担当：斎藤

ＰＧＰとは

PGP (Pretty Good Privacy, 「たいへんよいプライバシー」)は，Philip Zimmermann が開発した暗号ソフトウェア．

主な用途は，ファイルやメールの暗号化です．

また，署名やその検証も行えます．

一方，SSL/TLSやSSHと異なり，通信の暗号化はしません．

公開鍵暗号を使用しますが，その鍵の管理のために，認証局を設置せず，各利用者の責任で鍵を管理し，取得した公開鍵をチェックします．

そして，ハイブリッド暗号で暗号化されます．

メッセージまたはファイルは，セッション鍵と呼ばれる乱数の値を鍵として，対称暗号により暗号化され，そのセッション鍵は，受信者の公開鍵で暗号化されます．

PGPの別実装として，GnuPG (GNU Privacy Guard)があります．

こちらはGPL (GNU General Public License)に基づき無料で利用できます．

ターミナル(シェル)では，gpgというコマンドに，オプションをつけて実行．

他の秘密通信方式との違い

SSLなどとの違い:

SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security) や，SSH (Secure Shell) のポート転送を用いて，メールサーバとの通信を暗号化することができます．

しかしそれでは，送信後のメールの配送や，サーバで保管されるメールについては，暗号化されません．

Bcc (Blind Carbon Copy)は，メールのヘッダに宛先が表示されませんが，これも配送は暗号化されませんし，サーバで保管された状態のメールは，暗号化されていません．

これらに対して，PGPは，必ずしも安全でない通信経路やサーバを介しても，メッセージの秘密を守るための仕組みを提供しています．

暗号化ZIPとの違い:

パスワードつきのZIPファイル(暗号化ZIP)は，そのファイルごとにパスワードが設定されます．

しかし，何らかの理由でパスワードを変更したいと思っても，送付したあとには，できませんし，いくつも作るとなると，そのパスワードの管理が面倒です．

PGPの暗号化では，鍵(セッション鍵)が，受信者の公開鍵で暗号化されています．

したがってその安全性は，受信者の鍵の管理に依存します．

受信者の持つ秘密鍵は，パスフレーズを入力しないと使用できませんが，そのパスフレーズはあとで変更できます．

なお，暗号化ZIPでは，一つのファイルに対して，パスワードを知っている複数の人が復号できますが，PGPにおいても，複数の利用者が(それぞれの秘密鍵で)ファイルを復号できるような，単一のファイルを作ることは可能です．

S/MIMEとの違い:

S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions) は，メールの暗号化や署名についての規格ですが，そのデータフォーマットは，PGPと異なります.

S/MIME では，鍵や証明書を発行したりその正当性を保証したりするため，認証局を必要する．

秘密通信方式	暗号化
SSL/TLS	ポート転送
暗号化ZIP	fileごとにpwを設定
S/MIME

送信側はあらかじめ、受信側の公開鍵を受け取っておきます.

その上で、本文の暗号化にかかるわけですが、通常の文章のままで暗号化をすると効果が薄いので、メールを圧縮します.

圧縮は、gzipやcompressなど可逆のものならなんでも構いません.

ついで、セッション鍵とよばれる、一時的に利用する鍵を生成します.

この生成したセッション鍵で、圧縮後のメールを暗号化すると同時に、セッション鍵自体を受信側の公開鍵を使って暗号化します.

この結果、暗号化した本文と暗号化したセッション鍵が作成され、これを両方とも受信側に送ります.

受信側はこれを受け取った後、まず自分の秘密鍵を使ってセッション鍵を復号化します.

そして、復号化したセッション鍵を使用して、本文の復号化も行ないます.

最後に圧縮を展開すれば、本文が元通りに読めるというわけです.

鍵の管理

PGPの鍵は，公開鍵暗号系や，PKI (Public-Key Infrastructure, 公開鍵基盤) での考え方と，同じところもあれば，異なっているところもあります．

PGPを使うにあたっての原則は，次の5つです．

暗号化には，受信者の公開鍵を使用．
復号には，受信者の秘密鍵を使用．
署名には，送信者の秘密鍵を使用．
検証には，送信者の公開鍵を使用．
秘密鍵を使用するとき，パスフレーズを入力．

鍵情報は，16進8桁(32ビット)であらわされる，「鍵ID」を指定するのが一般的です．

私の鍵IDは，0x3BDCC722です．

これが，“【ユーザー】”という「ユーザーID」に結びつけられています．

しかし，PGPでは，私以外の人が，私と同じユーザーIDの鍵ペア(公開鍵と秘密鍵のペア)を作ることができてしまいます．

ソフトウェアに手を加えれば，鍵IDも同じにすることができます．

そのようにして作られる可能性のある，偽造鍵と，正しい鍵とを区別するため，公開鍵の利用者はあらかじめ，公開鍵の正当性を確認しておきます．

通常は，fingerprint (「フィンガープリント」「指紋」「ハッシュ値」とも呼ばれます)を使います．

受け取った公開鍵からfingerprintを求め，それが，鍵の所有者が提示するfingerprintと一致していれば，正当な鍵とみなします．(fingerprintまで一致するような，鍵の偽造は，現実的にできません．もし万一そのようなことがあれば，むしろ，秘密鍵の漏洩を疑うべきです．)

公開鍵を正当なものと確認したら，その鍵に，自分の秘密鍵で署名をすることで，以後，安全に利用できるようになります．

またその公開鍵に信頼度を設定することもできます．このように鍵の正当性を確認するとともに，信頼度を設定し，その情報をやりとりするしくみは，web of trust (「信頼の輪」または「信頼の網」)と呼ばれます．

なお，生成した鍵ペアを含め，所有し管理する鍵の集合をkeyring (「鍵束」または「鍵輪」)といいます．

Linuxなどでは，~/.gnupgに保存されます．複数の計算機に，共通の(もちろん同じ鍵IDの)鍵ペアを持たせることも可能です．

運用のためのアドバイスを，以下に記します．

自分の秘密鍵のパスフレーズを，忘れないようにしましょう．
自分の秘密鍵のパスフレーズを，漏らさないようにしましょう．
暗号化して送りたいとき，公開鍵の正当性確認をきちんとしましょう．

まとめ

鍵を利用し暗号化することでデータのセキュリティを担保する
証明書を利用しなりすましや改ざんを排除する

参考書籍

結城浩(2015)『暗号技術入門第3版秘密の国のアリス』SB Creative 446pp.
ISBN978-4-7973-8222-8
第13章 PGP(p334-p360)

暗号技術入門13 PGP

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