RSA暗号化の方法（具体的に）

質問

C++で、あるファイルを暗号化するプログラムを作成しようと思っています。
暗号はRSAで、と思っていますが、どのようにすればいいのか分かりません。

暗号自体のアルゴリズムは理解しているのですが、
「具体的に」どうすればいいのか教えて欲しいのです。

「文字」とか、そういう単位がなくて、単なるディスクファイル、またはメモリ上の
bit列があったときに、それをどうやって暗号化するか、また復号するか。
鍵が分かったとして、bit列のどこからどこまでを1つの単位として計算するのか。
その暗号化単位は、公開鍵だけで判断できるのか。
素数で割った余りなので、1つの数字としてみたときに素数より小さい数でないと
だめなことは分かります。

もしかしたら、このようなデータの暗号化は、他のアルゴリズムを
使用した方がいいのかもしれませんが、暗号について
あまり詳しくないので、どうしたらいいのか分かりません。

ネットで調べた内容では、アルゴリズムは理解できても、
対象としているデータで、実際どうやるのか分かりませんでした。

よろしくお願いします。

回答No.2

hanabutako · ベストアンサー

次のサイトを見るとよいでしょう。
OpenSSLのライブラリーを使って実際にRSA暗号で暗号化、復号をやり、実際に自分で作ってもいます。
http://x68000.q-e-d.net/~68user/net/rsa-1.html

平文はZnの元でなくてはいけないので、それよりも大きい場合は分割して計算します。
また、それよりも小さい場合は暗号化されたデータの解読が簡単にならないように鍵長になるまでパディングを加えてから計算しています。
これには書いていませんが、暗号化されたデータがどの暗号方式を使い、どの鍵を使って暗号化されたかというのが暗号化されたファイルのヘッダなどに含まれると思います。

ちなみに、公開鍵暗号は安全な強度を保つには長い鍵長が必要になり、効率が悪いので通常ファイルなど大きなデータを暗号化する場合は共通鍵暗号とのハイブリッドで使用します。具体的にはファイルを共通鍵暗号で暗号化したあとに暗号化に使った鍵を公開鍵暗号で暗号化して、暗号化されたファイルに添付します。(先に述べたようにヘッダなどに含まれると思います)

強度についてですが、RFC3766の5章 (http://tools.ietf.org/html/rfc3766#section-5) によると、100bitの共通鍵暗号の強度に相当する強度の鍵をRSAで作るには1929bitの鍵を用意しなくてはならないようです。
速度についても次のデータを元に計算すると相当遅いことがわかります。
http://www.madboa.com/geek/openssl/#benchmark-speed
RSAのsignを1024bitのデータの暗号化と考えると、次のようになります。
AES 128 bit 58,751.94 KB/sec
RSA 1024 bits 3,446.4 KB/sec
つまり、圧倒的にAES 128bitの方が高速です。しかも、先の説明の通り、AES128bitの方がRSA 1024 bitsよりもずっと安全です。

というわけで、紹介したサイトを参考にしてみてください。ファイルなど大きなデータを暗号化するときは普通、共通鍵暗号と公開鍵暗号のハイブリッドです。

お礼

回答ありがとうございます。
ファイルサイズや処理速度を考えて、本当にRSAを採用するか、
再検討することにしました。
ただ、RSAについては勉強する必要があるので、
教えていただいたサイトを参照しようと思います。

回答No.1

uyama33

RSA 暗号技術の基礎からC++による実装まで

という本があります。
実装できます。ファイルも暗号化できます。
長い整数の計算は面倒ですが、この本を読めば理解できます。

がんばって下さい。

お礼

回答ありがとうございます。
参考にしたいと思います。