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2025年度早稲田大学「セキュリティ基礎講義」資料を公開しました

2026/01/15
  • 講演
  • 勉強会
  • ⾼機能暗号
  • 光成 滋生

早稲田大学情報基幹理工学部で実施した「セキュリティ基礎講義」2025年度の講義資料を公開いたしました。 本講義では、情報セキュリティと暗号技術について、基本的なところを体系的に扱っています。 また、小テスト問題と解説も公開しています。

公開資料URL

講義資料の概要

基礎編

  • 情報セキュリティと暗号技術

    • 情報セキュリティの基本概念、暗号・認証・認可の概要
    • FIDO、OAuth、OpenID Connectなどの現代的な認証・認可技術

  • 共通鍵暗号1

    • 共通鍵暗号の基礎理論（乱数、XOR、OTP、情報理論的安全性）
    • ストリーム暗号（ChaCha20）とブロック暗号（AES）
    • 暗号利用モード（ECB、CBC、CTR）と計算量理論
    • 暗号の安全性評価（強秘匿性、頑強性）

  • 暗号理論・数学の基礎

    • 計算量理論（O記法、無視できる関数、PPT）
    • 疑似乱数生成器とPRFの安全性
    • IND-CPA安全性の形式的定義

  • 共通鍵暗号2

    • MAC（メッセージ認証コード）と存在的偽造不可能性
    • ハッシュ関数（SHA-2、SHA-3）とその拡張
    • AEAD（認証付き暗号）と軽量暗号Ascon

公開鍵暗号PKC（Public Key Cryptography）

  • DH鍵共有と署名

    • DH鍵共有とDLP（離散対数問題）
    • 楕円曲線暗号とECDH鍵共有
    • 有限体の数学的基礎（Euclidの互除法、Fermatの小定理）
    • 群論と楕円曲線の代数的構造
    • 楕円曲線の加法公式と射影座標による高速化
    • AitM（中間者）攻撃
    • 署名とsEUF-CMA安全性
    • ECDSA、EdDSAとサイドチャネル攻撃
    • RSA関数を用いた署名（RSASSA-PKCS1-v1_5、RSASSA-PSS）

  • PKCの応用

    • TLS 1.3のハンドシェイク
    • HTTP/3とQUIC
    • ECH（Encrypted Client Hello）とDNSセキュリティ（DoT、DoH）
    • FIDO2による認証
    • タイムスタンプとMerkle木
    • ブロックチェーン技術（Bitcoin、Ethereum）

  • 公開鍵暗号化方式PKE（Public Key Encryption）

    • PKEの形式的定義とIND-CPA/IND-CCA安全性
    • RSA-OAEPとハイブリッド暗号
    • FO変換と前方秘匿性

先進的暗号技術

  • 耐量子計算機暗号

    • NIST PQC標準化プロセス
    • LWE問題とRegev暗号
    • 構造化格子とKyber PKE、MLKEM
    • FFT/NTTによる高速化技術

  • 量子計算機と暗号解読

    • 量子計算の数学的基礎（線形代数、量子ゲート）
    • 量子もつれと測定
    • Shorのアルゴリズムによる素因数分解
    • QFT（量子フーリエ変換）とQPE（量子位相推定）
    • 量子暗号通信

  • ペアリングの応用

    • 双線形ペアリングの理論
    • 三者間鍵共有とIDベース暗号
    • BLS署名とBLS12-381曲線
    • Shamirの秘密分散と集約署名
    • DKG（分散鍵生成）

  • マイナンバーカード、BBS署名、ZKP

    • 本人確認とマイナンバーカードの仕組み
    • 選択的開示可能署名（SD-JWT、BBS署名）
    • グループ署名
    • ゼロ知識証明（ZKP）とΣプロトコル
    • Fiat-Shamir変換