RSA (1977)（アールエスエー）
Ron Rivest・Adi Shamir・Leonard Adleman が 1977 年に発明した世界初の実用的公開鍵暗号。整数の素因数分解の困難性に基づき、公開鍵で暗号化・秘密鍵で復号する非対称暗号で、SSL/TLS・PGP/GPG・SSH・電子署名・ブロックチェーンなど現代インターネットセキュリティの中核として 50 年近く君臨する歴史的暗号。
概要
RSA は、Ron Rivest・Adi Shamir・Leonard Adleman の 3 人が MIT 在籍時の 1977 年 4 月に発明した世界初の実用的公開鍵暗号で、3 人の名前頭文字から RSA と命名された歴史的アルゴリズムです。整数の素因数分解の困難性 (合成数 N=p×q を素数 p・q に分解するのが極めて困難) に基づき、公開鍵で暗号化・秘密鍵で復号する非対称暗号 (Asymmetric Cryptography) の代表として、SSL/TLS (1995 年以降)・PGP/GPG (1991 年から)・SSH (1995 年から)・電子署名 (HTTPS 証明書)・ブロックチェーン (一部) など現代インターネットセキュリティの中核として 50 年近く君臨しています。RSA Security 社が 1983 年に設立 (3 人の創業者)・1996 年に米国特許失効でフリー化、現代は RSA-2048 / RSA-4096 鍵長が標準、RSA-1024 は 2010 年以降廃止予定 (2030 年代に完全撤退見込み)。鍵生成は素数 p・q から N=p×q を計算・公開指数 e=65537 (フェルマー素数 2^16+1、性能と安全性のバランス) が一般、量子コンピュータ (Shor アルゴリズム、1994) で破られる予測があり、PQC (Post-Quantum Cryptography) 移行が 2030 年代に予定される歴史的転換期に入った重要技術です。
主な特徴・仕組み
- 発表: 1977 年 4 月 Rivest・Shamir・Adleman (MIT)
- 論文: "A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems" (1978 年 Communications of the ACM)
- 数学的基盤: 整数の素因数分解問題 (大きな合成数の素数分解)
- 公開鍵: (N, e) ・N = p × q (大素数 2 個の積)・e = 65537 (一般)
- 秘密鍵: d (e の逆元 mod φ(N))
- 暗号化: c = m^e mod N
- 復号化: m = c^d mod N
- 電子署名: 秘密鍵で署名・公開鍵で検証
- 鍵長進化: 512-bit (1990s) → 1024-bit (2000s) → 2048-bit (2010s 標準) → 4096-bit (2020s 高セキュリティ)
- 特許: 米国特許 4,405,829 (1983-1996)・現在フリー
- 後継: ECC (1985 年、より短い鍵で同強度)・PQC (Kyber、2022 標準化)
スペック比較表 (RSA 鍵長と等価強度)
| RSA 鍵長 | 等価対称鍵 | 計算時間 (現代 PC) | 用途 |
|---|---|---|---|
| RSA-1024 | 80-bit | 数年 | 廃止予定 |
| RSA-2048 | 112-bit | 数十年 | 現代標準 |
| RSA-3072 | 128-bit | 100 年 | 高セキュリティ |
| RSA-4096 | 152-bit | 数百年 | 最高セキュリティ |
| ECC P-256 | 128-bit | RSA-3072 と同等 | 現代モバイル標準 |
具体例・対応技術
- SSL/TLS (1995-): RSA で鍵交換・電子証明書、HTTPS の基盤
- GnuPG / PGP (1991-): メール暗号化・電子署名、Phil Zimmermann 開発
- SSH-1 (1995) / SSH-2 (2006): RSA 鍵認証、サーバアクセス
- HTTPS 電子証明書: Let's Encrypt・DigiCert・Comodo の RSA 証明書
- ブロックチェーン: 一部 (Hyperledger Fabric の RSA 署名等)
自作PCでの選び方・注意点
RSA は 2026 年現在も自作 PC で SSH 認証・HTTPS 証明書・GnuPG 電子署名で日常的に利用される暗号技術。ssh-keygen -t rsa -b 4096 で SSH RSA 鍵生成・gpg --gen-key で PGP 鍵作成が定番、ただし 2026 年現在は Ed25519 (ssh-keygen -t ed25519) ・ECC P-256 への移行が推奨され、RSA は互換性確保用途で残存。Let's Encrypt の無料 SSL 証明書は RSA-2048 がデフォルト、ECC 証明書も選択可能。AI 時代の 2026 年現在、量子コンピュータの実用化 (Google・IBM・Microsoft の研究進展) を視野に PQC への移行が議論され、NIST が 2024 年 8 月に CRYSTALS-Kyber (鍵交換)・CRYSTALS-Dilithium (電子署名)・SPHINCS+ を標準化、2030 年代に RSA → PQC ハイブリッド (RSA + Kyber を併用) → PQC 完全移行が予測される歴史的転換期。新規システムでは RSA-4096 + Ed25519 + ECC P-256 のハイブリッド・PQC 対応準備が重要。ssh-keygen で Ed25519 鍵 (ssh-keygen -t ed25519、ECC ベース、短くて高速) が現代モダンな選択肢、RSA は互換性のため併用が無難です。
関連用語との違い
- AES: 共通鍵暗号、RSA と異なる用途 (RSA は鍵交換・AES はデータ暗号化)
- ECC: 1985 年公開鍵、RSA より短い鍵で同強度
- PQC: 量子耐性暗号、RSA の後継候補
よくある質問（FAQ）
Q1: RSA-2048 と RSA-4096 どちらを選ぶ? A: 一般用途は RSA-2048 (NIST 推奨)、高セキュリティ・長期保護は RSA-4096。鍵生成・署名・検証の速度は 4-8 倍遅くなるトレードオフ。
Q2: 量子コンピュータで RSA は破られる? A: Shor アルゴリズム (1994) で RSA は理論的に破断可能、現代量子コンピュータ (~1000 qubit) は不足だが 2030 年代に 4096-bit RSA 破断可能な量子コンピュータ実用化が予測される。
Q3: 現代でも RSA を使うべき? A: 互換性のため当面継続、新規 SSH/GnuPG は Ed25519・ECC P-256 へ移行推奨。RSA はレガシーシステム・電子証明書互換性のため当面残る。
まとめ
- RSA = 1977 年 MIT 発明、世界初の実用公開鍵暗号
- 素因数分解問題ベース・2048/4096-bit 鍵が現代標準
- SSL/TLS・GnuPG・SSH・電子署名で 50 年現役
- 量子時代に PQC 移行予定 (2030 年代)、過渡期に Ed25519 推奨