Сьогодні Anthropic заявила, що невипущена версія її найпотужнішої моделі ШІ виявила дві раніше невідомі атаки на криптографічні алгоритми, одна з яких спрямована проти схеми, що наразі претендує на статус федерального стандарту США.

Ця схема називається HAWK – система цифрового підпису, математика якої підтверджує, що транзакція походить від вас, не розкриваючи вашого приватного ключа. Вона розроблена для виживання в умовах майбутніх квантових комп’ютерів. Нерегулятивний федеральний орган та лабораторія NIST перевели її до третього раунду свого конкурсу постквантових підписів у травні, де вона залишається останнім кандидатом на основі решіток.

Клод виявив симетрію, приховану в математиці HAWK, яку жодна людина раніше не використовувала. Для найменшої конфігурації вартість відновлення секретного ключа знизилася з 2^64 операцій до 2^38, що приблизно у 67 мільйонів разів менше роботи.

Виправлення цього означає приблизне подвоєння ключів HAWK. «На жаль, подвоєння розміру ключа HAWK усуває багато причин, що роблять цю схему (у її нинішньому вигляді) привабливим кандидатом на PQC-підпис», — написала Anthropic.

Цей компроміс має більше значення для блокчейнів, ніж здається. Розмір підпису – це простір блоку, а простір блоку – це комісії, тому будь-який блокчейн, що шукає квантово-стійку заміну, частково обирає її за кількістю байтів на підпис. Компактні ключі та швидке підписання були головною перевагою HAWK, і виправлення позбавляє її значної частини цієї переваги.

Не хвилюйтеся, ходлери: ваші монети в безпеці (поки що). HAWK ніколи не розгортався ніде, а Біткойн все ще працює на ECDSA, доквантовій схемі підпису, яку з часом мають замінити такі кандидати, як HAWK.

Anthropic розкрила обидва результати авторам алгоритмів, а також уряду США та промисловим партнерам перед публікацією, і скоординувала знахідку HAWK з NIST.

Результат AES потребував "мотиваційної промови"

Друга атака націлена на AES, шифр, що шифрує ваш HTTPS-трафік, ваш зашифрований диск та бекенд вашої біржі. Повний AES-128 пропускає дані через 10 раундів скремблювання, а Клод атакував 7-раундову дослідницьку версію, яку ніхто не покращував з 2013 року.

Налаштування було навмисно жорстким. Дослідники заборонили моделі використовувати всі п'ять встановлених сімейств криптоаналізу AES і попросили її винайти шосту, завершивши короткий опис рядком про те, як перша диференціальна атака нічого не подолала — вона винайшла гру. Клод також успадкував робочі нотатки з попередніх запусків агента, які вже випробували приблизно 200 невдалих варіантів атаки.

Вона все одно відмовилася. «На AES-128 r5/r6/r7 вона нічого не знайшла, бо там немає нічого легкого для пошуку; це найвивченіший блоковий шифр з існуючих», — повідомила модель дослідникам, згідно з опублікованими Anthropic стенограмами.

Anthropic надіслала лише три змістовні повідомлення протягом наступних трьох днів, серед яких: «ні, знову ж таки, мета полягає в тому, щоб мати високоінтелектуальну [sic] модель, таку ж хорошу, як провідний дослідник, ми хочемо знайти нові атаки». Інше відмовилося дозволити Клоду замінити AES на простіший шифр.

Потім вона створила трюк, який у статті називається "Міст Мебіуса" (Möbius Bridge), усунувши один із дев'яти байтів ключа, які раніше доводилося вгадувати зловмиснику. Доопрацювання цього до опублікованої версії зайняло ще кілька днів і мільярд вихідних токенів.

Знахідка з найкоротшим шляхом до чогось реального привернула найменше уваги. Клод також зламав 13 раундів LEA, корейського національного стандарту та легкого стандарту шифрування ISO, розробленого для телефонів та пристроїв Інтернету речей, менш ніж за годину на настільному комп'ютері проти попереднього найкращого результату, який потребував 2^98 пар відкритого тексту. Розгорнута LEA працює у 24 раундах, тому нічого в цій сфері не зламано.

Перевірка зайняла більше часу, ніж відкриття

Документ HAWK надзвичайно прямолінійний щодо розподілу праці. «Більшість математичних відкриттів у цій статті були зроблені за допомогою ШІ. Внесок автора-людини полягав переважно у керівництві, організації та перевірці роботи ШІ», — написали її автори.

Клод знайшов ідею AES за кілька днів. Потім дослідники Anthropic витратили кілька сотень годин, щоб вивчити достатньо криптографії для підтвердження її роботи — та ж сама модель, яка виявила 271 вразливість у Firefox під час внутрішнього тестування.

«Спільнота кібербезпеки зараз бореться з тим фактом, що мовні моделі здатні виявляти стільки помилок, що стандартні людські процеси (такі як сортування вразливостей, їх перевірка та усунення) насилу встигають за ними», — написала Anthropic, попереджаючи, що дослідники-люди можуть стати вузьким місцем.

Anthropic також створила CryptanalysisBench — 191 завдання з розшифровки, більшість з яких були взяті з конкурсів NIST. Моделі подають робочий скрипт атаки, який або виграє офіційну гру безпеки, або ні, без часткового заліку та людської оцінки.

Mythos 5 зламав 85,7% завдань з відомими рішеннями, проти 65,3% для найслабшої протестованої моделі. Проти повноцінних шифрів без опублікованих зламів кожна модель набрала менше 9%.