鍵穴は、どうやって合う鍵だけを見分ける？ ピッキング対策の中まで｜しくみの中身 #08

この記事の図は、家の玄関などで広く使われる「ピンタンブラー錠（ピンシリンダー錠）」の、典型的な構成の模式図です。ピンの本数・深さの段数・寸法は説明用の例で、特定の製品の値ではありません。大きさ・すき間・穴のずれは、見やすいように誇張しています。

動画では、鍵を差した時のピンの動きを立体で見られます。この記事では、仕組みを図と順番で読み直し、動画では言い切れなかった計算と歴史、新しい鍵の工夫をまとめます。

30秒で分かる全体の流れ

• 鍵穴の部品（シリンダー）は、鍵と一緒に回る内筒と、動かない外筒の2つの筒でできています。
• 2つの筒の境目（シアライン）をまたぐように、上下2つに分かれたピンが5組並び、内筒を止めています。
• 正しい鍵は、5組のピンそれぞれを「切れ目がちょうど境目に来る高さ」まで押し上げます。すると内筒だけが回ります。
• 1本でも高すぎたり低すぎたりすると、境目をまたぐピンが残り、回りません。
• 弱点は、作る時のごくわずかなずれのせいで、ピンが「1本ずつ」確かめられてしまうことです。新しい鍵は、その弱点ごとに工夫をしています。

鍵穴の外観と、中の部品

玄関の鍵穴に見えている丸い金色の部分が、内筒の前の面です。鍵穴（キーウェイ）は内筒の中を奥まで通っていて、鍵はこの溝に沿って差し込まれます。

動画では、耳で聞き分けやすいように、部品を色と役目で呼びました。記事で使う正式な名前との対応は次のとおりです。

上ピンの上には細いばねがあり、ピンの組を常に下へ押しています。2つの筒のあいだの境目を「シアライン」と呼びます。

鍵が入ってから回るまで

鍵の先の坂がピンを持ち上げる

鍵を差し込むと、まず鍵の先の斜めの部分（坂）がピンの組の下に入り、ピンを押し上げます。鍵のふちの山を越えるとピンは下がり、次の谷ではさらに下がります。差し込む途中のピンは、山と谷に合わせて上下をくり返します。

5つの切れ目が境目にそろう

鍵を奥まで差し込むと、5組のピンはそれぞれ、その位置の切り込みの深さで決まる高さに止まります。下ピンの長さは穴ごとに違い、その長さにちょうど合う深さの切り込みがある時だけ、上ピンと下ピンの切れ目が境目の高さにそろいます。

ピンタンブラー錠を解説した暗号学者マット・ブレイズの論文は、鍵が各ピンの切れ目をシアラインにそろえた時だけ内筒が回り、上げ方が足りなくても、上げすぎても回らないと説明しています。動画の例では、この鍵の深さは「3 6 2 7 4」です（数字が大きいほど深い切り込み）。

回るのは内筒だけ、上ピンは外筒に残る

5組すべての切れ目がそろうと、境目をまたぐ物が無くなり、内筒が回ります。この時、上ピンは外筒の穴に残り、下ピンは内筒と一緒に回ります。鍵の山と谷は、ただの模様ではなく、5本のピンそれぞれの「高さの答え」になっているのです。

4000年前とも言われる木の錠から、今の鍵へ

ピンを落として閂（かんぬき）を止めるという考え方は、とても古くからあります。警備会社ALSOKの解説によると、古代エジプトの木の錠は、閂にいくつか穴をあけ、その穴にピンが入ったり抜けたりして開け閉めする仕組みで、古くは紀元前2000年ごろという説もあります。米国の発明教育団体レメルソン-MITも、基本の考え方は約4000年前の古代エジプトで使われ、錠は木製で大きかったと説明しています。この記事でも「約4000年前とも言われる」と幅を持たせて書きます。

イタリアのトリノ・エジプト博物館には、新王国時代（紀元前1539〜1076年ごろ、約3000年以上前）の木の錠の部品が残っています（Wikimedia Commons で公開、CC0）。ただし、その部品がピン式かどうかはファイルの説明に書かれていないため、動画では仕組みの説明を模式模型で行いました。

時代は大きく進み、1865年6月27日のライナス・イェール・ジュニアの米国特許48,475号には、円筒の中にピン・タンブラーを並べ、そのすべてを鍵でそろえないと円筒が回らない錠が描かれています。鍵は「細い鋼の板」でした。ALSOKは、ピンタンブラー錠は1860年代にアメリカで開発され、古代エジプト錠では1本の棒だったピンが、2本に分かれ、その切れ目（シアライン）をそろえると回る仕組みになったと説明しています。

なお、イェールの父も同じ種類の錠を作っていたことが知られているため、「イェールが発明した」「世界初」とは書きません。

正しい鍵とニセの鍵は、どこで分かれるか

動画の謎解きでは、山と谷の2か所だけが違う「ニセの鍵」を使いました。

切り込みが浅すぎると、下ピンが押し上げられすぎて、今度は下ピンが境目をまたぎます。深すぎると、上ピンが境目に残ります。どちらでも内筒は止まります。1か所でも深さが違えば開かない、というのがこの仕組みの強さです。

鍵は何通りあるか

掛け算で増える

ピンが1本増えるたびに、組み合わせは「深さの段数」倍になります。ブレイズの論文は、ピンの数はふつう（typically）4〜7本、深さは4〜10段で、型によって違い、良い錠ほど多い傾向があるとしています。これより多い錠もあります。

動画では「ピン5本×深さ10段＝10万通り」を説明用の例として使いました。

隣どうしの深さの差の制限

実際には、隣り合う切り込みの深さの差が大きすぎると、鍵が欠けやすくなったり、ピンが坂を登れなくなったりします。そのため、隣どうしの差に上限を決めている型があります。ブレイズの論文には「深さ7段で、隣どうしは4段差まで」という例があります。この条件で数えると、5本の場合は16,807通りのうち10,483通り（約62％）、6本の場合は117,649通りのうち65,449通り（約56％）しか使えません（総当たりで数えても同じ数になることを確かめました）。

たくさん作ると足りなくなる

組み合わせが10万通りある型でも、同じ型の部品を100万個作れば、1つの組み合わせあたり平均10個ずつ同じものができる計算です（仮定の例）。

国内の錠前メーカーの美和ロックは、古い型のシリンダー（ディスクシリンダーなど）をやめた理由として、「数多くの製造に伴い鍵違い数の限界を超えたこと」と、より高い防犯性が求められるようになったことを挙げ、鍵違いが多く防犯性の高い型への取り替えを勧めています。

新しい型の公表値

メーカーは、新しい型の「理論上の鍵違い数」を公表しています。

• 美和ロックのJNシリンダー（4方向から多数のピンタンブラーを備えたピンシリンダー）：約172億通り
• 美和ロックのU9シリンダー（ロッキングバー方式と回転式タンブラー）：約1億5千万通り
• ゴールのV18シリンダー（ディンプルキー）：120億通り

これらは別々の会社・別々の製品の値で、数え方の条件も同じではないため、製品どうしの順位は付けません。

ピッキングの弱点：なぜ1本ずつになるのか

ブレイズの論文は、ピッキングが「小さな製造上の不完全さと機械的な遊び（公差）」を利用するものだと説明し、良い錠、とくに対策の仕組みを持つ錠に対してはずっと難しいとしています。

2025年の米国特許（US 12,473,748 B1）の背景技術の説明によると、内筒に回す力をかけると、製造上の不完全さと公差のためにピンの組は正確には一直線に並んでおらず、1本の上ピンが最初に内筒と外筒のあいだに挟まります。その1本が境目まで上がると内筒がわずかに回り、次の上ピンが挟まります。

つまり、このわずかな回り方が「この1本は合った」という合図になってしまいます。もし各ピンを別々に確かめられるなら、確かめる回数の考え方は次のように変わります。

• 全部まとめて：10×10×10×10×10＝100,000通り
• 1本ずつ：10＋10＋10＋10＋10＝最大50回（平均27.5回）
• 6本なら：1,000,000通りに対し、最大60回

これは「掛け算が足し算に変わる」という数の考え方の模型で、実際にかかる時間や手間ではありません。また、挟まる順番（動画では2→4→1→3→5）は、乱数で決めた例です。実物のどの錠でもこの順になるわけではありません。

新しい鍵の工夫と、効く弱点

くびれたピンと、ニセの合図

効く弱点：1本ずつ探られること。 上ピンの真ん中を細くくびれさせた「スプールピン」は、先ほどの米国特許の説明によると、下のつばが外筒に引っかかり、境目をまたいだまま止まることをねらった形です。愛好家向けの解説サイト（BosnianBill's LockLab）は、くびれた部分が境目に入って引っかかり、内筒が少し回って開きそうに見えるのにそこで止まる状態を「フォールスセット」と呼んでいます。鍵穴のほうが、開けようとする人に「ニセの合図」を返すわけです。ただし同じ特許の説明は、熟練した者はその存在を感じ取って越えられるとも書いています。

ピンを増やしたディンプルキー

効く弱点：種類が足りなくなること。 ディンプルキーは、鍵の表面に丸いくぼみがある鍵です。ALSOKは、ディンプルキーもピンタンブラー錠の一種で、ピンの数を増やし、ピッキングに強いといわれると説明しています。ピンが増えれば、組み合わせは掛け算でさらに増えます。ゴールはディンプルキーのV18シリンダーの鍵違い数を120億と公表しています。

ばねのピンを使わない、回る円板の鍵

効く弱点：ピンが挟まる弱点そのもの。 回る円板（ディスク）を使う錠では、正しい鍵を90度回すと円板が回って側面の溝がそろい、そろった溝にロッキングバーが落ちて開く、とメーカーのABLOYは説明しています。ピン・カウンターピン・ばねを使わず、ASSA ABLOYは「つけこまれるピン、カウンターピン、ばねが無い」と書いています。フィンランドのエミール・ヘンリクソンが20世紀初めに発明した方式です。この記事で見た「ばねで押されたピンが1本ずつ挟まる」弱点は、この仕組みにはそもそもありません（開けられない、という意味ではありません）。

磁石を使う方式

ほかにも、シリンダーの中に自由に回る磁石の回転子があり、鍵の中の磁石がそれを正しい向きにそろえる方式があります（オーストリアのEVVAのMCSなど）。

日本の決まり：法律とCP部品の「5分」

日本では、2003年6月4日に「特殊開錠用具の所持の禁止等に関する法律」（平成15年法律第65号）が公布されました。この法律は、ピッキング用具を「シリンダーをかぎを用いることなく、かつ、破壊することなく回転させるための器具」と定め、業務その他正当な理由がなければ持ってはいけないとしています（第3条）。また、錠の製造・輸入業者に、防犯性能の向上に努めることを求めています（第6条）。

警視庁によると、2002年11月に警察庁などの関係省庁と民間団体が「官民合同会議」を作り、工具などを使った試験をして、一定の防犯性能があると認めた建物部品を「防犯性能の高い建物部品（CP部品）」としています。美和ロックの用語集は、この会議が警察庁・国土交通省・経済産業省と建物部品関連の団体で構成されると説明しています。

大阪府警察によると、共通の印である「CPマーク」は2004年5月に作られました。CPは「防犯」を表す Crime Prevention の頭文字です。試験は「侵入に5分以上かかれば7割の窃盗被疑者があきらめる」という調査結果に基づいています。ただし、あらゆる状況で5分以上侵入を防ぐことを保証するものではない、とはっきり書かれています。

いい鍵とは、開かない鍵ではなく、開けるのに時間がかかる鍵です。

よくある問い

合鍵は、なぜ同じように開くのですか？

鍵穴が確かめているのは、それぞれの位置の山と谷の高さです。同じ高さに削られた鍵は、同じピンを同じ高さにそろえるので、元の鍵と同じように内筒を回せます。

ディンプルキーならピッキングされませんか？

ピッキングされにくくする工夫はありますが、絶対ではありません。くびれたピンも、熟練した者には越えられる例があると説明されています。CPマークも、あらゆる状況で5分以上を保証するものではありません。

同じ鍵で開く家が、ほかにもあるのですか？

組み合わせの数には限りがあります。美和ロックも、古い型をやめた理由の一つに「鍵違い数の限界を超えたこと」を挙げ、種類の多い型への取り替えを勧めています。たとえば10万通りの型を100万個作れば、1つの組み合わせあたり平均10個ができる計算です（仮定の例）。

古い鍵のままで大丈夫ですか？

美和ロックは、旧式の鍵がピッキングで狙われやすいとし、CP認定錠への交換と「1ドア2ロック」（1つのドアに錠を2つ付けること）を勧めています。自分の家の鍵をどうするかは、鍵の専門家に相談してください。