令和3年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前II 問16

共通鍵暗号方式において,100 人の送受信者のそれぞれが,相互に暗号化通信を行うときに必要な共通鍵の総数は幾つか。

解答・解説

正解: イ. 4,950

共通鍵暗号方式において、複数の人が相互に暗号化通信を行う場合、通信する2人(ペア)ごとに1つの共通鍵が必要になります。

したがって、nn 人が相互に通信する場合に必要な共通鍵の総数は、異なる nn 個の中から 2 個を選ぶ組み合わせの数 nC2{}_n\mathrm{C}_2 で求められます。
計算式は以下の通りです。

n(n−1)2 \frac{n(n-1)}{2}

本問では送受信者が 100 人であるため、n=100n = 100 を当てはめて計算します。

100×(100−1)2=100×992=4,950 \frac{100 \times (100 - 1)}{2} = \frac{100 \times 99}{2} = 4,950

よって、必要な共通鍵の総数は 4,950 個となります。

各選択肢の解説

  • ア: 誤りです。公開鍵暗号方式において、100 人がそれぞれ公開鍵と秘密鍵のペアを持つ場合に必要な鍵の総数 (100×2=200100 \times 2 = 200) に相当します。
  • イ: 正解です。 上記の計算の通り、共通鍵暗号方式で 100 人が相互に通信するために必要な鍵の数は 4,950 個です。
  • ウ: 誤りです。通信方向(AからB、BからA)を区別してそれぞれ別の鍵を用意した場合の数 (100P2=100×99=9,900{}_{100}\mathrm{P}_2 = 100 \times 99 = 9,900) です。共通鍵暗号方式では1つの共通鍵を双方の通信で使用するため、重複分を省く必要があります。
  • エ: 誤りです。自分自身との通信も含めて各人が 100 個の鍵を持つと誤認して計算 (100×100=10,000100 \times 100 = 10,000) した値と考えられます。

Spineチーム