"وای، این یک کشف واقعی است": کلود یک رمز و راز 25 ساله شماره NSA را می شکند

یک مدل هوش مصنوعی Anthropic یکی از طولانی‌ترین واحدهای رمزنگاری را شکسته است، اعدادی را که NSA در اواخر دهه 1990 به دولت ایالات متحده تحویل داده بود، که مدت‌ها مظنون به پنهان کردن یک درب پشتی به یک برنامه اعداد تصادفی معمولی بود که با مهرهای زمانی 1997 و 199 تغذیه می‌شد.

این مدل فقط نیم ساعت طول کشید تا به راه حلی دست پیدا کند – راه حلی که رمزنگاران ۲۵ سال دنبال پاسخ دادن به آن بودند.

بیشتر اینترنت به رمزنگاری منحنی بیضوی متکی است، خانواده ریاضیاتی که برای محافظت از کیف پول بیت کوین نیز استفاده می شود. این به کسی اجازه می دهد بدون فاش کردن جزئیات خود کلید ثابت کند که یک کلید مخفی در اختیار دارد.

منحنی را به عنوان یک طرح قفل در نظر بگیرید که هر کسی می تواند آن را بررسی کند. هر فردی که از آن استفاده می کند کلید مخفی خود را دارد، اما همه به سختی شکستن طرح تکیه می کنند.

اما چه کسی ریاضیاتی را انتخاب کرد که همه به آن اعتماد کنند؟

در سال 2000، مؤسسه ملی استانداردها و فناوری ایالات متحده، یا NIST، مجموعه ای از منحنی های ارائه شده توسط آژانس امنیت ملی را اتخاذ کرد. NSA این طرح ها را بدون توضیح اینکه برخی از اعداد استفاده شده برای تولید آنها از کجا آمده اند ارائه کرد.

پس از افشای اسنودن که NSA را به تلاش‌هایی برای تضعیف استانداردهای رمزنگاری مرتبط می‌کرد، رد این رازداری حتی سخت‌تر شد. NIST بعدا آن ابزار، تولید کننده اعداد تصادفی Dual EC را از توصیه های خود حذف کرد.

آن اعداد آغازین که دانه نامیده می شوند، عمومی بودند. اما NSA هرگز توضیح نداد که چگونه آنها را انتخاب کرده است، و سالها گمان را برانگیخت که جایگزین های زیادی را آزمایش کرده است تا اینکه منحنی با ضعفی را پیدا کرد که فقط می دانست چگونه از آن استفاده کند. تئوری فویل این بود که NSA یک درب پشتی برای هر سیستمی که از آن استفاده می کرد دارد.

رمزنگاران نیل کوبلیتز و آلفرد منزز در مقاله سال 2015 خود با عنوان «معمای پیچیده در یک معما» به بررسی این مناقشه پرداختند. منزز در نوشتن استاندارد اصلی کمک کرده بود و به یاد آورد که دانه ها را از ریاضیدان NSA جری سولیناس در سال 1997 دریافت کرد.

استیو وایس، محقق امنیتی، سال‌ها به دنبال توضیحی بود، از جمله ثبت درخواست‌های ثبت عمومی در سال 2018. NIST گفت هیچ سندی ندارد، در حالی که NSA از پاسخ دادن خودداری کرد. یکی از سرنخ‌های امیدوارکننده نشان می‌دهد که این اعداد از عبارتی طنزآمیز آمده که سولیناس فراموش کرده بود، و محققان را به جستجوی ترکیب‌های احتمالی کلمات فرستاد.

تا اینکه کلود وارد عکس شد. در این ماه، یکی از کارمندان آنتروپیک از یک مدل تحقیقاتی داخلی خواست تا آن را بررسی کند، بدون اینکه نظریه قدیمی را به اشتراک بگذارد که دانه ها از یک عبارت فراموش شده آمده اند.

این مدل کمتر از نیم ساعت طول کشید تا پنج منحنی NIST را به lrand48، یک تولیدکننده اعداد تصادفی که در کتابخانه‌های نرم‌افزار C قدیمی‌تر یافت می‌شود، ردیابی کند.

کلود دنباله پشت P-256 را بازتولید کرد، یک منحنی پرکاربرد، و مطابقت دقیقی برای دانه منتشر شده آن در 1842 کاندید پیدا کرد.

این مدل در استدلال ضبط شده خود پس از این که به طور خلاصه در مورد اینکه آیا در یک آزمایش شبیه سازی شده کار می کند یا خیر، نوشت: "این شگفت انگیز است: این معمای 25 ساله را حل می کند." "هوم، آیا در واقعیت قابل قبول است؟ با توجه به دانش من ... فضل حل نشده بود. ... همه بیت های اصلی واضح هستند - 20 بیت، شانس 1e-6. بنابراین در واقع در دنیای واقعی."

اکنون هر کسی می‌تواند برنامه را دوباره اجرا کند و شماره‌هایی را که NSA ارائه کرده است، دریافت کند. Anthropic می‌گوید که احتمال ضعف پنهان را بسیار کمتر می‌کند، اگرچه تیم هنوز نمی‌تواند توضیح دهد که چرا این برنامه از برخی نامزدهای قابل استفاده عبور کرده است یا چگونه سایر بخش‌های منحنی انتخاب شده‌اند.

این قابلیت پیش‌بینی چیزی است که به کلود اجازه می‌دهد اعداد را دوباره بسازد، و این یک فاجعه در داخل کیف پول خواهد بود. یک کلید مخفی تولید شده با lrand48 می تواند توسط هر کسی که تقریبا در زمان ساخته شدن آن کار کرده باشد، دوباره ایجاد شود و همه چیز مورد نیاز برای تخلیه وجوه را در اختیار آنها بگذارد.

بذرهای NSA از روز اول عمومی بودند، بنابراین هرگز رازی برای سرقت وجود نداشت.

بیت کوین هرگز بخشی از این بازی حدس زدن نبود. کیف پول‌های آن بر روی secp256k1 کار می‌کنند، منحنی که از یک معادله ساده‌تر ساخته شده است.

نسخه بیت کوین با دو عدد کوچک و ثابت تعریف می‌شود که تقریبا چیزی برای تنظیم باقی نمی‌گذارد، در حالی که نسخه P-256 دارای یک عدد 77 رقمی است که از بذر غیرقابل توضیح NSA بیرون آمده است.

با تعداد انگشت شماری برای چرخاندن، جای کمی برای کسی وجود دارد که بی سر و صدا نقطه ضعفی را در منحنی بیت کوین ایجاد کند، و رمزنگاران مدت هاست که به این نکته به نفع بیت کوین اشاره کرده اند.

خالق ساتوشی ناکاموتو هرگز به طور عمومی توضیح نداد که چرا آن را انتخاب کرده است، و قبل از اینکه بیت کوین به آن معروف شود، به ندرت از این منحنی استفاده می شد. اتریوم نیز بعدا آن را پذیرفت، و بیت‌کوین زمانی که ارتقاء Taproot در سال 2021 سبک جدیدی از امضا را معرفی کرد، آن را حفظ کرد.

همانطور که CoinDesk در اوایل سال جاری کاوش کرد، یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند خطر متفاوتی را به همراه خواهد داشت. این می تواند از یک کلید عمومی قابل مشاهده در بلاک چین تا کلید مخفی پشت آن، صرف نظر از نحوه انتخاب منحنی، به عقب عمل کند.

پیشرفت‌های سخت‌افزاری، شکاف بین این نظریه و یک حمله کاری را کاهش می‌دهد. گوگل این هفته اعلام کرد که در یکی از پرهزینه ترین مراحلی که چنین ماشینی به آن نیاز دارد، خطاهای برش تراشه Willow حدود 40 برابر شده است.

با این حال، هیچ کس هنوز یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی بزرگ یا قابل اعتماد برای شکستن یک کلید بیت کوین نساخته است، و هیچ جدول زمانی مشخصی برای زمانی که ممکن است وارد شود وجود ندارد.

در همین حال، Anthropic در وبلاگ خود گفت که افرادی که از منحنی های NIST استفاده می کنند نیازی به تغییر چیزی ندارند. پس از چندین دهه پرسش در مورد اینکه دانه ها از کجا آمده اند، اکنون هر کسی می تواند برنامه را اجرا کند و مسیر آن را به اعداد منتشر شده بازگرداند.