暗号化

暗号学（古代ギリシャ語のκρυπτός 、ローマ字表記は kryptós「隠された、秘密」、γράφειν graphein「書く」、-λογία -logia「研究」に由来^{[1] ）は、}敵対的行為が存在する状況でも安全な通信を行う技術の実践と研究である。^[2]より一般的には、暗号学とは、第三者や一般の人がプライベートなメッセージを読むことを防ぐプロトコルの構築と分析に関するものである。 ^{[3]現代の暗号学は、数学、}コンピュータサイエンス、情報セキュリティ、電気工学、デジタル信号処理、物理学などの分野の交差点に存在している。 ^[4]情報セキュリティに関連する中核概念（データの機密性、データの整合性、認証、否認防止）も暗号学の中心である。^[5]暗号の実用的な応用としては、電子商取引、チップベースの決済カード、デジタル通貨、コンピュータのパスワード、軍事通信などが挙げられる。

近代以前の暗号学は、暗号化と実質的に同義であり、判読可能な情報（平文）を意味のない無意味なテキスト（暗号文）に変換するもので、逆のプロセス（復号化）によってのみ解読可能であった。暗号化（コード化）されたメッセージの送信者は、敵対者によるアクセスを防ぐために、復号化（デコード）技術を意図した受信者とのみ共有する。暗号学の文献では、送信者を「アリス」（または「A」）、意図した受信者を「ボブ」（または「B」）、盗聴する敵対者を「イブ」（または「E」）という名前で表現することが多い。^[6]第一次世界大戦でローター暗号機が開発され、第二次世界大戦でコンピューターが登場して以来、暗号化方法はますます複雑になり、その用途は多様化している。

現代の暗号は、数学理論とコンピュータサイエンスの実践に大きく基づいています。暗号アルゴリズムは、計算困難性の仮定に基づいて設計されており、実際の使用ではいかなる敵対者も解読することが困難です。適切に設計されたシステムに侵入することは理論的には可能ですが、実際には実行不可能です。したがって、適切に設計されたそのようなスキームは、「計算上安全」と呼ばれます。理論上の進歩 (たとえば、整数因数分解アルゴリズムの改善) と高速コンピューティング技術により、これらの設計を継続的に再評価し、必要に応じて適応させる必要があります。ワンタイムパッドなど、無制限のコンピューティングパワーでも破られないことが証明されている情報理論的に安全なスキームは、理論的には破られるが計算上安全な最良のスキームよりも実際に使用するのがはるかに困難です。

暗号技術の発展は、情報化時代において多くの法的問題を引き起こしている。暗号はスパイ活動や扇動活動の道具として利用される可能性があるため、多くの政府は暗号を武器として分類し、その使用や輸出を制限、あるいは禁止している。^[7]暗号の使用が合法な一部の法域では、捜査官が捜査に関連する文書の暗号鍵の開示を強制することを法律で認めている。 ^{[8] [9]暗号はまた、}デジタルメディアに関するデジタル著作権管理や著作権侵害紛争でも重要な役割を果たしている。^[10]

「暗号グラフ」（「暗号文」とは対照的）という用語が最初に使われたのは19世紀に遡り、エドガー・アラン・ポーの物語「黄金虫」に由来する。^{[11] [12]}

近代まで、暗号学は「暗号化」、つまり通常の情報（平文と呼ばれる）を解読不可能な形式（暗号文と呼ばれる）に変換するプロセスのみを指していました。^[13]復号化はその逆で、解読不可能な暗号文を平文に戻します。暗号（またはサイファー）は、暗号化と逆復号化を実行する 1 組のアルゴリズムです。暗号の詳細な操作は、アルゴリズムと、それぞれのインスタンスで「キー」の両方によって制御されます。キーは秘密（理想的には通信相手だけが知っている）で、通常は文字列（理想的にはユーザーが覚えられるよう短い文字列）であり、暗号文を復号化するために必要なものです。正式な数学用語で言えば、「暗号システム」は、有限の可能な平文、有限の可能な暗号文、有限の可能なキー、および各キーに対応する暗号化アルゴリズムと復号化アルゴリズムの要素の順序付きリストです。キーは形式的にも実際の使用においても重要です。可変キーのない暗号は、使用されている暗号を知っているだけで簡単に解読できるため、ほとんどの目的には役に立たない (または逆効果になる) からです。歴史的には、暗号は認証や整合性チェックなどの追加の手順なしで、暗号化または復号化に直接使用されることが多かったです。

暗号システムには、対称型と非対称型の 2 つの主な種類があります。1970 年代まで唯一知られていた対称型システムでは、同じ秘密鍵を使用してメッセージを暗号化および復号化します。対称型システムでのデータ操作は、非対称型システムよりも大幅に高速です。非対称型システムでは、メッセージを暗号化するために「公開鍵」を使用し、関連する「秘密鍵」を使用して復号化します。非対称型システムの利点は、公開鍵を自由に公開できるため、共有の秘密鍵を持たずに安全な通信を確立できることです。実際には、非対称型システムは最初に秘密鍵を交換するために使用され、次にその鍵を使用してより効率的な対称型システムを介して安全な通信が続行されます。^[14]非対称型システムの例としては、Diffie-Hellman 鍵交換、RSA ( Rivest-Shamir-Adleman )、ECC (楕円曲線暗号)、および耐量子暗号などがあります。安全な対称アルゴリズムには、古いDES（データ暗号化標準）に代わる、一般的に使用されているAES（高度暗号化標準）が含まれます。 ^{[15]安全でない対称アルゴリズムには、}ピッグラテン語やその他の隠語などの子供向けの言語タングルスキームや、20世紀初頭のワンタイムパッドの発明以前の、どんなに真剣に意図されていたとしても、すべての歴史的な暗号化スキームが含まれます。

日常的に使用される「コード」という用語は、暗号化または意味の隠蔽のあらゆる方法を意味するためによく使用されます。ただし、暗号学では、コードはより具体的な意味を持ちます。つまり、平文の単位 (意味のある単語またはフレーズ) をコード ワードに置き換えることです(たとえば、「夜明けの攻撃」を「ワラビー」に置き換える)。これに対して、暗号は、そのようなレベル以下の要素 (文字、音節、文字のペアなど) を変更または置換して暗号文を作成するスキームです。

暗号解読とは、通常必要な鍵にアクセスすることなく暗号化された情報の意味を取得する方法の研究を指す用語です。つまり、暗号化アルゴリズムまたはその実装を「解読」する方法の研究です。

英語では「cryptography」と「cryptology」という用語を同じ意味で使用している人もいますが^[16]、他の人（一般的な米軍の実践を含む）は「cryptography」を暗号技術の使用と実践に特に言及し、「cryptology」を暗号と暗号解読を組み合わせた研究に言及して使用しています。 ^{[17] [18]}英語は、他のいくつかの言語よりも柔軟性が高く、「cryptology」（暗号学者によって行われる）が常に上記の2番目の意味で使用されています。RFC  2828では、ステガノグラフィーがcryptologyに含まれる場合があることが推奨されています。[ 19 ^]

暗号学や暗号工学に応用される言語の特性（頻度データ、文字の組み合わせ、普遍的なパターンなど）の研究は暗号言語学と呼ばれます。暗号言語学は特に軍事情報分野で外国の通信を解読するために使用されます。^{[20] [21]}

近代以前、暗号学はメッセージの機密性（暗号化）に重点を置いていました。つまり、メッセージを理解可能な形式から理解不可能な形式に変換し、相手側で再び元に戻すことで、秘密の知識（つまり、そのメッセージの復号化に必要な鍵）を持たない傍受者や盗聴者がメッセージを解読できないようにするのです。暗号化は、スパイ、軍の指導者、外交官などの通信の機密性を確保しようとしました。ここ数十年で、この分野は機密性の懸念を超えて、メッセージの整合性チェック、送信者/受信者の ID 認証、デジタル署名、対話型証明、安全な計算などの技術を含むように拡大しました。

主な古典的な暗号の種類は、メッセージ内の文字の順序を入れ替える転置暗号（例えば、「hello world」はごく単純な入れ替え方式で「ehlol owrdl」になる）、および文字または文字のグループを他の文字または文字のグループに体系的に置き換える換字暗号（例えば、「fly at once」はラテンアルファベットで各文字を次の文字に置き換えることで「gmz bu podf」になる）である。^[22]どちらの暗号も単純なバージョンでは、進取の気性に富んだ敵からの機密性はあまり確保できなかった。初期の換字暗号はシーザー暗号で、平文の各文字がアルファベットの一定数下方の文字に置き換えられた。スエトニウスは、ジュリアス・シーザーが将軍との通信に3つずらして使用したと報告している。アトバシュは初期のヘブライ暗号の例である。暗号技術の最も古い使用例としては、エジプトの石に刻まれた暗号文（紀元前 1900年頃）が挙げられますが、これは情報を隠すためというよりは、読み書きのできる観察者を楽しませるために作られたものだった可能性があります。

古典時代のギリシャ人は暗号を知っていたと言われている（例えば、スパルタ軍が使用したとされるスキュタレー転置暗号）。^[23]ステガノグラフィー（つまり、メッセージの存在さえも秘密にするため隠すこと）も、古代に初めて開発された。ヘロドトスの初期の例では、奴隷の剃った頭にメッセージが入れ墨され、生えてきた髪の毛の下に隠されていた。^[13]その他のステガノグラフィーの手法には、「ありふれた場所に隠す」ことがあり、例えば音楽暗号を使用して暗号化されたメッセージを通常の楽譜の中に隠すなどである。より現代的なステガノグラフィーの例には、目に見えないインク、マイクロドット、デジタル透かしを使用して情報を隠すことなどがある。

インドでは、2000年前に書かれたヴァーツヤヤナのカーマスートラに、カウティリヤムとムラヴェディヤという2種類の暗号が記されている。カウティリヤムでは、暗号の文字の置き換えは母音が子音になるなど音声関係に基づいている。ムラヴェディヤでは、暗号のアルファベットは文字をペアにして、その逆の文字を使う。^[13]

イスラム教の著述家イブン・アル＝ナディムによれば、ササン朝ペルシャには2つの秘密の文字があった。公式の通信に使われた「シャー・ダビーリーヤ」（文字通り「王の文字」）と、他国との秘密のメッセージを伝達するために使われた「ラーズ・サハリーヤ」である。 ^[24]

デイヴィッド・カーンは『暗号解読者』の中で、現代の暗号学はアラブ人によって始まり、彼らは暗号解読法を体系的に文書化した最初の人々であると述べている。^[25] アル＝ハリール（717-786）は『暗号文の書』を著したが、そこには母音の有無にかかわらずすべての可能なアラビア語の単語を列挙するために順列と組み合わせが初めて使用された。^[26]

古典的暗号（および一部の現代暗号）によって生成された暗号文は、平文に関する統計情報を明らかにし、その情報を使って暗号を解読できることが多い。周波数解析の発見以降、知識のある攻撃者であれば、ほぼすべてのそのような暗号を解読できるようになった。このような古典的暗号は、パズルとしてではあるが、今日でも人気がある（暗号文を参照）。アラブの数学者で博学者のアル＝キンディーは、暗号に関する著書『Risalah fi Istikhraj al-Mu'amma（暗号文解読の手稿）』を著し、周波数解析暗号解読技術の最初の使用例を説明した。^{[27] [28]}

言語文字の頻度は、頻度分布を平坦化する傾向がある同音異義語暗号などの一部の拡張された歴史的暗号化技術にはほとんど役立ちません。これらの暗号の場合、言語文字グループ (または n-gram) の頻度が攻撃の元となる可能性があります。

基本的にすべての暗号は、1467年頃にレオン・バッティスタ・アルベルティによって開発された多アルファベット暗号が開発されるまで、頻度分析技術を使用した暗号解読に対して脆弱であったが、アル・キンディがすでに知っていたことを示す兆候もある。 ^[28]アルベルティの革新は、メッセージのさまざまな部分（おそらく極限での平文の連続文字ごとに）に異なる暗号（つまり、置換アルファベット）を使用することだった。彼はまた、おそらく最初の自動暗号装置であるホイールを発明し、これは彼の発明を部分的に実現した。多アルファベット暗号であるヴィジュネル暗号では、暗号化にキーワードが使用され、キーワードのどの文字が使用されるかに応じて文字の置換が制御される。19世紀半ばにチャールズ・バベッジはヴィジュネル暗号がカシスキの検査に対して脆弱であることを示したが、これは約10年後にフリードリヒ・カシスキによって初めて公表された。^[29]

頻度分析は多くの暗号に対する強力で汎用的な手法ですが、暗号解読を志す者の多くがこの手法を知らなかったため、暗号化は実際には依然として効果的であることが多かったです。頻度分析を使用せずにメッセージを解読するには、基本的に、使用されている暗号と、場合によっては関連する鍵についての知識が必要であり、そのため、暗号解読の知識のない者にとっては、スパイ活動、賄賂、窃盗、亡命などがより魅力的なアプローチになります。19 世紀になってようやく、暗号アルゴリズムの秘密はメッセージのセキュリティを守る賢明な手段でも実用的な手段でもないことが明確に認識されました。実際、たとえ敵が暗号アルゴリズム自体を完全に理解していたとしても、適切な暗号化方式 (暗号を含む) は安全であるはずであることがさらに認識されました。使用される鍵のセキュリティだけで、優れた暗号が攻撃を受けても機密性を維持するのに十分なはずです。この基本原理は、1883 年にオーギュスト・ケルクホフスによって初めて明示的に述べられ、一般にケルクホフスの原理と呼ばれています。あるいは、より率直に言えば、情報理論と理論的暗号の基礎を発明したクロード・シャノンによって、 「敵はシステムを知っている」という シャノンの格言として言い直されました。

暗号を補助するために、さまざまな物理的な装置や補助手段が使用されてきた。最も古いものの一つは、古代ギリシャのスキュタレであろう。これは、スパルタ人が転置暗号の補助手段として使用したとされる棒である。中世には、暗号グリルなどの補助手段が発明され、これは一種のステガノグラフィーにも使用された。多アルファベット暗号の発明とともに、アルベルティ独自の暗号ディスク、ヨハネス・トリテミウスのタブラ・レクタ方式、トーマス・ジェファーソンのホイール暗号（公表されておらず、 1900年頃にバゼリーズが独自に再発明）など、より洗練された補助手段が登場した。20世紀初頭には多くの機械的な暗号化/復号化装置が発明され、いくつかは特許を取得しており、その中にはローターマシンがあり、有名なものとしては、1920年代後半から第二次世界大戦中にドイツ政府と軍が使用したエニグマ暗号機がある。^[30]これらの機械設計のより高品質な例によって実装された暗号は、第一次世界大戦後に暗号解読の難易度を大幅に高めました。^[31]

新しい機械式暗号装置の暗号解読は困難で骨の折れる作業であることが判明した。イギリスでは、第二次世界大戦中のブレッチリー・パークでの暗号解読の取り組みが、軍事暗号解読（解読）などの反復作業を実行するためのより効率的な手段の開発を促した。これは、ドイツ軍のローレンツSZ40/42マシンによって生成された暗号の解読を支援した、世界初の完全に電子化されたデジタルのプログラム可能なコンピュータであるコロッサスの開発に結びついた。

暗号に関する広範な公開学術研究は比較的最近で、1970年代半ばに始まりました。1970年代初頭、IBMのスタッフがデータ暗号化標準（DES）アルゴリズムを設計し、これが米国で最初の連邦政府の暗号標準となりました。^[32] 1976年にホイットフィールド・ディフィーとマーティン・ヘルマンがディフィー・ヘルマン鍵交換アルゴリズムを発表しました。^[33] 1977年にRSAアルゴリズムがマーティン・ガードナーのScientific Americanコラムで発表されました。^{[34]それ以来、暗号は通信、}コンピュータネットワーク、そしてコンピュータセキュリティ全般で広く使用されるツールになりました。

現代の暗号技術の中には、整数の因数分解や離散対数問題など、特定の数学的問題が解決困難な場合にのみ鍵を秘密にできるものがあり、抽象数学と深いつながりがあります。無条件に安全であることが証明されている暗号システムはほとんどありません。ワンタイム パッドはその 1 つで、クロード シャノンによって証明されました。特定の仮定の下で安全であることが証明されている重要なアルゴリズムがいくつかあります。たとえば、非常に大きな整数の因数分解が実行不可能であることが、RSA や他のいくつかのシステムが安全であると信じる根拠となっていますが、それでも、根底にある数学的問題が未解決のままであるため、解読不能性の証明は利用できません。実際には、これらは広く使用されており、ほとんどの有能な観察者によって実際には解読不可能であると信じられています。マイケル O. ラビンによるシステムなど、RSA に似たシステムがあり、 n = pq の因数分解が不可能であれば安全であることが証明されていますが、実際にはまったく使用できません。離散対数問題は、他の暗号システムが安全であると信じる根拠であり、また、離散対数問題の解決可能性または解決不可能性に関連して、証明可能な安全性を持つ、実用性が低いシステムも存在します。^[35]

暗号アルゴリズムとシステムの設計者は、暗号の歴史を知るだけでなく、設計に取り組む際に将来の発展の可能性についても賢明に考慮する必要があります。たとえば、コンピュータの処理能力の継続的な向上により、ブルートフォース攻撃の範囲が拡大しているため、キーの長さを指定する場合、必要なキーの長さも同様に進化しています。^[36]量子コンピューティングの潜在的な影響は、ポスト量子暗号を開発している一部の暗号システム設計者によってすでに考慮されています。^{[いつ? ]}これらのマシンの小規模な実装が間もなく発表されることから、単なる推測ではなく、予防的な注意が必要になる可能性があります。^[5]

20世紀初頭以前は、暗号は主に言語的および辞書的パターンを対象としていました。それ以降、暗号は対象範囲を広げ、現在では情報理論、計算複雑性、統計、組合せ論、抽象代数、数論、有限数学などの数学のサブ分野を広範に使用しています。^{[37]暗号も工学の一分野ですが、能動的で知的な悪意のある反対勢力に対処するという点で珍しい分野です。他の種類の工学（土木工学や化学工学など）は、中立的な自然力のみに対処する必要があります。暗号の問題と}量子物理学の関係を調べる研究も活発に行われています。

デジタル コンピューターと電子機器の発達は暗号解読に役立っただけでなく、はるかに複雑な暗号も可能にしました。さらに、コンピューターでは、書き言葉のテキストのみを暗号化する古典的な暗号とは異なり、バイナリ形式で表現できるあらゆる種類のデータの暗号化が可能になりました。これは新しく重要なことでした。このように、コンピューターの使用は、暗号の設計と暗号解読の両方において、言語暗号に取って代わりました。多くのコンピューター暗号は、バイナリ ビットシーケンス (グループまたはブロックの場合もあります) を操作するという特徴があります。これは、一般に従来の文字 (つまり、文字と数字) を直接操作する古典的な機械的な方式とは異なります。ただし、コンピューターは暗号解読にも役立っており、暗号の複雑さの増大をある程度補っています。とはいえ、優れた現代の暗号は暗号解読の先を進んでいます。通常、高品質の暗号の使用は非常に効率的 (つまり、高速で、メモリや CPU 機能などのリソースをほとんど必要としない) ですが、それを解読するには、古典的な暗号に必要な労力よりも桁違いに大きい労力が必要になるため、暗号解読は非常に非効率的で非実用的であり、事実上不可能です。

対称鍵暗号とは、送信者と受信者が同じ鍵を共有する（または、あまり一般的ではないが、鍵は異なるが、簡単に計算できる方法で関連している）暗号化方式を指します。これは、1976年6月まで公に知られていた唯一の種類の暗号化でした。^[33]

対称鍵暗号は、ブロック暗号またはストリーム暗号のいずれかとして実装されます。ブロック暗号は、ストリーム暗号で使用される入力形式である個々の文字ではなく、プレーンテキストのブロックで入力を暗号化します。

データ暗号化標準( DES) と高度暗号化標準(AES) は、米国政府によって暗号標準に指定されたブロック暗号設計です(ただし、DES の指定は AES の採用後に最終的に取り消されました)。 ^[38]公式標準としては廃止されたにもかかわらず、DES (特に、現在も承認されており、はるかに安全なトリプル DESバリアント) は依然として非常に人気があり、ATM 暗号化^[39]から電子メールのプライバシー^[40]や安全なリモート アクセスまで、幅広いアプリケーションで使用されています。^{[41]他にも多くのブロック暗号が設計され、リリースされていますが、品質にかなりのばらつきがあります}。FEALなど、有能な専門家によって設計されたものでさえ、その多くが完全に破られています。[ ^{5] [42]}

ストリーム暗号は、「ブロック」型とは対照的に、任意の長さの鍵素材のストリームを作成し、ワンタイムパッドのようにビットごとまたは文字ごとに平文と組み合わせます。ストリーム暗号では、出力ストリームは、暗号の動作に応じて変化する隠された内部状態に基づいて作成されます。その内部状態は、最初に秘密鍵素材を使用して設定されます。RC4は広く使用されているストリーム暗号です。^{[5]ブロック暗号は、（}疑似乱数ジェネレータの代わりに）鍵ストリームのブロックを生成し、平文の各ビットと鍵ストリームの各ビットにXOR演算を適用することで、ストリーム暗号として使用できます。^[43]

メッセージ認証コード(MAC) は暗号ハッシュ関数によく似ていますが、受信時にハッシュ値を認証するために秘密鍵を使用できる点が異なります。^{[5] [44]この追加の複雑さにより、単なる}ダイジェストアルゴリズムに対する攻撃スキームがブロックされるため、取り組む価値があると考えられてきました。 暗号ハッシュ関数は、3 番目のタイプの暗号アルゴリズムです。任意の長さのメッセージを入力として受け取り、短い固定長のハッシュを出力します。このハッシュは、デジタル署名などに使用できます。優れたハッシュ関数であれば、攻撃者は同じハッシュを生成する 2 つのメッセージを見つけることができません。MD4 は、長く使用されてきたハッシュ関数ですが、現在は破られています。MD4を強化したMD5も広く使用されていますが、実際には破られています。米国国家安全保障局は、MD5 に似たハッシュ関数の Secure Hash Algorithm シリーズを開発しました。SHA-0 は欠陥のあるアルゴリズムであったため、国家安全保障局は撤回しました。 SHA-1は広く導入されており、MD5 よりも安全ですが、暗号解析者によって攻撃が確認されています。SHA -2ファミリーは SHA-1 を改良したものですが、2011 年現在、衝突に対して脆弱です。また、米国規格協会は、セキュリティの観点から、「NISTのハッシュ アルゴリズム ツールキット全体の堅牢性を大幅に向上させる」新しい標準を開発することが「賢明」だと考えました。^[45]そのため、ハッシュ関数設計コンペティションは、 2012 年までにSHA-3と呼ばれる新しい米国国家標準を選択することを目的としていました。このコンペティションは、NIST がKeccak を新しい SHA-3 ハッシュ アルゴリズムにすると発表した 2012 年 10 月 2 日に終了しました。 ^[46]可逆なブロック暗号やストリーム暗号とは異なり、暗号ハッシュ関数はハッシュ化された出力を生成しますが、これを使用して元の入力データを取得することはできません。暗号ハッシュ関数は、信頼できないソースから取得したデータの信頼性を検証したり、セキュリティ レイヤーを追加したりするために使用されます。

対称鍵暗号システムでは、メッセージの暗号化と復号化に同じ鍵を使用しますが、メッセージまたはメッセージのグループは、他のメッセージと異なる鍵を持つことができます。対称暗号の大きな欠点は、安全に使用するために必要な鍵管理です。理想的には、通信する各当事者のペアは、交換される暗号文ごとに異なる鍵を共有する必要があります。必要な鍵の数は、ネットワーク メンバーの数の2 乗に比例して増加するため、すべての鍵の一貫性と秘密性を保つために、すぐに複雑な鍵管理スキームが必要になります。

1976 年の画期的な論文で、ホイットフィールド ディフィーとマーティン ヘルマンは、公開鍵(より一般的には非対称鍵とも呼ばれる) 暗号の概念を提唱しました。この暗号では、公開鍵と秘密鍵という、数学的に関連しているものの異なる 2 つの鍵が使用されます。^[47]公開鍵システムは、必然的に関連しているにもかかわらず、一方の鍵 (「秘密鍵」) をもう一方の鍵 (「公開鍵」) から計算することは計算上不可能であるように構築されています。代わりに、両方の鍵は相互に関連するペアとして秘密裏に生成されます。^[48]歴史家のデイビッド カーン氏は、公開鍵暗号を「ルネッサンス時代に多アルファベット置換が登場して以来、この分野で最も革新的な新しい概念」と評しました。^[49]

公開鍵暗号システムでは、公開鍵は自由に配布できますが、その対となる秘密鍵は秘密にしておく必要があります。公開鍵暗号化システムでは、公開鍵は暗号化に使用され、秘密鍵または秘密鍵は復号化に使用されます。ディフィーとヘルマンはそのようなシステムを見つけることができませんでしたが、ディフィー–ヘルマン鍵交換プロトコルを提示することで、公開鍵暗号化が実際に可能であることを示しました。 このソリューションは現在、安全な通信で広く使用されており、2者が秘密裏に共有暗号化鍵に同意することを可能にします。^[33] X.509標準は、公開鍵証明書の最も一般的に使用される形式を定義します。^[50]

ディフィーとヘルマンの論文は、実用的な公開鍵暗号システムを見つけるための幅広い学術的取り組みを引き起こした。この競争は最終的に1978年にロナルド・リベスト、アディ・シャミール、レン・アデルマンによって勝利し、彼らの解決策はそれ以来RSAアルゴリズムとして知られるようになった。^[51]

ディフィー・ヘルマンアルゴリズムとRSA アルゴリズムは、高品質の公開鍵アルゴリズムとして初めて公に知られるようになっただけでなく、最も広く使用されているアルゴリズムの 1 つでもあります。その他の非対称鍵アルゴリズムには、クラマー・ショウプ暗号システム、エルガマル暗号化、さまざまな楕円曲線技術などがあります。

1997年にイギリスの諜報機関である政府通信本部（ GCHQ ）が発行した文書によると、GCHQの暗号学者はいくつかの学術的発展を予測していたことが明らかになった。 ^{[52]伝えられるところによると、1970年頃に}ジェームズ・H・エリスが非対称鍵暗号の原理を考案した。1973年にクリフォード・コックスはRSAと設計原理が非常によく似たソリューションを発明した。^{[52] [53]} 1974年にマルコム・J・ウィリアムソンがディフィー・ヘルマン鍵交換を開発したとされている。^[54]

公開鍵暗号は、デジタル署名方式の実装にも使用されます。デジタル署名は、通常の署名に似ています。どちらも、ユーザーが作成するのは簡単ですが、他のユーザーが偽造するのは困難であるという特徴があります。デジタル署名は、署名するメッセージの内容に永続的に結び付けられることもあります。そのため、ある文書から別の文書に「移動」することはできません。移動しようとすると、検出されてしまうからです。デジタル署名方式には、2 つのアルゴリズムがあります。1 つは署名用で、秘密鍵を使用してメッセージ (またはメッセージのハッシュ、またはその両方) を処理します。もう 1 つは検証用で、一致する公開鍵をメッセージとともに使用して、署名の有効性をチェックします。RSA とDSAは、最も人気のある 2 つのデジタル署名方式です。デジタル署名は、公開鍵インフラストラクチャと多くのネットワーク セキュリティ方式 ( SSL/TLS、多くのVPNなど)の運用の中心です。^[42]

公開鍵アルゴリズムは、多くの場合、数論に由来する「難しい」問題の計算複雑性に基づいています。たとえば、RSA の難しさは整数因数分解問題に関連しており、Diffie-Hellman と DSA は離散対数問題に関連しています。楕円曲線暗号のセキュリティは、楕円曲線を含む数論問題に基づいています。根底にある問題の難しさのため、ほとんどの公開鍵アルゴリズムには、モジュラー乗算や累乗などの演算が含まれており、特に一般的な鍵サイズでは、ほとんどのブロック暗号で使用される手法よりもはるかに計算コストがかかります。その結果、公開鍵暗号システムは、一般的にハイブリッド暗号システムであり、高速で高品質の対称鍵暗号化アルゴリズムがメッセージ自体に使用され、関連する対称鍵はメッセージとともに送信されますが、公開鍵アルゴリズムを使用して暗号化されます。同様に、ハイブリッド署名方式がよく使用され、暗号ハッシュ関数が計算され、結果のハッシュのみがデジタル署名されます。^[5]

暗号ハッシュ関数は、可変長の入力を受け取り、固定長の出力を返す関数であり、デジタル署名などに使用できます。ハッシュ関数が安全であるためには、ハッシュすると同じ値になる 2 つの入力を計算することが困難であること (衝突耐性)、およびハッシュすると特定の出力になる入力を計算することが困難であること (原像耐性) が必要です。MD4は長年使用されてきたハッシュ関数ですが、現在は破綻しています。MD4を強化したMD5も広く使用されていますが、実際には破綻しています。米国国家安全保障局は、 MD5 に似たハッシュ関数の Secure Hash Algorithm シリーズを開発しました。SHA-0 は欠陥のあるアルゴリズムであったため、国家安全保障局は撤回しました。SHA -1は広く導入されており、MD5 よりも安全ですが、暗号解読者はこれに対する攻撃を特定しています。SHA -2ファミリは SHA-1 を改良したものですが、2011 年現在、衝突に対して脆弱です。そして米国標準化機関は、セキュリティの観点から「NISTのハッシュアルゴリズムツールキット全体の堅牢性を大幅に改善する」新しい標準を開発することが「賢明」だと考えた。^[45]そのため、ハッシュ関数設計コンペは、2012年までにSHA-3と呼ばれる新しい米国国家標準を選択することになっていた。このコンペは、NISTがKeccakを新しいSHA-3ハッシュアルゴリズムにすると発表した2012年10月2日に終了した。^[46]可逆なブロック暗号やストリーム暗号とは異なり、暗号ハッシュ関数は、元の入力データを取得するために使用できないハッシュ出力を生成する。暗号ハッシュ関数は、信頼できないソースから取得したデータの信頼性を検証したり、セキュリティレイヤーを追加したりするために使用される。

暗号解読の目的は、暗号方式の弱点や不安定性を見つけ、暗号の破壊や回避を可能にすることです。

あらゆる暗号化方法は破られるというのはよくある誤解である。ベル研究所での第二次世界大戦中の研究に関連して、クロード・シャノンは、鍵素材が真にランダムで、再利用されることがなく、あらゆる攻撃者から秘密にされ、メッセージと同じかそれ以上の長さであれば、ワンタイムパッド暗号は破られないことを証明した。^[55]ワンタイムパッド以外のほとんどの暗号は、十分な計算量があればブルートフォース攻撃で破ることができるが、暗号を利用するために必要な労力と比較して、必要な労力の量は鍵のサイズに指数的に左右される可能性がある。そのような場合、必要な労力（シャノンの用語では「作業係数」）がどんな敵の能力も超えていることが証明されれば、効果的なセキュリティを実現できる可能性がある。これは、暗号を破るのに効率的な方法（時間のかかるブルートフォース法とは対照的に）が見つからないことを示す必要があることを意味する。これまでそのような証拠は見つかっていないため、ワンタイム パッドは理論上解読不可能な唯一の暗号のままです。適切に実装されたワンタイム パッド暗号化は解読できませんが、トラフィック分析は依然として可能です。

暗号解読攻撃にはさまざまな種類があり、いくつかの方法に分類できます。一般的な区別は、イブ（攻撃者）が何を知っていて、どのような機能が利用できるかによって決まります。暗号文のみの攻撃では、イブは暗号文にしかアクセスできません（優れた現代の暗号システムは通常、暗号文のみの攻撃に対して実質的に耐性があります）。既知平文攻撃では、イブは暗号文とそれに対応する平文（またはそのようなペアの多く）にアクセスできます。選択平文攻撃では、イブは平文を選択し、それに対応する暗号文を（おそらく何度も）学習する場合があります。一例として、第二次世界大戦中にイギリスが使用したガーデニングが挙げられます。選択暗号文攻撃では、イブは暗号文を選択し、それに対応する平文を学習できる場合があります。^[5]最後に、中間者攻撃では、イブはアリス（送信者）とボブ（受信者）の間に入り込み、トラフィックにアクセスして変更し、受信者に転送します。^{[56]また、間違い（一般的には、関係する}プロトコルの設計または使用における間違い）も非常に重要であり、その重要性は圧倒的に高い。

対称鍵暗号の暗号解読では、通常、ブロック暗号またはストリーム暗号に対して、完全な暗号に対する攻撃よりも効率的な攻撃を探すことになります。たとえば、DES に対する単純なブルート フォース攻撃では、既知の平文 1 つと 2 ⁵⁵回の復号化が必要で、可能な鍵の約半分を試して、目的の鍵が見つかる可能性が 2 43 倍以上になります。しかし、これだけでは十分ではない可能性があります。DESに対する線形暗号解読攻撃では、2 ⁴³の既知の平文 (および対応する暗号文) と約 2 ^{43 回}のDES 操作が必要です。 ^[57]これは、ブルート フォース攻撃に比べて大幅に改善されています。

公開鍵アルゴリズムは、さまざまな問題の計算上の難しさに基づいています。これらのうち最も有名なのは、半素数の因数分解の難しさと離散対数の計算の難しさですが、どちらも古典的なチューリング完全なコンピュータのみを使用して多項式時間( P )で解けることはまだ証明されていません。公開鍵暗号解読の多くは、これらの問題をPで解くことができるアルゴリズムの設計、または量子コンピュータなどの他のテクノロジの使用に関するものです。たとえば、楕円曲線ベースの離散対数を解く最もよく知られたアルゴリズムは、少なくともほぼ同等のサイズの問題の場合は、因数分解の最もよく知られたアルゴリズムよりもはるかに時間がかかります。したがって、同等の暗号化強度を実現するために、RSA 暗号システムなどの大きな合成数の因数分解の難しさに依存する手法では、楕円曲線手法よりも大きな鍵が必要になります。このため、楕円曲線に基づく公開鍵暗号システムは、1990 年代半ばに発明されて以来、普及してきました。

純粋な暗号解読ではアルゴリズム自体の弱点を利用しますが、暗号システムに対するその他の攻撃は実際のデバイスでのアルゴリズムの実際の使用に基づいており、サイドチャネル攻撃と呼ばれています。暗号解読者が、たとえば、デバイスが多数の平文を暗号化するのにかかった時間や、パスワードまたはPIN文字のエラーを報告するのにかかった時間を知ることができれば、タイミング攻撃を使用して、そうでなければ解析が困難な暗号を解読できる可能性があります。攻撃者は、メッセージのパターンと長さを調べて貴重な情報を引き出すこともできます。これはトラフィック分析^[58]と呼ばれ、油断できない敵対者には非常に役立ちます。短すぎるキーを許可するなど、暗号システムの管理が不十分だと、他の長所に関係なく、どのシステムも脆弱になります。ソーシャル エンジニアリングや人間に対するその他の攻撃 (例: 賄賂、恐喝、脅迫、スパイ活動、ゴムホース暗号解読、拷問) は、純粋な暗号解読に比べてコスト効率が高く、妥当な時間内に実行できるため、通常使用されます。

暗号学における理論的研究の多くは、暗号プリミティブ（基本的な暗号特性を持つアルゴリズム）と、それらの他の暗号問題との関係に関するものです。これらの基本的なプリミティブから、より複雑な暗号ツールが構築されます。これらのプリミティブは基本的な特性を提供し、それを使用して、暗号システムまたは暗号プロトコルと呼ばれるより複雑なツールを開発します。これらのツールは、1 つ以上の高度なセキュリティ特性を保証します。ただし、暗号プリミティブと暗号システムの区別は非常に恣意的であることに注意してください。たとえば、RSA アルゴリズムは、暗号システムと見なされることもあれば、プリミティブと見なされることもあります。暗号プリミティブの一般的な例としては、疑似乱数関数、一方向関数など があります。

1 つ以上の暗号プリミティブは、多くの場合、暗号システムまたは暗号システムと呼ばれるより複雑なアルゴリズムの開発に使用されます。暗号システム (例: El-Gamal 暗号) は、特定の機能 (例: 公開鍵暗号化) を提供しながら、一定のセキュリティ特性 (例:ランダム オラクル モデルの選択平文攻撃 (CPA)セキュリティ) を保証するように設計されています。暗号システムは、基礎となる暗号プリミティブの特性を使用して、システムのセキュリティ特性をサポートします。プリミティブと暗号システムの区別は多少恣意的であるため、洗練された暗号システムは、より基本的な暗号システムをいくつか組み合わせることで導き出すことができます。多くの場合、暗号システムの構造には、空間的 (例: 安全なメッセージの送信者とその受信者) または時間的 (例: 暗号で保護されたバックアップデータ) に 2 つ以上の当事者間での通信のやり取りが含まれます。このような暗号システムは、暗号プロトコルと呼ばれることもあります。

広く知られている暗号システムには、RSA、シュノア署名、エルガマル暗号化、プリティグッドプライバシー（PGP）などがあります。より複雑な暗号システムには、電子キャッシュ^[59]システム、サインクリプションシステムなどがあります。より「理論的な」^{[説明が必要]}暗号システムには、対話型証明システム^[60]（ゼロ知識証明など）^[61]や秘密共有システム[62]などがあります。^{[63 ]}

軽量暗号（LWC）は、厳しく制約された環境向けに開発された暗号アルゴリズムに関するものです。モノのインターネット（IoT）の成長により、環境に適した軽量アルゴリズムの開発に関する研究が急増しています。IoT環境では、消費電力、処理能力、セキュリティに厳しい制約が必要です。^{[64] PRESENT、} AES、SPECKなどのアルゴリズムは、米国国立標準技術研究所が定めた標準を達成するために開発された多くのLWCアルゴリズムの例です。^[65]

暗号化は、ユーザーデータを保護し、盗聴を防ぐためにインターネット上で広く使用されています。送信中の機密性を確保するために、多くのシステムでは、送信される情報を保護するために秘密鍵暗号化を使用しています。公開鍵システムを使用すると、マスターキーや多数のキーがなくても機密性を維持できます。^{[66]ただし、} BitLockerやVeraCryptなどの一部のアルゴリズムは、一般的に秘密鍵-公開鍵暗号化ではありません。たとえば、Veracryptはパスワードハッシュを使用して単一の秘密鍵を生成します。ただし、公開鍵-秘密鍵システムで実行するように構成できます。C++オープンソース暗号化ライブラリOpenSSLは、無料のオープンソース暗号化ソフトウェアとツールを提供しています。最も一般的に使用されている暗号化暗号スイートはAESです。^[67] AES-NIを備えたすべてのx86ベースのプロセッサでハードウェアアクセラレーションが可能なためです。近い候補はストリーム暗号であるChaCha20-Poly1305ですが、 ARMベースでAES-NI命令セット拡張を備えていない ため、モバイルデバイスでよく使用されます。

暗号技術は、通信を暗号化することで通信の安全性を確保するために使用できます。ウェブサイトはHTTPS経由の暗号化を使用しています。^[68]送信者と受信者のみがメッセージを読むことができる「エンドツーエンド」暗号化は、Pretty Good Privacyの電子メールに実装されており、 WhatsApp、Signal、Telegramでは一般的な安全なメッセージングに実装されています。^[68]

オペレーティングシステムは、パスワードを秘密に保ち、システムの一部を隠し、ソフトウェアの更新がシステムメーカーからのものであることを確認するために暗号化を使用します。^[68]コンピュータシステムは、プレーンテキストのパスワードを保存する代わりに、そのハッシュを保存します。その後、ユーザーがログインすると、システムは与えられたパスワードを暗号化ハッシュ関数に渡し、ファイル上のハッシュ値と比較します。このようにして、システムも攻撃者も、プレーンテキストのパスワードにアクセスできることはありません。^[68]

暗号化は、ドライブ全体を暗号化するために使用されることがあります。たとえば、ロンドン大学では、ユーザーがログインしなくてもドライブのデータを不透明にするために、 BitLocker （Microsoftのプログラム）を実装しています。^[68]

暗号化技術は、分散型台帳技術（ブロックチェーンなど）などの暗号通貨技術を可能にし、分散型金融（DeFi）などの暗号経済アプリケーションに資金を提供します。暗号通貨と暗号経済を可能にする主要な暗号化技術には、暗号化キー、暗号化ハッシュ関数、非対称（公開キー）暗号化、多要素認証（MFA）、エンドツーエンド暗号化（E2EE）、ゼロ知識証明（ZKP）などがあります。

暗号は長い間、諜報活動や法執行機関の関心を集めてきました。^[9]秘密通信は犯罪行為、さらには反逆行為となる可能性があります。^{[要出典]暗号は}プライバシーの保護を容易にし、またその禁止に伴うプライバシーの減少のため、公民権支持者にとっても大きな関心事です。したがって、特に安価なコンピュータの出現により高品質の暗号が広く利用できるようになって以来、暗号をめぐっては物議を醸す法的問題が数多く存在してきました。

一部の国では、暗号の国内使用さえも制限されているか、または制限されていた。1999年までフランスは国内での暗号の使用を大幅に制限していたが、その後これらの規則の多くを緩和した。中国とイランでは、暗号を使用するには依然としてライセンスが必要である。^[7]多くの国では暗号の使用に対して厳しい制限を設けている。より厳しい制限を設けている国としては、ベラルーシ、カザフスタン、モンゴル、パキスタン、シンガポール、チュニジア、ベトナムの法律がある。^[69]

米国では、暗号は国内での使用は合法であるが、暗号に関連する法的問題をめぐっては多くの紛争があった。^[9]特に重要な問題の 1 つは、暗号および暗号ソフトウェアとハ​​ードウェアの輸出である。おそらく、第二次世界大戦における暗号解読の重要性と、暗号が国家安全保障にとって引き続き重要であるという予想から、多くの西側諸国政府は、ある時点で暗号の輸出を厳しく規制した。第二次世界大戦後、米国では暗号技術を海外に販売または配布することは違法であり、実際、暗号は補助的な軍事装備品に指定され、米国軍需品リストに掲載された。^[70]パーソナルコンピュータ、非対称鍵アルゴリズム (つまり、公開鍵技術)、およびインターネットが開発されるまでは、これは特に問題にはなりませんでした。しかし、インターネットが成長し、コンピュータがより広く利用できるようになると、高品質の暗号化技術が世界中でよく知られるようになりました。

1990年代には、米国の暗号輸出規制に対する異議申し立てがいくつかあった。フィリップ・ジマーマンの暗号化プログラム「 Pretty Good Privacy (PGP)」のソースコードが1991年6月にインターネット上に流出した後、RSA Security（当時はRSA Data Security, Inc.）の苦情により、米国税関とFBIがジマーマンに対して長期にわたる刑事捜査を行ったが、起訴には至らなかった。^{[71] [72]当時}カリフォルニア大学バークレー校の大学院生だったダニエル・J・バーンスタインは、言論の自由を理由に米国政府を相手取り、規制の一部に異議を唱える訴訟を起こした。1995年のバーンスタイン対米国の訴訟では、最終的に1999年に、暗号アルゴリズムとシステムの印刷されたソースコードは米国憲法により言論の自由として保護されるとの判決が下された。 ^[73]

1996年、39カ国がワッセナー協定に署名した。これは武器の輸出と暗号などの「軍民両用」技術を扱う軍備管理条約である。この条約では、短い鍵長（対称暗号化の場合は56ビット、RSAの場合は512ビット）の暗号の使用は、もはや輸出規制の対象とならないと規定された。^[74]米国からの暗号輸出は、2000年の大幅な規制緩和の結果として、それほど厳しく規制されなくなった。^{[75]米国から}輸出される大量市場向けソフトウェアの鍵サイズに関する規制はもはやほとんどない。米国の輸出規制のこの緩和と、インターネットに接続されているほとんどのパーソナルコンピュータにFirefoxやInternet Explorerなどの米国製のウェブブラウザが搭載されていることから、世界中のほぼすべてのインターネットユーザーは、ブラウザ（例：トランスポート層セキュリティ経由）を介して高品質の暗号に潜在的にアクセスできる。 Mozilla ThunderbirdやMicrosoft Outlook の電子メール クライアントプログラムも同様に、TLS 経由で電子メールを送受信でき、S/MIMEで暗号化された電子メールを送受信できます。多くのインターネット ユーザーは、基本的なアプリケーション ソフトウェアにこのような広範な暗号システムが含まれていることに気づいていません。これらのブラウザーや電子メール プログラムは非常に普及しているため、暗号の民間使用を規制することを目的とする政府でさえ、この品質の暗号の配布や使用を規制することは現実的ではないと一般的に考えています。そのため、そのような法律が施行されていても、実際の施行は事実上不可能であることが多いのです。^{[引用が必要]}

米国の暗号技術に関するもう一つの論争の的となっている問題は、国家安全保障局が暗号技術の開発と政策に及ぼす影響である。^{[9] NSAは、} IBMでDESが開発され、米国標準局が暗号技術の連邦標準の可能性として検討していたときに、 DESの設計に関わっていた。 ^{[76] DESは}差分解読法^[77]に耐えられるように設計された。差分解読法は、NSAとIBMが知っていた強力で汎用的な解読技術であり、1980年代後半に再発見されて初めて公に知られるようになった。^[78] Steven Levyによると、IBMは差分解読法を発見したが^[72]、NSAの要請でその技術を秘密にしていた。その技術が公に知られるようになったのは、数年後にBihamとShamirが再発見して発表したときだった。この事件全体は、攻撃者が実際にどのようなリソースと知識を持っているかを判断することの難しさを示している。

NSAの関与のもう一つの例は、1993年のクリッパーチップ事件である。これは、キャップストーン暗号管理イニシアチブの一部となることを意図した暗号化マイクロチップである。クリッパーは、2つの理由で暗号学者から広く批判された。暗号アルゴリズム（スキップジャックと呼ばれる）は当時機密扱いされていた（クリッパーイニシアチブが失効してからかなり後の1998年に機密解除された）。機密扱いの暗号は、NSAが諜報活動を支援するために意図的に暗号を弱くしたのではないかという懸念を引き起こした。イニシアチブ全体も、ケルクホフスの原則に違反しているとして批判された。なぜなら、この計画には、法執行機関（つまり盗聴）で使用するために政府が保有する特別なエスクローキーが含まれていたからである。^[72]

暗号化はデジタル著作権管理（DRM）の中心であり、著作権で保護された素材の使用を技術的に制御する一連の技術であり、一部の著作権者の要請により広く実装および導入されています。1998年、米国大統領ビル・クリントンはデジタルミレニアム著作権法（DMCA）に署名しました。この法律は、特定の暗号解読技術と技術（現在知られているもの、または後に発見されたもの）のあらゆる製造、頒布、使用を犯罪としました。具体的には、DRMの技術的スキームを回避するために使用できるものです。^[79]これは暗号研究コミュニティに顕著な影響を与えました。なぜなら、暗号解読研究はすべてDMCAに違反しているという議論ができるからです。同様の法律はその後、EU著作権指令での実施を含め、いくつかの国と地域で制定されています。世界知的所有権機関の加盟国 が署名した条約でも同様の制限が求められています。

米国司法省とFBIは、一部の人が恐れていたほど厳格にDMCAを執行していないが、それでもこの法律は物議を醸すものである。高く評価されている暗号研究者のニールス・ファーガソンは、 DMCAによる訴追を恐れて、インテルのセキュリティ設計に関する研究の一部を公開しないと公言している。 ^[80]暗号学者のブルース・シュナイアーは、 DMCAはベンダーロックインを助長し、サイバーセキュリティに対する実際の対策を妨げていると主張している。^[81]アラン・コックス（長年のLinuxカーネル開発者）とエドワード・フェルテン（およびプリンストンの彼の学生数名）は、この法律に関連する問題に遭遇している。ドミトリー・スクリャロフは、ロシアから米国を訪問中に逮捕され、ロシアで行った研究に起因するDMCA違反の疑いで、裁判を待つ間5ヶ月間投獄された。ロシアではその研究は合法であった。 2007年、ブルーレイやHD DVDのコンテンツのスクランブルに使われていた暗号鍵が発見され、インターネット上に公開されました。どちらの事件でも、アメリカ映画協会は多数のDMCA削除通知を出し、このような通知がフェアユースや言論の自由に影響を及ぼすと認識され、インターネット上で大規模な反発^[10]が起こりました。

英国では、捜査権限規制法により、英国警察は容疑者にファイルの復号化や暗号鍵を保護するパスワードの引き渡しを強制する権限を与えられている。これに従わない場合はそれ自体が犯罪であり、有罪判決を受けた場合は2年の懲役刑、国家安全保障に関わる事件の場合は最長5年の懲役刑が科せられる。^[8]この法律に基づく起訴は成功しており、2009年に初めて行われたもので^[82] 、懲役13ヶ月の刑が言い渡された。^[83]オーストラリア、フィンランド、フランス、インドでも同様の強制開示法が施行されており、捜査中の容疑者個人に対し、刑事捜査中に暗号鍵やパスワードの引き渡しを強制している。

アメリカでは、連邦刑事事件の米国対フリコス事件で、捜索令状によって暗号化 パスフレーズやパスワードの開示を強制できるかどうかが争点となった。^[84]電子フロンティア財団（EFF）は、これは憲法修正第5条で認められている自己負罪拒否の保護に違反すると主張した。^[85] 2012年、裁判所は、全令状法に基づき、被告は裁判所に暗号化されていないハードドライブを提示する必要があるとの判決を下した。^[86]

多くの法域では、強制開示の法的地位は依然として不明確です。

2016 年のFBI と Apple の暗号化紛争は、米国の裁判所が、コンテンツが暗号化されて保護されている携帯電話のロック解除にメーカーの協力を強制できるかどうかに関係しています。

強制開示に対する潜在的な対抗手段として、一部の暗号化ソフトウェアは、暗号化されたデータが未使用のランダムデータ（たとえば、安全に消去されたドライブのデータなど）と区別できない、もっともらしい否認をサポートしています。

• 衝突攻撃
• 暗号化ライブラリの比較
• 暗号ウイルス学 – ウイルス学の保護と暗号化
• 暗号戦争 – 強力な暗号へのアクセスを制限しようとする試み
• 暗号化とセキュリティの百科事典 – アイントホーフェン工科大学による書籍
• 世界的な監視 – 国境を越えた大規模な監視
• 識別不能難読化 – 暗号化ソフトウェア難読化の種類
• 情報理論 – デジタル情報の科学的研究
• 暗号の概要
  • 暗号学者のリスト
  • 複数の発見のリスト
  • コンピュータサイエンスにおける未解決問題のリスト – 未解決の計算問題のリスト
• 事前共有キー – 暗号化キーを設定する方法
• 安全な暗号プロセッサ
• 強力な暗号 – 暗号解読に対して非常に耐性のある暗号システムに適用される用語
• 音節表とステガノグラフィ表 – 最初の暗号表であると考えられている 18 世紀の作品 – 最初の暗号表
• World Wide Web ConsortiumのWeb 暗号化 API  – World Wide Web Consortium の暗号化標準