AES(Advanced Encryption Standard)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

AES(Advanced Encryption Standard)とは、アメリカ国立標準技術研究所が2001年に制定した共通鍵暗号方式の標準規格です。ベルギーの暗号学者が開発したRijndael(ラインダール)というアルゴリズムが採用され、世界中で広く利用されています。

AESは128ビット、192ビット、256ビットの3種類の鍵長に対応しており、鍵長が長いほど高い安全性を実現できます。ブロック暗号方式を採用しているため、128ビット単位でデータを暗号化および復号化する仕組みとなっています。

AESの暗号化処理における4つの変換ステップ

AESの暗号化処理は、SubBytes(バイト置換)、ShiftRows(行シフト)、MixColumns(列混合)、AddRoundKey(鍵加算)という4つの変換ステップを繰り返し実行します。鍵長が128ビットの場合は10ラウンド、192ビットの場合は12ラウンド、256ビットの場合は14ラウンドの処理を行う仕様です。

最終ラウンドではMixColumnsの処理を省略し、SubBytes、ShiftRows、AddRoundKeyの3つの変換のみを実行する点が特徴となります。復号化処理では、各変換ステップの逆変換であるInvSubBytes、InvShiftRows、InvMixColumns、AddRoundKeyを逆順に適用していきます。

Pythonにおける暗号化ライブラリを用いた実装方法

PythonでAES暗号化を実装する際は、pycryptodomeライブラリのCipher.AESモジュールを使用するのが一般的な方法となります。暗号化モードとしては、CBC(Cipher Block Chaining)やGCM(Galois/Counter Mode)などから用途に応じて選択できます。

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes

key = get_random_bytes(16)
cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC)
plaintext = b'Hello World 1234'
ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)

上記のサンプルコードでは、128ビット鍵を生成してCBCモードで平文を暗号化しており、cipher.ivで初期化ベクトルを取得できます。復号化する際は同じ鍵と初期化ベクトルを使用して、AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv=cipher.iv)で復号化オブジェクトを生成し、decrypt()メソッドを実行する流れです。

※上記コンテンツの内容やソースコードはAIで確認・デバッグしておりますが、間違いやエラー、脆弱性などがある場合は、コメントよりご報告いただけますと幸いです。

ITやプログラミングに関するコラム

• 
  PythonをWebで実行する方法
• 
  共通テスト「情報Ⅰ」2年目で変わる、日本の教育と学び方
• 
  gitでブランチ(branch)を切り替える方法
• 
  git cloneでブランチを指定する方法
• 
  64GBのメモリが必要な人・不要な人の特徴
• 
  PCを再起動するコマンド一覧
• 
  CapsLock以外で大文字になる原因【Windows編】
• 
  パソコンで大文字になるのを解除する方法
• 
  面白いAIの活用事例を業界別に紹介
• 
  Gitでcommit(コミット)を取り消す方法

ITやプログラミングに関するニュース

• 
  サイボウズがkintone AIを正式提供、β版から約1年を経てクレジット制を導入
• 
  ロゼッタのラクヤクAIがCSRドラフト作成期間を90%以上短縮、従来4週間を約2日に
• 
  AI CROSSが不動産業界向け生成AI伴走支援を開始、アスコットの業務AI実装を実践サポート
• 
  日本情報クリエイトが「オーナー提案AIロボⅡ」売買査定を刷新、月1万円からW査定が回数無制限に
• 
  Wur株式会社がAI新規事業診断サービス「MVP事業診断レポート」をリリース、12の質問で事業構想を約10分で分析
• 
  バトンズがM&A専門家向け「AI概要書」β版を提供開始、企業概要書のドラフトを最速3分で自動生成
• 
  SCSKが観光DXサービス「Connexia」を開発、首里城公園でNFT活用の周遊促進が始動
• 
  Verdent AI発表、エンジニア不要でソフトウェアを構築する「AIエンジニアリングチーム」が登場
• 
  ゼネラルBREXAテクノロジーが外食・小売向けAIサービス「aimana」を開発、店長の意思決定をデータで支援
• 
  田中組がKencopa工程AIエージェント製品版を先行利用開始、建設現場の工程管理属人化を解消へ