RSA暗号化

RSA暗号化とは

RSA暗号化は、2種類の鍵を用いて情報を保護する公開鍵暗号方式です。公開鍵は誰でも共有でき、暗号化や検証に使用されます。秘密鍵は所有者のみが保持し、復号や署名に使われます。

これは「透明な錠前と個人の鍵」のようなイメージです。誰でもあなたの透明な錠前（公開鍵）でメッセージを守れますが、開けられるのは秘密鍵を持つ本人だけです。この仕組みにより、インターネット上の第三者間でも安全な通信が可能となり、HTTPSやデジタル証明書、多くのバックエンドシステムの基盤となっています。

RSA暗号化がWeb3やインターネットにとって重要な理由

Web3では、RSA暗号化は「玄関のセキュリティガード」として機能します。オンチェーンのトランザクション署名を直接生成するわけではありませんが、ログインやAPIコール、プラットフォームとの鍵配布経路の保護に欠かせません。

取引プラットフォームへブラウザでアクセスする際、HTTPSはRSA証明書を使ってサイトの正当性を検証し、安全なセッションを確立します。これにより、パスワードや二段階認証コード、APIキーなどが通信中に盗まれることを防ぎます。GateのウェブサイトやAPIエンドポイントでは、TLSハンドシェイクで証明書による認証が行われ、その後はセッションの対称暗号化でデータが守られます。

2025年時点でも、多くのウェブサーバーは2048ビット以上のRSA証明書を利用しています。高いセキュリティが求められる場合は、業界標準として3072ビット以上が推奨されています（NIST 2023年ガイドライン参照）。

RSA暗号化の仕組み

RSA暗号化の安全性は、非常に大きな合成数を2つの素数に分解するという数学的な困難さに基づいています。これは、完成したパズルを受け取り、元の2つのコアピースに分解するようなもので、計算コストが非常に高い作業です。

手順は以下の通りです：

• 2つの大きな素数を選び、それらを掛け合わせて「鍵本体」を作成します。
• パラメータを選び、公開鍵と秘密鍵を生成します。公開鍵は「鍵をかける」（暗号化や検証）ため、秘密鍵は「鍵を開ける」（復号や署名）ために使われます。

暗号化と署名は役割が異なります：

• 暗号化は、平文を秘密鍵所有者しか読めない暗号文に変換します。これはログインフォームやAPIキー送信時の保護に最適です。
• 署名は、秘密鍵を使ってメッセージに「偽造不可の印」を付与し、他者が公開鍵で検証できます。つまり「このメッセージは本当にあなたから送信された」ことを証明します。

RSA暗号化によるHTTPSとGateログインのデータ保護

TLS（HTTPSで使用される）では、RSA暗号化は主に「身元確認と安全な鍵カプセル化」に使われます。ウェブサイト証明書には公開鍵が含まれ、ブラウザはそれを使って本物のサーバーかどうかを確認します。実際のデータ暗号化はセッションキーで行われます。

ステップ1：ブラウザがGateに接続すると、サーバーの証明書チェーンとドメインの一致を確認し、信頼されたルート証明書で署名を検証します（多くの場合、RSAまたはECC署名）。

ステップ2：ブラウザとサーバーが「セッションキー」を協議し、以降の通信は対称暗号化（2者間で単一の鍵を共有するようなもの）で行います。TLS 1.3では、楕円曲線鍵交換（ECDHE）が一般的です。

ステップ3：暗号化された通信経路が確立されると、ログインパスワードやSMS認証コード、APIキーなどが安全に送信されます。RSA暗号化はサーバーの身元の正当性を保証し、鍵交換時の改ざんやなりすましを防ぎます。

この設計は「信頼された身元」と「効率的なデータ暗号化」を分離しています。RSA暗号化は身元確認を担い、データ保護は対称暗号化で行われます。これにより、安全性と効率性の両立が可能です（TLS 1.3の設計原則はIETF RFC 8446参照）。

RSA鍵の生成と利用方法

RSA暗号鍵は標準ツールで生成でき、安全な通信や署名検証に利用されます。以下は基本的なワークフローです：

ステップ1：秘密鍵を生成します。これはあなただけの鍵なので厳重に保管してください。

ステップ2：秘密鍵から公開鍵を導出します。公開鍵は暗号化や署名検証のため他者と共有できます。

ステップ3：安全な「パディング」を選択します。パディングは暗号化前に構造とランダム性を加え、OAEPパディングがパターン推測やリプレイ攻撃防止に広く使われます。

ステップ4：暗号化や署名を実行します。他者はあなたの公開鍵で秘密情報を暗号化して送信し、あなたは秘密鍵で重要なメッセージに署名して他者に検証してもらいます。

コマンドラインツールが必要な場合はOpenSSLが一般的です（参考）：

• 秘密鍵生成：openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:3072
• 公開鍵エクスポート：openssl pkey -in private.pem -pubout -out public.pem
• OAEPで暗号化：openssl pkeyutl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in msg.bin -out msg.enc -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep
• 復号：openssl pkeyutl -decrypt -inkey private.pem -in msg.enc -out msg.dec -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep

RSA暗号化と楕円曲線暗号の違い

どちらも公開鍵暗号アルゴリズムですが、実装や重視点が異なります。

• 性能とサイズ：RSAは同等の安全性を得るためにより大きな鍵が必要です。例えばRSA 2048ビット鍵はECC P-256と同等ですが、RSAの公開鍵や署名は一般的に大きく、通信や保管コストが高くなります。
• 用途：2025年時点で、主要なブロックチェーン（BitcoinのECDSA、SolanaのEd25519、EthereumのECDSA）はトランザクションデータ削減や検証高速化のため楕円曲線アルゴリズムを利用しています。RSAは証明書や従来インフラ（TLS、S/MIME）で広く使われています。
• ハンドシェイクとセッション：TLS 1.3では鍵交換にECDHEが推奨され、RSAは主に証明書署名や身元認証に利用されます。

RSA暗号化利用時のリスクと注意点

RSAの安全性はアルゴリズムだけでなく、実装や運用にも依存します。

• 鍵長と強度：必ず2048ビット以上を選択し、機密性の高い用途では3072ビット以上を推奨します（NIST 2023年推奨）。短い鍵は攻撃耐性が低下します。
• 乱数品質：鍵やパディング生成には高品質な乱数が不可欠です。乱数が低品質だと「鍵」が予測可能となり、漏洩リスクが高まります。
• パディングと実装：必ず最新のパディング方式（OAEPなど）と適切な検証ワークフローを利用し、「生のRSA」は避けてください。既知の攻撃を防ぐためです。
• 秘密鍵保管：秘密鍵はHSMなどの安全なハードウェアや、暗号化されたアクセス制限付きストレージで保管してください。秘密鍵を平文や安全でない経路で送信してはいけません。
• 量子リスク：大規模な量子コンピューターが実現すれば（Shorのアルゴリズムにより）RSA暗号化は理論上破られる可能性があります。現時点では標準鍵長を脅かす量子デバイスはありませんが、長期的には耐量子暗号への移行を注視する必要があります。

RSA暗号化の要点まとめ

RSA暗号化は「公開鍵の開示と秘密鍵の保護」により、インターネットやWeb3インフラの身元確認や安全な鍵カプセル化を実現しています。主にHTTPS証明書、API通信、メール暗号化などで利用され、オンチェーン署名は楕円曲線アルゴリズムが主流です。RSAの役割や公開/秘密鍵管理、適切な鍵長とパディング選択、TLS内での連携を理解することで、Gateなどのプラットフォーム利用時のセキュリティ強化とリスク低減に役立ちます。

FAQ

RSA暗号化とは？仮想通貨で使われる理由

RSA暗号化は、公開鍵と秘密鍵という2つの関連鍵でデータを守る非対称暗号方式です。仮想通貨では、RSAがウォレットアドレス生成やトランザクション署名に使われ、秘密鍵所有者だけが資金を動かせます。つまり、あなただけが開けられる錠前を資産に追加するイメージです。

公開鍵と秘密鍵の違い・保管方法

公開鍵は自由に共有できます（送金受け取り用）、秘密鍵は厳重な機密保持が必要です（送金承認用）。わかりやすく言えば、公開鍵は銀行口座番号のようなもので、誰でも送金できます。秘密鍵は口座パスワードのようなもので、あなただけが出金可能です。秘密鍵はハードウェアウォレットやペーパーウォレットなどオフラインでバックアップしてください。紛失すると資金は復旧できません。

RSA暗号化ウォレットの安全性・突破可能性

数学的に、RSAベースの暗号化は現在の計算能力では非常に安全で突破は困難です。ただし、運用面のセキュリティが重要です。秘密鍵を公共ネットワークで入力しない、ウォレットソフトを定期更新する、フィッシングリンクを避けるなどが必要です。Gateのような信頼できるプラットフォームのウォレットサービスを利用することで、さらに保護レベルが高まります。

RSA暗号化とブロックチェーンの楕円曲線暗号の違い

いずれも非対称暗号ですが、RSAは大きな数の素因数分解、楕円曲線暗号は離散対数問題に基づきます。楕円曲線の鍵は短く（256ビット対2048ビット）、計算も高速なため、BitcoinやEthereumは楕円曲線を採用しています。どちらも同等の安全性を持ち、RSAは金融分野で広く使われています。

Gateによる取引時のRSA暗号化によるアカウント保護

GateはRSA暗号化でユーザーログインや出金指示を守り、ハッカーがパスワードや取引指示を傍受できないようにしています。プラットフォームは重要操作（出金アドレス変更など）に多要素認証も導入しており、ユーザーは二段階認証やフィッシング対策コードを有効化することで、アカウント保護を強化できます。