対称暗号化は、暗号化と復号に同じ鍵を使用します。高速かつ効率的です。標準的な対称アルゴリズムであるAESは、数ギガバイトのデータを数秒で暗号化します。その速度により、暗号化の主力となっています。すべてのHTTPS接続、すべての暗号化ディスク、すべてのVPNトンネルは、データの大部分に対称暗号化を使用しています。課題は鍵の配布です。2者が安全に通信するには、同じ鍵を共有する必要があります。盗聴者に知られることなく、どのように鍵を共有するのでしょうか？

その問題は、鍵交換を処理する非対称暗号化によって解決されます。2 つのシステムは公開鍵暗号を使用して対称鍵に合意し、実際のデータには対称暗号化に切り替えます。このハイブリッド方式により、インターネットは安全になります。対称鍵は一度使用されて破棄されます。これは前方秘匿性と呼ばれる手法です。長期秘密鍵が後で漏洩したとしても、過去のセッションは安全のままです。対称暗号化にも弱点がないわけではありません。弱い鍵、再利用された nonce、不適切なパディングによって、強力なアルゴリズムを使用しているシステムが破られたことがあります。アルゴリズムよりも実装の方が重要です。AES-256 は事実上破られません。暗号化されたデータの隣に鍵を平文で保存するシステムはそうではありません。

一般的な対称アルゴリズム

• AES ― あらゆる場所で使われている標準規格
• ChaCha20 — ストリーム暗号、モバイルデバイスで高速
• 3DES - レガシーシステム、段階的に廃止予定
• フグ ― 古い名称だが、一部の用途では今でも使われている

対称暗号化は高速で強力、そしてシンプルだ。難しいのは、鍵を相手側に安全に届けることだ。