هوش مصنوعی یک رمزنگاری پساکوانتومی را در ۶۰ ساعت شکست داد؛ بررسی انسانی آن یک ماه طول کشید
در اوایل اکتبر ۲۰۲۶، OpenAI تعداد ۷۲۲ دست‌نوشته پژوهشی ریاضی را که توسط مدل‌های داخلی این شرکت تولید شده بودند منتشر کرد. این مجموعه حوزه‌هایی مانند نظریه اعداد، هندسه جبری و علوم رایانه را پوشش می‌داد. دن بونه، رمزنگار دانشگاه استنفورد، این مقالات را بررسی کرد و متوجه شد یک حوزه در آن غایب است: رمزنگاری.
رمزنگاری مسائل حل‌نشده فراوانی دارد. برخی از مباحث ریاضی مطرح‌شده در این مقالات به این مسائل نزدیک هستند. بونه در گفت‌وگویی با a16z crypto گفت آزمایشگاه‌های پیشرو هوش مصنوعی باید اعلام کنند آیا سامانه‌های مستقر خود را با قوی‌ترین مدل‌هایشان آزمایش کرده‌اند یا نه و نتایج این آزمایش‌ها چه بوده است.
این شکاف می‌تواند چند معنا داشته باشد: شاید مدل تلاش کرده اما چیزی که ارزش گزارش داشته باشد پیدا نکرده است؛ یا شاید آزمایشگاه به نتیجه‌ای مرتبط با امنیت رسیده و تصمیم گرفته آن را منتشر نکند. جاستین تالر، استاد علوم رایانه در دانشگاه جرج‌تاون، می‌خواهد بداند چه چیزهایی آزمایش شده، چه میزان توان محاسباتی صرف شده و نتایج چگونه مدیریت شده‌اند.
در ۲۸ ژوئیه ۲۰۲۶، آنتروپیک از دو نتیجه رمزکاوی به‌دست‌آمده از Claude Mythos Preview پرده برداشت. یکی از این نتایج به HAWK مربوط می‌شد.
HAWK یک طرح امضای دیجیتال مبتنی بر شبکه‌های جبری (lattice-based) است که پژوهشگرانی از مرکز CWI آمستردام، دانشگاه لیدن و چند مؤسسه دیگر آن را توسعه داده‌اند. این طرح به مرحله سوم فرآیند استانداردسازی رمزنگاری پساکوانتومی مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) رسیده بود و پس از دو سال بررسی کارشناسی و دو دور ارزیابی، مورد بررسی قرار گرفته بود.
Mythos Preview در حدود ۶۰ ساعت کار نیمه‌خودکار توانست یک خودریختی غیر بدیهی در ساختار شبکه‌ای HAWK پیدا کند. این تقارن پنهان، هزینه بازیابی کلید برای HAWK-256 را از ۲۶۴ به ۲۳۸ کاهش داد. روی یک سرور ۹۶ هسته‌ای، بازیابی کامل کلید حدود ۳ ساعت و ۴۲ دقیقه زمان می‌برد. هزینه استفاده از API برای آنتروپیک حدود ۱۰۰ هزار دلار بود.
لئو دوکاس، عضو تیم HAWK، گفت این حمله نشان داد طراحی این سامانه شکننده‌تر از چیزی است که انتظار می‌رفت. به گفته او، ریاضیات زیربنایی شکست نخورده است؛ تیم توسعه، طراحی را تا مرز بهره‌وری پیش برده بود و از وجود این ریسک آگاه بود. دوکاس گفت: «ما یک گام فراتر از روش‌هایی رفتیم که اکنون استاندارد شده‌اند.» NIST بعداً تأیید کرد که تیم HAWK این طرح را از دور سوم خارج کرده است.
دومین نتیجه به نسخه کاهش‌یافته هفت‌مرحله‌ای AES-128 مربوط می‌شد. Mythos Preview روشی را توسعه داد که آنتروپیک آن را «پل موبیوس» (Möbius Bridge) می‌نامد. این روش یک مرحله حدس ۲۵۶حالته را از حملات موجود حذف کرد و سرعت حمله را ۲۰۰ تا ۸۰۰ برابر افزایش داد. مدل به مدت سه روز به‌صورت خودکار کار کرد، حدود یک میلیارد توکن خروجی تولید کرد و هزینه‌ای نزدیک به ۱۰۰ هزار دلار داشت.
پل موبیوس، AES هفت‌مرحله‌ای را هدف قرار می‌دهد و به معنای شکستن AES-128 کامل (۱۰ مرحله) یا AES-256 (۱۴ مرحله) نیست. حتی با این افزایش سرعت، حمله به AES-128 هفت‌مرحله‌ای همچنان به حدود ۲۱۰۵ متن انتخابی نیاز دارد. AES کامل همچنان شکسته نشده است.
مدل در ابتدا از انجام این کار خودداری کرد. این مدل گفته بود: «اگر نتیجه متفاوتی می‌خواهید، هدف باید تغییر کند... AES-128 در دورهای ۵ و ۶ واقعاً سخت است.» پژوهشگران سه بار آن را راهنمایی کردند و پس از آن مدل شروع به کار کرد.
آنتروپیک اذعان کرد پژوهشگران انسانی تقریباً یک ماه زمان صرف بررسی و تأیید حمله AES کردند. Mythos Preview ضعف HAWK را در ۶۰ ساعت پیدا کرده بود. جامعه امنیت سایبری اکنون با واقعیتی ساده روبه‌رو است: مدل‌ها می‌توانند آسیب‌پذیری‌ها را سریع‌تر از آنچه بررسی استاندارد انسانی می‌تواند تأیید کند، پیدا کنند.
بونه گفت یک طرح رمزنگاری جدید در گذشته معمولاً به نزدیک یک دهه تحلیل نیاز داشت تا مردم به اندازه کافی به آن اعتماد کنند و آن را به کار بگیرند. این زمان باعث می‌شد پژوهشگران بیشتری فرصت بررسی همان فرضیات را داشته باشند. روش این حوزه عمومی است: طرح را منتشر کنید، حملات سریع‌تر را دعوت کنید و استحکام آن را بر اساس سال‌ها نتیجه بررسی کنید.
رمزنگاری سنتی علاوه بر مقالات و سخنرانی‌های کنفرانسی، سوابق عمومی حملات را نیز به جا می‌گذارد. اما قوی‌ترین مدل‌های هوش مصنوعی اکنون در اختیار چند آزمایشگاه محدود هستند. افراد خارج از این مجموعه‌ها نمی‌دانند آیا این آزمایشگاه‌ها طرح‌های استانداردشده و مورد استفاده در عمل را آزمایش کرده‌اند یا نه. پس از انتشار نتایج ریاضی OpenAI، آزمایش‌های رمزنگاری همچنان اعلام نشده باقی ماندند. توانایی‌ها سریع‌تر از اطلاعات عمومی در حال رشد هستند.
جاستین دریک، پژوهشگر بنیاد اتریوم، احتمال داد که ممکن است مداخلات پنهانی در جریان باشد. او گفت: «ممکن است هوش مصنوعی تاکنون برخی پیشرفت‌ها را در رمزنگاری ایجاد کرده باشد، اما این پیشرفت‌ها عمداً پنهان شده باشند.» اسکات آرونسون، مدیر مرکز اطلاعات کوانتومی دانشگاه تگزاس در آستین، نیز در وبلاگ خود نوشت: «منابع من می‌گویند شرکت‌های هوش مصنوعی شروع کرده‌اند به‌طور دقیق و محرمانه بررسی کنند که آیا جدیدترین مدل‌های داخلی می‌توانند مهم‌ترین پروتکل‌ها و ساختارهای رمزنگاری را بشکنند یا نه.»
بونه گفت رمزنگاری منحنی بیضوی به بانکداری، خدمات درمانی، خدمات دولتی و ارتباطات خصوصی متصل است. صنعت برای تصمیم‌گیری درباره سرعت جایگزینی این فناوری‌ها به نتایج آزمایش‌های مشخص نیاز دارد. عملکرد هوش مصنوعی در دیگر مسائل ریاضی نمی‌تواند به‌تنهایی ترتیب مهاجرت همه سامانه‌ها را تعیین کند.
رایانش کوانتومی پیش‌تر صنعت را وادار کرده بود برای مهاجرت آماده شود. NIST در اوت ۲۰۲۴ نخستین سه استاندارد رمزنگاری پساکوانتومی را تأیید کرد: FIPS 203 (ML-KEM، برای ایجاد کلید مبتنی بر شبکه)، FIPS 204 (ML-DSA، برای امضای دیجیتال مبتنی بر شبکه) و FIPS 205 (SLH-DSA، برای امضای دیجیتال مبتنی بر توابع هش).
در مه ۲۰۲۶، NIST از دور دوم طرح‌های اضافی امضای دیجیتال خبر داد. ۹ نامزد وارد مرحله سوم شدند: FAEST، MAYO، MQOM، QR-UOV، SDitH، SNOVA، SQIsign و UOV. انتظار می‌رود این مرحله حدود دو سال ادامه داشته باشد.
در مارس ۲۰۲۶، گوگل هدف خود برای مهاجرت پساکوانتومی را سال ۲۰۲۹ اعلام کرد. NIST و دولت فدرال آمریکا سال ۲۰۳۵ را تعیین کرده‌اند. کلادفلر نیز هدف ۲۰۲۹ را برای همه محصولات خود دنبال می‌کند و استقرار امضاهای پساکوانتومی ML-DSA را آغاز کرده است. نقشه راه اتحادیه اروپا نخستین مرحله را پایان ۲۰۲۶ قرار داده و سال ۲۰۳۰ را برای کاربردهای پرخطر به‌عنوان مهلت نهایی تعیین کرده است.
مفهوم «چابکی رمزنگاری» از نگاه بونه یعنی سامانه بتواند در صورت شکستن یک طراحی، به طراحی دیگری تغییر کند. مقاله سفید NIST با عنوان CSWP 39 در دسامبر ۲۰۲۵ منتشر شد و سازگاری عقب‌رو، مهاجرت مداوم و محدودیت منابع را از چالش‌های اصلی معرفی کرد. محدودیت منابع ممکن است دشوارترین مسئله باشد، زیرا الگوریتم‌های پساکوانتومی اغلب کلیدهای عمومی، امضاها یا متن‌های رمز‌شده بزرگ‌تری دارند و این اندازه‌ها می‌توانند پروتکل‌های موجود را به مرز توانایی خود برسانند.
برخی ارتباطات اینترنتی هم‌اکنون از طرح‌های ترکیبی استفاده می‌کنند. این روش‌ها کلیدها را با استفاده از هر دو روش منحنی بیضوی و شبکه‌ای ایجاد می‌کنند. اگر یکی از آن‌ها شکسته شود، دیگری همچنان می‌تواند از ارتباط محافظت کند. کلادفلر تبادل کلید ترکیبی X25519MLKEM768 را در ارتباطات TLS 1.3 خود مستقر کرده است.
انتخاب‌ها در حوزه بلاک‌چین پیچیده‌تر هستند. بونه گفت امضاهای مبتنی بر هش می‌توانند در صورت شکستن یک تابع هش، آن تابع را جایگزین کنند و ساختار اصلی را حفظ کنند. طرح‌های شبکه‌ای ساختار جبری بیشتری دارند و قابلیت‌هایی پیچیده مانند امضاهای آستانه‌ای را پشتیبانی می‌کنند. امضاهای آستانه‌ای به چند طرف اجازه می‌دهند یک تراکنش را تأیید کنند و کیف‌پول‌ها و مؤسسات از آن‌ها استفاده می‌کنند. حرکت صرف به سمت روش‌های مبتنی بر هش ممکن است پیچیدگی را به بخش دیگری منتقل کند. برخی طراحی‌های اتریوم به تأیید بازگشتی اثبات‌های دانش صفر، لایه پس از لایه، نیاز دارند. این کار بخشی از عملیات تأیید را فشرده می‌کند اما پیاده‌سازی و اشکال‌زدایی را دشوارتر می‌سازد.
بونه گفت یک طرح جدید زمانی به نزدیک یک دهه تحلیل نیاز داشت، اما Mythos Preview ضعف HAWK را در ۶۰ ساعت پیدا کرد. پژوهشگران انسانی برای بررسی حمله AES نزدیک به یک ماه زمان صرف کردند. OpenAI تعداد ۷۲۲ مقاله ریاضی منتشر کرد و نتیجه رمزنگاری آن صفر بود. NIST در اوت ۲۰۲۴ سه استاندارد پساکوانتومی را تأیید کرد و در مه ۲۰۲۶، ۹ نامزد دیگر را به مرحله سوم رساند. گوگل و کلادفلر هدف ۲۰۲۹ را دنبال می‌کنند و مهلت NIST سال ۲۰۳۵ است.