【正解の解説】
数学的な処理が複雑であるため、暗号化および復号の処理に要する計算量が大きくなる。
公開鍵暗号方式は、鍵を渡す安全な道がない世界で「誰でも施錠できるが特定の鍵でしか開かない金庫」を作るようなものであり、素因数分解などの非常に複雑な数学パズルを解くため、宅配便のダンボール箱に何重もの厳重なダイヤルロックをかけるようなものです。そのため、鍵の受け渡しは安全にできるものの、大きなデータをそのまま暗号化・復号するには時間がかかりすぎるという弱点があります。
【その他の選択肢の解説】
鍵の共有や管理における安全性の確立が難しいため、通信相手ごとに異なる鍵を事前に準備する必要がある。
初学者が最も混同しやすいポイントとして、鍵の管理が大変なのは共通鍵暗号方式の方です。公開鍵暗号方式は「鍵をインターネット上で公開しても安全である」という点が最大のメリットであり、通信相手ごとに事前の鍵共有が不要という特徴があります。したがって、「管理が難しいため事前に鍵を準備する」という記述は、完全に共通鍵暗号方式の性質と取り違えさせるための引っかけ問題となっています。
逆関数の算出が容易であるため、鍵の長さに関わらず一定の処理時間で高速な暗号化および復号を実現できる。
公開鍵暗号方式が安全に成り立つのは、「暗号化は簡単だが、元に戻す逆関数の計算が現実的な時間内では極めて困難である」という数学的な壁があるからです。もし逆関数の算出が容易であれば、誰でも簡単に暗号を解読できてしまい、セキュリティとして全く意味がなくなります。また、複雑な計算を行うため、処理速度はむしろ遅いというのが性能面での正しい事実です。
通信経路上での盗聴や改ざんを防ぐ能力に優れるため、秘匿性を重視する大規模なデータ転送において効率的に利用される。
セキュリティ性能が高いからといって、大容量の動画データなどをすべて公開鍵暗号方式で暗号化してしまうと、計算が複雑すぎてパソコンがフリーズするほど処理に時間がかかってしまいます。そのため、実際のインターネット通信では、最初に安全な通信を確立するための鍵交換だけに公開鍵暗号方式を使い、実際のデータ転送には処理が高速な共通鍵暗号方式を組み合わせて使うというハイブリッドな方式が採用されています。