ワンタイムパッド・とは？初心者でもわかる使い方と仕組み共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

ワンタイムパッド・とは？初心者にもわかる使い方と仕組み

ワンタイムパッドとは、平文を秘密にするための古典的な暗号方式の一つです。鍵と平文の長さが同じで、鍵が完全にランダムに作られ、1回だけ使われるときにのみ、暗号文から元の平文を必ず復元できる特性を持ちます。このことから理論上の完全秘匿性と呼ばれ、映画や小説でよく登場する話題でもあります。

この方式が成立する条件は三つです。第一に鍵と平文の長さがぴったり同じであること。第二に鍵が完全にランダムで、予測不能であること。第三に鍵を一度しか使わないことです。これらが守られれば、たとえ第三者が暗号文を手に入れても、鍵なしには平文を推測する手掛かりがほとんど得られません。

仕組みのイメージ

基本は足し算と引き算の組み合わせです。平文 P と鍵 K の各文字を、同じ長さの数列として足し算して暗号文 C を作ります。復号は暗号文から鍵を引くことで行われます。ここで重要なのは鍵が完全にランダムな並びであり、再利用されないことです。鍵が乱数でなければ、暗号文から手掛かりが生まれてしまい、解読の可能性が高まります。

英語の例を使って、仕組みを具体的に見てみましょう。平文は HELLO、鍵は XMCKL、暗号文は EQNVZ とします。各文字をアルファベットの番号に置き換えると、H=7, E=4, L=11, L=11, O=14、鍵は X=23, M=12, C=2, K=10, L=11 です。これらを 26 で割った余りを使って足し合わせると、C は 4,16,13,21,25 となり EQNVZ になります。復号も同様に、C から K を引くことで元の HELLO に戻ります。この一例からも、鍵の選び方と使い方が安全の肝であることが分かります。

平文 P	HELLO	7,4,11,11,14
鍵 K	XMCKL	23,12,2,10,11
暗号文 C	EQNVZ	4,16,13,21,25

復号の式はシンプルです。C = P + K (mod 26)、P = C − K (mod 26) の二つの関係で表されます。実務での運用を考えると、アルファベットの例だけでなく、バイナリデータにも同様の考え方を適用しますが、基本原理は同じです。

現実の課題としては、鍵の生成と配送のコスト、そして鍵を必ず安全に保管・配布できる仕組みが必要になる点があります。インターネット上の通信でこの方法を広く使うのは現実的ではないことが多く、現代の多くの暗号は計算量の問題を利用した「公開鍵暗号」や「共通鍵暗号」を組み合わせて実用化されています。それでも、ワンタイムパッドの考え方は、情報セキュリティの基本を理解するうえで非常に有用です。

要点のまとめ

鍵と平文は同じ長さ: 鍵は平文と同じ長さの乱数列であることが必要です。
鍵は使い捨て: 同じ鍵を複数回使わないことが安全のカギです。
完全なランダム性: 鍵は予測不能な乱数であることが求められます。
現実的な課題: 鍵の配送と管理のコストが大きく、広く普及させるには実務的な工夫が必要です。

以上が、ワンタイムパッドの基本と仕組みの概要です。暗号の世界には他にもたくさんの方法がありますが、正しく理解すれば、情報をどう守るべきかを考える力がつきます。

ワンタイムパッドの同意語

ワンタイムパッド: 英語名の One-Time Pad の日本語表記。暗号理論で、メッセージと同じ長さの完全に乱数化された鍵を1度だけ使用することで、解読不能を理論的に保証する暗号方式を指す用語です。
一度使い捨て鍵: 鍵を一度だけ使用して再利用しない点を表す言い換え。One-Time Pad の基本ルールの要素を説明する表現として使われます。
使い捨てパッド: パッド（乱数列）を使い捨てることを強調する表現。OTPの特徴である“使い捨て”に焦点を当てています。
使い捨て鍵: 鍵を使い捨てるという意味の表現。再利用しない暗号鍵を指す言い方として使われます。
一回限りの鍵: 鍵を一回限りで使い切るという条件を表す表現。OTPの基本前提を説明する際に使われます。
一回限りのパッド: 乱数列（パッド）を1回だけ使用することを示す表現です。
乱数パッド: 乱数で作られたパッドを指す表現。OTPの“乱数性”を強調する時に使われます。
乱数鍵: 鍵が乱数で生成され、1回だけ使用されるという意味を伝える表現。
完全乱数鍵: 完全に乱数で生成された鍵を用いることを強調する表現。OTPの条件のひとつを説明します。
One-Time Pad: 英語表記の正式名称。技術文献や海外の説明で使われる表現です。
OTP: One-Time Pad の略称。技術者同士の会話や文献でよく使われる略語です。