【PHP8.x】sodium_crypto_sign_publickey()関数の使い方

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1<?php
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3// PHPのSodium拡張機能を使用して、鍵ペアから公開鍵を抽出するサンプルコードです。
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5// 1. 署名用の新しい鍵ペアを生成します。
6// sodium_crypto_sign_keypair() 関数は、秘密鍵と公開鍵の両方を含むバイナリ文字列を生成します。
7$keyPair = sodium_crypto_sign_keypair();
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9// 2. 生成された鍵ペアから公開鍵のみを抽出します。
10// sodium_crypto_sign_publickey() 関数は、指定された鍵ペア ($keyPair) から公開鍵の部分だけを取り出します。
11$publicKey = sodium_crypto_sign_publickey($keyPair);
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13// 3. 抽出された公開鍵を表示します。
14// 公開鍵はバイナリデータなので、人間が読みやすいように16進数文字列に変換して出力します。
15echo "抽出された公開鍵 (16進数): " . sodium_bin2hex($publicKey) . PHP_EOL;
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17?>

sodium_crypto_sign_publickey関数は、PHP 8で提供されるSodium拡張機能の一部であり、デジタル署名に利用される「公開鍵」を鍵ペアから安全に抽出するために使用されます。

サンプルコードでは、まずsodium_crypto_sign_keypair()関数を用いて、デジタル署名に必要な秘密鍵と公開鍵がセットになったバイナリ形式の「鍵ペア」を生成しています。

次に、この生成された鍵ペアをsodium_crypto_sign_publickey()関数に引数$key_pairとして渡します。この関数は、渡された鍵ペアのバイナリデータから、公開鍵の部分だけを正確に抽出し、バイナリ形式の文字列（戻り値string）として返します。公開鍵は、メッセージの署名を検証する際に必要となる重要な情報です。

抽出された公開鍵はバイナリデータであるため、そのままでは人間には読みにくい形式です。そこで、サンプルコードではsodium_bin2hex()関数を使用して、公開鍵を16進数文字列に変換し、コンソールに表示しています。これにより、公開鍵の内容を確認しやすくなります。この関数は、デジタル署名システムの構築において、公開鍵を他のユーザーと共有したり、データベースに保存したりする際に不可欠な役割を担います。

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1<?php
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3// Sodium拡張が利用可能かチェック
4if (!extension_loaded('sodium')) {
5    die('Sodium extension is not loaded.');
6}
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8/**
9 * PHPのSodium拡張を用いた署名と認証付き暗号化の基本的な使用例。
10 * sodium_crypto_sign_publickey 関数と sodium_crypto_box 関連の関数を示します。
11 */
12function demonstrateSodiumFeatures(): void
13{
14    echo "--- 署名関連機能 (sodium_crypto_sign) ---\n";
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16    // 署名用のキーペアを生成します（秘密鍵と公開鍵を含む）
17    $signKeyPair = sodium_crypto_sign_keypair();
18    echo "署名キーペアを生成しました。\n";
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20    // 生成されたキーペアから署名用の公開鍵を抽出します。
21    // これが `sodium_crypto_sign_publickey` 関数の利用例です。
22    $signPublicKey = sodium_crypto_sign_publickey($signKeyPair);
23    echo "署名用の公開鍵を抽出しました。\n";
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25    // 署名用の秘密鍵を抽出します
26    $signSecretKey = sodium_crypto_sign_secretkey($signKeyPair);
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28    // メッセージを署名し、その署名を検証する例
29    $messageToSign = 'Hello, secure world!';
30    $signedMessage = sodium_crypto_sign($messageToSign, $signSecretKey);
31    $verifiedMessage = sodium_crypto_sign_open($signedMessage, $signPublicKey);
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33    if ($verifiedMessage !== false) {
34        echo "メッセージの署名と検証に成功しました。\n";
35    } else {
36        echo "メッセージの署名検証に失敗しました。\n";
37    }
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39
40    echo "\n--- 認証付き暗号化機能 (sodium_crypto_box) ---\n";
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42    // sodium_crypto_box はDiffie-Hellman鍵交換に基づいた認証付き暗号化に使われます。
43    // 署名機能とは異なる目的で使用されるキーペアが必要です。
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45    // 送信者と受信者それぞれの認証付き暗号化用キーペアを生成します
46    $senderBoxKeyPair = sodium_crypto_box_keypair();
47    $senderBoxPublicKey = sodium_crypto_box_publickey($senderBoxKeyPair);
48    $senderBoxSecretKey = sodium_crypto_box_secretkey($senderBoxKeyPair);
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50    $recipientBoxKeyPair = sodium_crypto_box_keypair();
51    $recipientBoxPublicKey = sodium_crypto_box_publickey($recipientBoxKeyPair);
52    $recipientBoxSecretKey = sodium_crypto_box_secretkey($recipientBoxKeyPair);
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54    echo "認証付き暗号化用のキーペアを生成しました。\n";
55    echo "ここでは sodium_crypto_box_publickey() を使って公開鍵を抽出します。\n";
56    // sodium_crypto_sign_publickey で抽出する公開鍵とは用途が異なります。
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58    $messageToEncrypt = "This is a secret message.";
59    // ランダムなnonce (number once) を生成。暗号化ごとに異なる値である必要があります。
60    $nonce = random_bytes(SODIUM_CRYPTO_BOX_NONCEBYTES);
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62    // 送信者が受信者の公開鍵と自身の秘密鍵を使ってメッセージを暗号化します
63    $cipherText = sodium_crypto_box(
64        $messageToEncrypt,
65        $nonce,
66        $recipientBoxPublicKey, // 受信者の公開鍵
67        $senderBoxSecretKey     // 送信者の秘密鍵
68    );
69    echo "メッセージを認証付き暗号化しました。\n";
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71    // 受信者が送信者の公開鍵と自身の秘密鍵を使ってメッセージを復号化します
72    $decryptedMessage = sodium_crypto_box_open(
73        $cipherText,
74        $nonce,
75        $senderBoxPublicKey,    // 送信者の公開鍵
76        $recipientBoxSecretKey  // 受信者の秘密鍵
77    );
78
79    if ($decryptedMessage !== false) {
80        echo "メッセージの認証付き復号化に成功しました。\n";
81    } else {
82        echo "メッセージの認証付き復号化に失敗しました。\n";
83    }
84}
85
86// 関数の実行
87demonstrateSodiumFeatures();

PHPのSodium拡張は、暗号学的な処理を安全に行うための機能を提供します。このサンプルコードは、特にデジタル署名と認証付き暗号化の基本的な使い方を初心者向けに示しています。

まず、デジタル署名機能では、sodium_crypto_sign_keypair()関数で秘密鍵と公開鍵のセットである署名用のキーペアを生成します。このsodium_crypto_sign_publickey()関数は、生成されたキーペア全体（引数$key_pair）から、署名が本物であるかを確認するために必要な「公開鍵」の部分だけを抽出する役割を持ちます。抽出された公開鍵は文字列として返され、メッセージの署名を検証する際に使われます。

コードの後半では、異なる目的を持つ「認証付き暗号化」機能であるsodium_crypto_box関連の関数も紹介されています。sodium_crypto_boxは、メッセージの秘密を守りつつ、改ざんされていないことを保証するために使われる機能です。署名機能とは異なる暗号学的操作のため、sodium_crypto_box_publickey()などを使って別途、暗号化用の公開鍵を抽出する必要があります。このようにSodium拡張では、用途に応じて適切なキーペア生成関数や公開鍵抽出関数を使い分けます。