公開ネットワーク上で機密データをやり取りする際、通信路が安全でない環境でも信頼できる共通鍵を生成する手法は必須である。HarmonyOS Next（現時点でAPI 12まで対応）は、複数の鍵共有アルゴリズムをネイティブに提供しており、用途に応じて最適な方式を選択できる。

1. 鍵共有アルゴリズムの概要

鍵共有アルゴリズムは、事前に秘密情報を共有していない通信主体同士が、公開情報のみを用いて同一の秘密鍵を生成する技術である。生成された共有鍵はその後の対称暗号通信に用いられ、盗聴や改竄を防ぐ。HarmonyOS Nextでは、楕円曲線を用いた方式と離散対数問題に基づく方式がサポートされている。

2. ECDH（楕円曲線Diffie-Hellman）

2.1 仕組みと利点

ECDHは楕円曲線暗号を用いるため、RSAなどと比較して短い鍵長で同等のセキュリティを実現できる。計算量も少なく、組み込みデバイスやモバイル端末に適している。

2.2 サポートされる楕円曲線

2.3 実装例

import { cryptoFramework } from '@kit.CryptoArchitectureKit';

async function performEcdh(): Promise<void> {
  const alg = 'ECC256';
  const ka = cryptoFramework.createKeyAgreement(alg);

  // ローカルペア生成
  const localPair = await ka.generateKeyPair();

  // 相手の公開鍵を取得（実際はネットワーク経由）
  const peerPub = (await ka.generateKeyPair()).pubKey;

  // 共有鍵導出
  const shared = await ka.doFinal(localPair.priKey, peerPub);
  console.info('Derived key:', shared);
}

performEcdh();

2.4 実装上の注意

• 互換性：ターゲットデバイスのAPIレベルを事前に確認し、サポートされる曲線を選択する。
• 秘匿性：秘密鍵はHuawei Keystoreなどのハードウェア隔離領域に保存し、エクスポートを禁止する。
• 性能：Brainpool曲線はNIST曲線よりも計算コストが高いため、CPUリソースが限られる場合はECC256を優先する。

3. X25519と古典DH

3.1 それぞれの特徴

X25519

Montgomery曲線25519を採用。実装が簡潔で高速であり、IoTデバイス間の大量同時接続に最適。

DH（MODP群）

離散対数問題に基づく古典的手法。レガシーシステムとの相互運用が必要な場合にのみ使用。

3.2 性能・セキュリティ比較

3.3 コード例

X25519

import { cryptoFramework } from '@kit.CryptoArchitectureKit';

async function x25519Example(): Promise<void> {
  const ka = cryptoFramework.createKeyAgreement('X25519');
  const localPair = await ka.generateKeyPair();
  const peerPub   = (await ka.generateKeyPair()).pubKey;
  const secret    = await ka.doFinal(localPair.priKey, peerPub);
  console.info('X25519 shared secret:', secret);
}

x25519Example();

DH-2048

import { cryptoFramework } from '@kit.CryptoArchitectureKit';

async function dh2048Example(): Promise<void> {
  const ka = cryptoFramework.createKeyAgreement('DH_modp2048');
  const localPair = await ka.generateKeyPair();
  const peerPub   = (await ka.generateKeyPair()).pubKey;
  const secret    = await ka.doFinal(localPair.priKey, peerPub);
  console.info('DH-2048 shared secret:', secret);
}

dh2048Example();

上記の実装を参考に、要件に応じてアルゴリズムを選択し、鍵の保管・交換プロセスを安全に実装することで、HarmonyOS Nextアプリケーションに強固な暗号通信基盤を組み込める。