AEADとは
AEAD（Authenticated Encryption with Associated Data）は、暗号化（機密性）と認証（完全性・認証）を単一の操作で提供する暗号方式です。従来の「暗号化→MAC」の組み合わせより安全で効率的です。
AEADの構成要素
- 鍵（Key）：暗号化と認証に使用する秘密鍵
- ナンス/IV：一意の値（再利用禁止）
- 平文：暗号化されるデータ
- AAD（Associated Data）：認証されるが暗号化されないデータ
- 暗号文 + 認証タグ：出力
代表的なAEADアルゴリズム
- AES-GCM：TLSで最も一般的
- ChaCha20-Poly1305：ソフトウェア実装で高速
- AES-CCM：IoT向け
なぜAEADが重要か
暗号化のみでは改ざんを検知できません。AEADは以下を保証：
- 機密性：データの内容が秘匿される
- 完全性：改ざんが検知される
- 認証：正しい鍵で暗号化されたことを証明
Pythonでの使用例
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM
import os
key = AESGCM.generate_key(bit_length=256)
aesgcm = AESGCM(key)
nonce = os.urandom(12)
# AAD: ヘッダーなど認証したいが暗号化しないデータ
aad = b"header: content-type=json"
plaintext = b'{"secret": "data"}'
ciphertext = aesgcm.encrypt(nonce, plaintext, aad)
# 改ざんされていれば例外発生
decrypted = aesgcm.decrypt(nonce, ciphertext, aad)