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情報I
ネットワークと情報セキュリティ
最終更新日：2026年7月19日
メッセージを送ってから相手の画面に届くまでに、いったい何が起きているのか。この単元では、インターネットが情報をやりとりする仕組みと、その通信を盗み見や改ざんから守る情報セキュリティの基礎を扱います。とりわけ暗号と認証は、公開鍵暗号やデジタル署名という具体的なかたちで問われるため、「どちらの鍵をどの向きに使うか」まで踏み込んで理解しておく必要があります。
この単元のポイント
- インターネットはTCP/IPという約束事で通信し、機器はIPアドレスで識別され、覚えやすい名前はDNSでIPアドレスに変換されます。
- 情報セキュリティの3要素は機密性・完全性・可用性です。守る基本は認証・暗号化・アクセス制御です。
- 暗号方式には共通鍵暗号（速いが鍵の配送が課題）と公開鍵暗号（公開鍵で暗号化し秘密鍵で復号）があります。
共通テストのポイント
公開鍵暗号の仕組み（誰の鍵で暗号化し、誰の鍵で復号するか）とデジタル署名の向き、共通鍵暗号との違いがよく問われます。パケット交換やプロトコルの階層の意味も押さえましょう。
ネットワークとプロトコル
インターネットは、世界中のネットワークを共通の約束事でつないだ「ネットワークのネットワーク」です。その約束事の中心がTCP/IPで、データを小さなパケットに分割して送り、受信側で元に戻します。パケットには宛先と送り主のIPアドレスが付いており、経路上の機器（ルータ）がこれを見て中継します。人間が覚えやすいドメイン名（例：example.com）を機械が扱うIPアドレスに変換するのがDNSの役割です。通信の約束事は役割ごとに階層に分かれており、上位の層は下位の層の仕組みを気にせず利用できるようになっています。
情報セキュリティの3要素
情報を安全に保つとは、次の三つをバランスよく守ることだと整理できます。機密性は許可された人だけが情報を見られること（暗号化・アクセス制御で守る）、完全性は情報が改ざん・破壊されずに正しいまま保たれること（デジタル署名・ハッシュで検出）、可用性は必要なときに情報やサービスを使えること（バックアップ・多重化で守る）です。どれか一つに偏らず、脅威に応じて対策を組み合わせることが重要だと理解しておきましょう。
暗号と認証
通信を盗み見や改ざんから守る中心的な技術が暗号です。方式は大きく二つに分かれ、それぞれ長所と短所があります。
共通鍵暗号と公開鍵暗号
- 共通鍵暗号：暗号化と復号に同じ鍵を使います。処理は速いのですが、その鍵を相手へ安全に渡す「鍵配送問題」があります。
- 公開鍵暗号：ペアの鍵を使い、受信者の公開鍵で暗号化 → 受信者の秘密鍵で復号します。公開鍵は誰に知られてもよいので鍵配送問題を解決できます。
- 実際には、通信本文は速い共通鍵で暗号化し、その共通鍵だけを公開鍵暗号で安全に送るハイブリッド方式が使われます。
デジタル署名
デジタル署名は暗号とは向きが逆で、送信者の秘密鍵で署名し、受信者は送信者の公開鍵で検証します。正しく検証できれば「確かに本人が作り、途中で改ざんされていない」ことが確認できます。暗号化は「相手だけが読めるようにする（機密性）」、署名は「本人証明と改ざん検出（完全性・認証）」という目的の違いを、鍵の使う向きとあわせて覚えるのが得点のコツです。
参考・出典
この記事は、運営者が構成を設計したうえで生成AIを併用して執筆し、公開前に運営者が内容を確認しています。 学習の参考としてご利用いただき、重要な判断の際は教科書や公式資料もあわせてご確認ください。 誤りにお気づきの場合はフッターの投書箱よりご連絡ください。