今日のデジタル時代では、機密情報のセキュリティを確保することが最も重要です。最も広く使用されている暗号化技術の 1 つである RSA は、安全な通信とデータ保護を可能にすることでこれを実現します。 RSA キー ペアの生成方法を学びたい初心者の場合、このチュートリアルでは JavaScript と Python の両方でプロセスをガイドします。

RSAとは何ですか?

RSA (Rivest-Shamir-Adleman) は、安全なデータ送信に使用される公開キー暗号化システムです。 2 つのキーを使用します:

公開キー: メッセージの暗号化またはデジタル署名の検証に使用されます。
秘密キー: メッセージの復号化またはドキュメントの署名に使用されます。
キーは数学的に関連付けられていますが、公開キーから秘密キーを導出するのはほぼ不可能であるため、RSA は非常に安全な暗号化方式となっています。

RSA を使用する理由

データ暗号化: 機密情報を暗号化して通信を保護します。
デジタル署名: メッセージまたはドキュメントの信頼性を検証します。
認証: 安全な認証メカニズムを提供します。
ここで、2 つの人気のあるプログラミング言語である JavaScript と Python を使用して RSA キーを生成する方法を見てみましょう。

OpenSSL を使用した RSA キーの生成 (コマンド ライン)

コードに入る前に、OpenSSL を使用して RSA キーを簡単に生成できます。 OpenSSL は、暗号化操作に広く使用されているツールです。

2048 ビット RSA 秘密キーを生成します:

openssl genpkey -algorithm RSA -out private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048

公開キーを抽出します:

openssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem

これにより、2 つのファイルが生成されます: private_key.pem (秘密キー) と public_key.pem (公開キー)。

JavaScript での RSA キーの生成

JavaScript では、Node.js の暗号モジュールを使用して RSA キーを生成できます。ここではステップバイステップのガイドを示します。

ステップバイステップガイド (JavaScript)
環境をセットアップする: システムに Node.js がインストールされていることを確認します。そうでない場合は、nodejs.org.

RSA キー ペアを生成します: Node.js は、暗号化操作用の組み込み関数を提供する暗号モジュールを提供します。

const { generateKeyPairSync } = require('crypto');

const { publicKey, privateKey } = generateKeyPairSync('rsa', {
  modulusLength: 2048,
  publicKeyEncoding: {
    type: 'spki',
    format: 'pem'
  },
  privateKeyEncoding: {
    type: 'pkcs8',
    format: 'pem'
  }
});

console.log('Public Key:\n', publicKey);
console.log('Private Key:\n', privateKey);

キーポイント:
modulusLength: 2048 は、キーの長さが 2048 ビットであることを保証します。
生成された公開キーと秘密キーは、暗号キーの保存に広く使用されている PEM 形式で返されます。
このスクリプトを使用すると、JavaScript で RSA キーを生成し、暗号化、デジタル署名、または安全な通信に使用できるようになります。

Python で RSA キーを生成する

Python は、RSA キーを生成するための暗号化と呼ばれる優れたライブラリを提供します。 Python で RSA キーを生成するには、以下の手順に従ってください。

ステップバイステップ ガイド (Python)
暗号化ライブラリをインストールします: 暗号化ライブラリがインストールされていない場合は、pip:
を使用して簡単にインストールできます。

pip install cryptography

RSA キーの生成: ライブラリをインストールした後、次の Python スクリプトを使用して RSA キー ペアを生成します。

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization

# Generate a private key
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048,
    backend=default_backend()
)

# Save the private key in PEM format
with open("private_key.pem", "wb") as private_file:
    private_file.write(
        private_key.private_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL,
            encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
        )
    )

# Generate the public key from the private key
public_key = private_key.public_key()

# Save the public key in PEM format
with open("public_key.pem", "wb") as public_file:
    public_file.write(
        public_key.public_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
        )
    )

print("Keys generated and saved as PEM files!")

キーポイント:
このスクリプトは、長さが 2048 ビット、公開指数が 65537 の秘密キーを生成します (RSA の一般的な選択)。
秘密キーと公開キーは、使いやすいように PEM 形式で保存されます。
出力を理解する
JavaScript で作業している場合でも、Python で作業している場合でも、出力は RSA キー ペアになります:

秘密キー: このキーは、データの復号化またはドキュメントの署名に使用されます。それは機密として扱われるべきです。
公開キー: このキーは、データの暗号化または署名の検証に使用されます。他の人と安全に共有できます。
RSA 秘密キーは PEM 形式でどのように表示されるかを次に示します:

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
MIIEpAIBAAKCAQEA...
-----END RSA PRIVATE KEY-----

RSA キーの実際的な使用法

メッセージの暗号化と復号化: 公開キーを使用してメッセージを暗号化し、対応する秘密キーで復号化します。
ドキュメントの署名と検証: 秘密キーを使用してドキュメントに署名すると、公開キーを持っている人は誰でも署名の信頼性を検証できます。

結論

RSA キーの生成は、安全な通信、暗号化、デジタル署名に不可欠です。このガイドでは、JavaScript と Python の両方で RSA キー ペアを生成する方法を説明しました。 Node.js 暗号化モジュールと Python の暗号化ライブラリを使用すると、アプリケーション用に安全な RSA キー ペアを簡単に生成できます。

重要なポイント:

RSA には、キーのペア、 公開キーと秘密キーが含まれます。
JavaScript と Python で RSA キーを生成するプロセスは、適切なライブラリを使用すれば簡単です。
これらのキーは、暗号化、認証、デジタル署名など、さまざまなセキュリティ目的に使用できます。
このガイドに従うことで、プロジェクトに堅牢なセキュリティ機能の実装を開始できます。コーディングを楽しんでください!

よくある質問

Q: 強力な暗号化に最適な RSA キーのサイズはどれくらいですか?
A: 一般的には 2048 ビットのキーが使用されますが、セキュリティを強化するには 4096 ビットのキーが推奨されます。

Q: 私の秘密キーを共有できますか?
A: いいえ、秘密キーは常に機密にしておく必要があります。共有できるのは公開鍵のみです。

Q: PEM 形式とは何ですか?
A: PEM (Privacy-Enhanced Mail) は、暗号化キーと証明書の保存に使用される Base64 でエンコードされた形式です。