デジタル署名がどのように機能し、改竄が不可能であることを理解するために、まずはデジタル署名の基本的な仕組みを理解することが重要です。この質問では、デジタル署名を使った場合の改竄の可能性について懸念が示されていますが、デジタル署名の設計によってその懸念は解消されます。この記事では、デジタル署名が改竄を防ぐ仕組みについて詳しく解説します。
デジタル署名とは？
デジタル署名は、電子データの改竄を防ぐために使われる技術です。送信者が特定のデータ（例えば、メッセージや文書）に署名を行うことで、受信者はそのデータが送信者によって正当に送られたものであるかを確認できます。これには、公開鍵暗号方式が使用され、秘密鍵で署名し、受信者は公開鍵で検証します。
デジタル署名の過程では、まずメッセージをハッシュ化し、そのハッシュ値を送信者の秘密鍵で暗号化して署名を作成します。この署名はメッセージの内容と密接に関連しており、改竄された場合には検証できなくなります。
デジタル署名の信頼性：改竄の防止
質問の例で示されたように、「好きだ」を送信し、「嫌いだ」に改竄されるケースですが、デジタル署名の仕組みでは、ハッシュ関数が重要な役割を果たします。ハッシュ値は、元のデータに基づいて計算される固有の値であり、データが一文字でも変更されれば、ハッシュ値も大きく変わります。
このため、もし悪意のある者が「好きだ」を「嫌いだ」に変更して署名を変更したとしても、そのハッシュ値は一致しません。送信者の秘密鍵で暗号化された署名（「135」）と、変更後の「嫌いだ」のハッシュ値で暗号化した署名（「246」）は、当然一致することはありません。したがって、受信者は簡単に不正を検知できるのです。
改竄防止のための追加のセキュリティ機能
デジタル署名は基本的に改竄防止に強力ですが、より高い信頼性を求める場合、さらに強化されたセキュリティ機能を加えることもできます。例えば、ハッシュ関数の選定や署名アルゴリズム（RSA, ECDSAなど）の選択、さらには証明書の検証といった技術を組み合わせることで、デジタル署名の信頼性はさらに高まります。
また、公開鍵証明書を使うことで、受信者が署名の正当性を証明することができ、送信者が本当にその署名を行ったのかも確認できます。これにより、セキュリティの強化が図られます。
まとめ
質問の内容にあるように、デジタル署名が不完全に思えるかもしれませんが、その仕組み自体は改竄を防ぐために非常に強力です。デジタル署名は、メッセージの内容が変更されていないことを保証するため、改竄が検出できる仕組みを提供します。悪意のある改竄者が内容を変更した場合、ハッシュ値が一致しないため、受信者は簡単に不正を発見することができます。
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