🔐 ブロック暗号とストリーム暗号の違いとは？それぞれの特徴と使いどころを徹底解説！

✨ 多様な暗号方式の世界へようこそ！

暗号技術は大きく分けて「ブロック暗号」と「ストリーム暗号」の2つのタイプに分類されます。それぞれの特性を理解することで、より適切なセキュリティ対策が可能になります。

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🔒 ブロック暗号とは？一定のかたまりで守るセキュリティ

ブロック暗号は、データを一定の長さの「ブロック」に分けて、一度にその単位ごとに暗号化していく方式です。

• 🔸 DES：64ビット単位で暗号化される代表例
• 🔸 AES：128ビットブロックを使う現代標準

仕組みの特徴：

• 一定サイズごとの暗号処理（例：64ビット）
• パディング（ブロックに満たないデータの補完）が必要
• 通信やファイル保存など、一定サイズでまとめて処理する場面に最適

☁️ 実例：DES以降の多様なブロック暗号

以下のようなさまざまなブロック暗号が登場しています：

• MULTI2（日立）：衛星放送向けの暗号技術（BS・CS）
• IDEA（スイス）：4つのデータブロックで処理、PGPでも採用
• RC5（Rivest）：鍵長や段数が自由に設定可能な柔軟な設計
• MISTY（三菱電機）：線形解読への耐性を重視

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🌐 ストリーム暗号とは？データを流れるように守る仕組み

ストリーム暗号は、文字通り「ストリーム（流れ）」のように、データを1ビットまたは1バイト単位で連続的に暗号化していく方式です。

• 🔸 平文と擬似乱数列をXORして暗号化
• 🔸 時系列データやリアルタイム通信に向いている

主な特徴：

• ビット単位またはバイト単位の処理
• 高速でメモリ消費が少ない
• 遅延が少なく、通信分野に最適

🎡 有名なストリーム暗号

• RC4（Rivest）：かつて広く使われたが、後に脆弱性が発見され失速
• A5（携帯通信）：GSMに使われていたが、Shamirらにより解読された
• SEAL（IBM）、MULTI-S01（日立）など企業発のストリーム暗号も存在

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🚫 ストリーム暗号が広まりにくい理由

ストリーム暗号は技術的には優れているのに、なぜか主流にはなっていません。その理由にはいくつかの壁があります。

• 🔒 非公開技術が多く、外部検証がされにくかった
• 📉 標準化の遅れで普及に乗り遅れた
• 🤔 ブロック暗号の研究が進んでおり、そちらが安心されやすい

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🦜 RC5解読プロジェクトが示したこと

RC5はRivestが開発した柔軟なブロック暗号で、自由な鍵長を持てるのが特徴です。その解読プロジェクト（distributed.netによる）では、短い鍵長がいかに危険かを証明しました。

• 40ビット → 即解読
• 56ビット → 約250日で解読成功
• 64ビット → 数年で突破

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⚖️ ElGamalと鍵共有の話から見る適材適所

ElGamal暗号は、ストリームではなく公開鍵暗号に分類されますが、“共通の秘密を安全に共有する”という点で興味深い仕組みを持っています。

• 離散対数問題に基づいた一方向性の強さ
• 異なるルートから同じ数にたどり着く構造

また、Kerberos や Diffie-Hellman、ID-NIKS のような鍵共有技術もストリーム暗号と組み合わせて活用されることがあります。

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📊 まとめ：ブロック暗号とストリーム暗号、それぞれの強み

項目	ブロック暗号	ストリーム暗号
処理単位	固定長ブロック（例：128ビット）	1ビットまたは1バイト単位
主な用途	ファイル暗号、SSL/TLS など	音声・動画通信、IoTなど
処理の特徴	高い汎用性と堅牢性	高速・低遅延処理が可能
代表的方式	AES、IDEA、RC5	RC4、A5、SEAL

🔐 ポイント：

• セキュリティ設計は「なにを守りたいか」で選ぶ！
• ブロック暗号は“しっかり守る”、ストリーム暗号は“すばやく守る”