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暗号学において、暗号文拡張[1]という用語は、暗号化されたときにメッセージの長さが増加することを意味します。多くの現代の暗号システムでは、暗号化プロセス中にある程度の拡張が発生します。たとえば、結果として得られる暗号文にメッセージ固有の初期化ベクトル(IV)を含める必要がある場合などです。 確率的暗号化方式では、可能な暗号文の集合が入力平文の集合よりも必然的に大きくなるため、暗号文の拡張が発生します。Cocks Identity Based EncryptionやGoldwasser-Micali暗号システムなどの特定の方式では、暗号文が平文の数百倍または数千倍長くなります。
暗号文の拡張は、データ圧縮やエラー訂正コーディングなど、メッセージを圧縮または拡張する他のプロセスによって相殺または増加する場合があります。
暗号文の拡張が発生する理由
確率的暗号化
ゴールドワッサー・ミカリ暗号システムのような確率的暗号化方式では、必然的に元の平文よりも長い暗号文が生成されます。これは、意味的セキュリティを実現するために、可能性のある暗号文の集合が平文の集合よりも大きくなければならないためです。[2]
初期化ベクトル (IV)
暗号ブロック連鎖（CBC）などの多くのブロック暗号の動作モードでは、各メッセージに固有の初期化ベクトル（IV）を使用する必要があります。IVは通常、暗号文に追加されるため、拡張されます。[3]
冗長性とエラー訂正
一部の暗号化方式では、改ざんや伝送エラーを防ぐために、暗号文に意図的に冗長性やエラー訂正コードを導入しています。この追加データにより、暗号文のサイズが増加します。
特定の暗号システム
コックスのアイデンティティベース暗号化などの特定の暗号化方式では、元の平文の数百倍から数千倍の長さの暗号文を生成することができます。この極端な拡張は、望ましいセキュリティ特性を実現するための設計上の選択です。[2]
暗号文の拡張は、データ圧縮やエラー訂正コーディングなど、メッセージを圧縮または拡張する他のプロセスによって相殺または増加される可能性があります。メッセージ サイズへの全体的な影響は、これらの競合する効果の相対的な強さによって決まります。
参考文献
- ^ Jain, VK 『暗号化とネットワークセキュリティ』 Khanna Book Publishing Co. p. 108. ISBN 9789380016801。
- ^ ab 「FHE暗号文拡張の問題を解決するには？」Cryptography Stack Exchange 。 2024年7月17日閲覧。
- ^ 「暗号文の拡張 | Semantic Scholar」www.semanticscholar.org . 2024年7月17日閲覧。