ストレージ暗号化とは？実装方法やメリット・デメリットを解説

ストレージ暗号化は、データの不適切な管理による情報漏えい事故のリスクを抑えるための重要なセキュリティ対策です。暗号化により、第三者がデータの内容を読み取りづらくなります。

しかし、「暗号化の仕組みがよくわからない」「実装方法が複雑そう」「パフォーマンスに影響しないか心配」など、不安を抱える場合もあるでしょう。

本記事では、ストレージ暗号化の基本的な仕組みから実装方法、メリット・デメリットまで詳しく解説します。

1. ストレージ暗号化とは

ストレージ暗号化とは、ハードディスクやSSD、USBメモリーなどの記憶媒体に保存されているデータを、第三者が理解できない形式に変換する技術です。

元のデータは特殊な暗号アルゴリズムによって変換され、正しい暗号化キーをもつ権限のあるユーザーのみがデータを復号して閲覧できるようになります。

この技術により、以下のような保護効果が期待できます。

現代のサイバー攻撃や情報漏えいリスクの高まりを受け、ストレージ暗号化は企業や個人にとって必要不可欠なセキュリティ対策となっています。

暗号化の仕組み

暗号化は、以下のプロセスにより、データを第三者が読めない状態に変換します。

ストレージの暗号化は、この仕組みを利用してハードディスクやSSDに保存されるデータを自動的に暗号化することで、不正アクセスからの情報の保護をめざします。

デバイスが盗難や紛失に遭っても、正しい鍵をもたない第三者がデータを読み取ることは困難になるでしょう。

暗号化が必要な理由と背景

現代社会では、デジタル化の進展にともない、企業や個人が保存するデータの価値と機密性が高まっています。この状況により、ストレージ暗号化の重要性がますます増しています。

企業が暗号化を必要とする主な背景は、以下のとおりです。

加えて、法規制の強化やリモートワークの普及により、データ保護に対する要求水準が高まっています。

これらの多様な脅威に対策するため、ストレージレベルでの暗号化が不可欠な時代となっています。

データベース（DB）暗号化との違い

ストレージ暗号化とデータベース（DB）暗号化は、保護対象が異なります。

ストレージ暗号化は、ハードディスクやSSDなどの記録装置自体を暗号化します。データの読み書き時に自動的に暗号化・復号化が行われるため、ユーザーは暗号化を意識する必要がありません。

ただし、OSから見ると暗号化されていない状態のため、システムに精通した攻撃者には読み取られるリスクがあります。

一方、データベース暗号化は、データベース内の特定のデータを暗号化し、細かな粒度での保護が可能です。どのような方法でアクセスしても、暗号化された状態を維持しやすくなります。

2. ストレージ暗号化の実装方法

ストレージ暗号化の実装に向けて、主に以下3つのアプローチ方法があります。

実装方法の選択は、既存システムの構成やパフォーマンス要件、コスト面を総合的に検討して決定する必要があります。

専用ソフトの導入

専用ソフトの導入は、以下の暗号化方式から組織のニーズに応じて選択します。

専用ソフトの利点は、高度なカスタマイズ機能です。暗号化アルゴリズムの選択、パスワードポリシーの設定、ユーザー権限の管理など、組織のセキュリティ要件に応じた細かな調整が可能です。

また、操作ログの記録や不正アクセスの検知機能により、内部不正対策も強化できます。

ただし、暗号化・復号化処理により通信速度が低下する場合があるため、既存システムとの相性を事前に確認することが重要です。

標準搭載機能の活用

多くのOSには、ストレージ暗号化機能が標準で搭載されています。この機能を活用すると、専用ソフトウェアを別途購入する必要がなく、導入コストの削減が可能です。

例えばWindowsには、BitLocker（ビットロッカー）という暗号化機能が標準搭載されています。以下の対応エディションであれば、無料で利用できます。

また、Linuxと呼ばれるOSにも、保存データ暗号化機能が搭載されています。ディスク暗号化機能により、データの盗み見や不正アクセスの防止をめざせます。

暗号化機能が搭載されたストレージの活用

近年では、標準で暗号化機能が搭載されたクラウドストレージサービスも多く存在しています。導入により、別途ソフトウェアを導入する必要なく、高水準のセキュリティ対策を図れます。

代表的なサービス例は、以下のとおりです。

これらのサービスでは、アップロード時に自動的に暗号化処理が実行され、ダウンロード時には復号化が行われます。

また、通信経路についても高水準の暗号化技術が使用されているため、データの保存から転送まで一貫したセキュリティ対策をめざせます。

法人向けのクラウドストレージは、以下の記事もあわせてご覧ください。

3. ストレージ暗号化のメリット

ストレージ暗号化の導入により、企業はデータ保護の強化や企業の信頼性、イメージダウンの回避などのメリットを享受できます。

機密情報の漏えい・流出リスクを抑えつつ、情報事故による信頼失墜の防止にも役立つでしょう。

データ保護の強化

ストレージ暗号化は、企業が保有する重要なデータを多層的に保護する仕組みです。ストレージに保存されたデータを暗号化すると、物理的な盗難や不正アクセスがあっても第三者が内容を読み取りづらくなり、データ漏えいのリスクを抑えやすくなります。

また、データの送受信時にも暗号化が適用されるため、通信経路で盗聴や改ざんを防止するのにも役立ちます。

これらの保護機能により、企業は包括的なデータセキュリティ体制を構築することが可能です。

企業の信頼性やイメージダウンの回避

ストレージ暗号化は、データ漏えいや情報流出による企業イメージの失墜を防ぐための手段の1つです。

情報漏えい事故が企業に与える影響は深刻で、以下のような多面的な損失が発生します。

現代のデジタル社会では、一度の情報漏えい事故が、企業の存続を左右する重大な問題となっています。SNSやニュースメディアによる情報拡散が瞬時に行われるため、企業の評判回復には長期間を要し、場合によっては事業継続が困難になるでしょう。

特に、個人情報や機密データを扱う企業では、暗号化による予防的なセキュリティ対策が不可欠です。

4. ストレージ暗号化のデメリットと注意点

ストレージ暗号化はセキュリティ効果を提供する一方で、パフォーマンスへの影響やシステム管理の複雑化、導入・運用にかかるコスト負担などのデメリット・注意点もあります。また、すべての脅威に対応できるわけではありません。

導入前にリスクを把握しておくことが、企業の適切なセキュリティ体制の構築に不可欠です。

パフォーマンスへの影響

ストレージ暗号化を導入する際、システムパフォーマンスへの影響は避けられない重要な検討事項です。

暗号化処理により、CPUリソースの消費が増加することがあります。特に書き込み処理が多く、大きなブロックサイズを使用するワークロードでは、CPU負荷が増加しやすく、システム全体のスループットが低下する場合があるでしょう。

また、SSDキャッシュを使用する環境では、データブロックの暗号化・復号化処理が追加で発生するため、ストレージアクセス時間が増加する可能性があります。

これらの影響を抑えるには、適切な暗号化アルゴリズムの選択や、システム構成の最適化が重要です。

システム管理の複雑化

ストレージ暗号化の導入では、暗号鍵の管理が大きな課題となります。

暗号化の対象が1、2台であれば、管理も容易です。しかし、それが10台、20台と増えると、管理が煩雑化するでしょう。

企業が保有するシステムが増加するにつれて発生する管理負荷は、以下のとおりです。

大規模な環境では専用の暗号鍵管理システムの導入や、統合管理ツールの活用が不可欠となり、システム管理者の負担が大幅に増加しやすくなります。

全脅威への対応は困難

ストレージ暗号化は、主に物理的なデータ盗取や端末紛失時の情報漏えいを防ぐための技術です。

しかし、正当な権限でシステムにアクセスされた場合や、アプリケーション自体に脆弱性がある場合には、暗号化されたデータでも復号されて閲覧される可能性があります。

例えば、以下のような脅威には対応が困難です。

そのため企業においては、ストレージ暗号化だけでなく、アクセス制御、ネットワークセキュリティ、従業員教育など、多層防御の考え方に基づいた包括的なセキュリティ対策が必要です。

なお、近年のサイバー攻撃については以下の記事でまとめていますので、参考にしてください。

導入・運用にかかるコスト負担

ストレージ暗号化の導入・運用には、以下のようなコストが発生します。

これらのコストは、企業規模や暗号化の範囲によって大きく変動します。特に、オンプレミス型でファイルサーバーを運用する場合、ハードウェアの調達費用や専門技術者の人件費などが重なり、コストが増大しやすいでしょう。

また、暗号化システムの継続的な監視・メンテナンス費用も考慮する必要があります。これは、セキュリティパッチの適用や暗号化キーの管理など、専門的な知識が必要な作業が定期的に発生するためです。

このような課題を解決するために、クラウド型のストレージサービスを選択するのも1つの方法です。暗号化機能が標準搭載されているクラウドサービスも多いため、運用コストを削減できる可能性があります。

5. ストレージの暗号化に関してよくある質問

ストレージ暗号化について、よく寄せられる質問にお答えします。導入検討時の疑問の解消にお役立てください。

ストレージ暗号化のデメリットは何ですか？

ストレージ暗号化のデメリットには、暗号化処理によるパフォーマンスの影響や、暗号鍵の管理の煩雑化、導入・運用にかかるコスト負担などがあります。

また、導入したとしても全脅威に対応できるわけではなく、アプリケーション層への攻撃（SQLインジェクションなど）や内部犯行による不正アクセス、ソーシャルエンジニアリング攻撃などには弱いという欠点があります。

ストレージ暗号化のBitLockerとは？

BitLockerとは、Windows11 Pro以上のエディションに標準搭載されているストレージ暗号化機能です。この機能を有効にすると、ノートパソコンの紛失や盗難時における情報漏えいリスクの軽減に役立ちます。

6. まとめ

ストレージ暗号化とは、元のデータを第三者が理解できない形式に変換する技術です。権限のない人はデータにアクセスしづらくなるため、重要な情報を保護するのに役立ちます。

近年ではデジタル化の進展にともない、企業や個人が保存するデータの価値と機密性が高まっており、企業でも暗号化技術の活用が求められます。

専用ソフトの導入や標準搭載機能の活用、暗号化機能が搭載されたストレージの利用などの方法で実装しましょう。

特に、もともと暗号化機能が搭載されたクラウドストレージは、導入・運用の簡素化と高いセキュリティレベルを両立できるため、多くの企業におすすめの選択肢です。高水準の暗号化技術と冗長体制によるデータ保管が実現できるうえ、オンプレミス環境と比較してコスト効率も良いといえます。