0 を土台にしており、ログインの仕組みとして使われる。
・「SAML」…組織のシステムどうしで認証の結果を受け渡し、シングルサインオンを実現する規格。生体情報を端末に閉じ込めるしくみではない点が違い。

問72-11・基礎

無線LANの暗号化規格の中で、最も新しく、セキュリティ強度が高いとされるものはどれか？

①WPA3
②WEP
③WPA
④WPA2

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正解 ①WPA3

解説
正解は「WPA3」。4つのうち最も新しく、安全性が高い方式です。

なぜ
無線LANのセキュリティ方式は、WEP、WPA、WPA2、WPA3の順に作られ、強化されてきました。WPA3は2018年に発表された方式で、新しい暗号鍵の交換方法などを取り入れ、WPA2で報告された脆弱性も解消しています。総務省は、現時点ではWPA2かWPA3による暗号化を推奨し、WPA3のほうがより強固だとしています。

ひっかけ注意

・「WEP」…最初期の方式。短時間で解読される方法が見つかっているため、総務省は使用を推奨していない。
・「WPA」…WEPの弱点を補強した方式。暗号鍵を一定時間ごとに自動で変えるTKIPを使うが、一部に脆弱性があり、現在は推奨されない（WPA2はより強いAESを使う）。
・「WPA2」…現在主流の方式で、総務省も推奨している。一方、WPA3は2018年発表のより新しい方式で、より強固な暗号を使える。

問82-11・基礎

組織内ネットワーク（LAN）からインターネットへアクセスする際、代理として通信を行い、内部のIPアドレスを隠蔽する役割を持つサーバはどれか？

①DNSサーバ
②プロキシサーバ
③DHCPサーバ
④ファイルサーバ

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正解 ②プロキシサーバ

解説
正解は「プロキシサーバ」。組織内の端末の代わりに、インターネットへアクセスするサーバです。

なぜ
プロキシは代理という意味です。端末からの要求を受けて、代わりにWebサイトにアクセスし、結果を端末に返します。外からは代理のサーバしか見えないため、内部の端末のIPアドレスを隠せます。有害サイトへのアクセスの制限や、よく見るページの一時保存（キャッシュ）にも使われます。

ひっかけ注意

・「DNSサーバ」…ドメイン名をIPアドレスに変換するサーバ。問い合わせに答えるだけで、代わりにWebサイトへアクセスはしない。
・「DHCPサーバ」…端末にIPアドレスなどの設定を自動で割り当てるサーバ。つないだときに設定を配るだけで、通信の中継はしない。
・「ファイルサーバ」…ファイルを保存し、ネットワーク上で共有するサーバ。共有の権限は必要な人だけに与える。

問92-11・標準

外部から持ち込まれたPCを社内ネットワークに接続する前に、セキュリティ対策状況（OS更新やウイルス対策など）を検査し、不適合な端末を遮断する仕組みはどれか？

①VPN
②DMZ
③検疫ネットワーク
④IDS

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正解 ③検疫ネットワーク

解説
正解は「検疫ネットワーク」。社内ネットワークにつなぐ前に端末の安全を調べ、条件を満たさなければ接続させないしくみです。（情報Ⅰの範囲を少し超えた発展の内容です）

なぜ
空港の検疫のように、入口で端末のOSの更新状況や、ウイルス対策ソフトの定義ファイルが最新かを調べます。条件を満たさない端末は、更新などを済ませて検査に合格するまで、社内ネットワークに接続できません。

ひっかけ注意

・「VPN」…インターネット上に暗号化した仮想の専用線を作る技術。通信を守るだけで、つなぐ端末の更新状況は調べない。
・「DMZ」…外部に公開するWebサーバなどを置く、社内とインターネットの間の区域。持ち込まれた端末を検査する場所ではない点が違い。
・「IDS」…ネットワークへの不正な侵入を見つけて管理者に知らせる侵入検知システム。見つけて知らせるだけで、遮断まで行うものはIPS。

問102-11・基礎

インターネット上に仮想的な専用線を構築し、通信データを暗号化することで、盗聴を防ぎながら安全に拠点間通信を行う技術はどれか？

①ISP
②LAN
③WAN
④VPN

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正解 ④VPN

解説
正解は「VPN」。インターネットなどの上に、暗号化した仮想の専用線を作る技術です。

なぜ
VPNは仮想プライベートネットワークの略です。通信をトンネル（外から中身が見えない通り道）に包み、暗号化して送ります。そのため、専用線でつないだように安全に拠点どうしや自宅と会社を結べます。テレワークで社内システムを使うときにも利用されます。

ひっかけ注意

・「ISP」…インターネットへの接続サービスを提供する事業者。利用者はISPと契約してつなぐため、通信を守る技術の名前ではない。
・「LAN」…建物の中など、限られた範囲のネットワーク。家庭や学校の中だけで使う場合が多い。
・「WAN」…離れた地域どうしを結ぶ広い範囲のネットワーク。つなぐだけでは暗号化されないため、VPNと組み合わせる場合がある。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。