کلود در کمتر از ۳۰ دقیقه معمای ۲۵ ساله رمزنگاری آژانس امنیت ملی آمریکا را حل کرد
برای دهه‌ها، کارشناسان این احتمال را بررسی می‌کردند که اعداد توضیح‌داده‌نشده در استانداردهای پرکاربرد امنیتی، راهی مخفی برای نفوذ آژانس امنیت ملی آمریکا ایجاد کرده باشند؛ اما آنتروپیک می‌گوید هوش مصنوعی کلود منشأ این اعداد را در یک برنامه معمولی متعلق به دهه ۱۹۹۰ و زمان ثبت‌شده در ساعت رایانه پیدا کرده است، بی‌آنکه نقص امنیتی جدیدی کشف شود.
بیش از ۲۵ سال است که کارشناسان امنیت سایبری با پرسشی نگران‌کننده روبه‌رو هستند: آیا آژانس امنیت ملی آمریکا (NSA) مخفیانه در برخی از پرکاربردترین استانداردهای رمزنگاری اینترنت آسیب‌پذیری ایجاد کرده بود تا سازمان‌های اطلاعاتی آمریکا بتوانند تدابیر امنیتی را دور بزنند؟
اکنون آنتروپیک اعلام کرده است که مدل هوش مصنوعی این شرکت، کلود، در کمتر از نیم ساعت منشأ اعداد اسرارآمیزی را که محور این مناقشه بودند، شناسایی کرده است. این کشف توضیحی به‌طرز شگفت‌آوری ساده برای معمایی ارائه می‌دهد که چندین دهه ذهن رمزنگاران را به خود مشغول کرده بود. به نظر می‌رسد پاسخ، برخلاف فرضیه وجود یک سازوکار پیچیده جاسوسی، در برنامه‌ای معمولی از دهه ۱۹۹۰ و تاریخ و ساعتی نهفته باشد که روی رایانه نمایش داده می‌شد.
برای درک اهمیت این کشف باید به سال ۲۰۰۰ بازگشت؛ زمانی که مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا (NIST) مجموعه‌ای از استانداردهای رمزنگاری مبتنی بر ساختارهای ریاضی موسوم به منحنی‌های بیضوی را تصویب کرد.
این ساختارهای ریاضی زیربنای امضاهای دیجیتال هستند؛ سازوکاری که به رایانه‌ها امکان می‌دهد هویت‌ها را تأیید کنند و مطمئن شوند اطلاعات تغییر نکرده است. منحنی‌های بیضوی همچنان بخش مهمی از امنیت دیجیتال به شمار می‌روند و در سامانه‌های احراز هویت ارتباطات اینترنتی، نرم‌افزارها و تراکنش‌های الکترونیکی به کار می‌روند.
بااین‌حال، از همان ابتدا جزئیاتی ذهن کارشناسان رمزنگاری را مشغول کرده بود: برخی از اعداد مورد استفاده برای تولید منحنی‌های استاندارد را آژانس امنیت ملی آمریکا ارائه کرده بود، بی‌آنکه توضیح دهد این اعداد چگونه انتخاب شده‌اند.
نگرانی این بود که این اعداد تصادفی و بی‌ضرر انتخاب نشده باشند، بلکه عمداً به‌گونه‌ای طراحی شده باشند که ضعفی پنهان در سامانه ایجاد کنند؛ ضعفی که فقط سازمان اطلاعاتی آمریکا از چگونگی بهره‌برداری از آن اطلاع داشته باشد.
به بیان ساده، منتقدان نگران بودند که آمریکا در ساخت قفلی پیچیده برای دنیای دیجیتال مشارکت کرده باشد، اما هم‌زمان کلیدی مخفی برای باز کردن آن نزد خود نگه داشته باشد.
این تردیدها در سال ۲۰۱۳، پس از افشاگری‌های ادوارد اسنودن، پیمانکار پیشین آژانس امنیت ملی آمریکا، درباره برنامه‌های نظارتی این کشور و تلاش‌ها برای تأثیرگذاری بر فناوری‌های رمزنگاری، شدت گرفت. بااین‌حال، با وجود سال‌ها پژوهش و بحث، رمزنگاران نتوانسته بودند منشأ دقیق اعداد اسرارآمیز را مشخص کنند.
بر اساس پژوهشی که آنتروپیک در ۱۶ اکتبر منتشر کرد، کلود منشأ پنج مقدار عددی را که پیش‌تر توضیحی برای آن‌ها ارائه نشده بود، شناسایی کرد. این مقادیر که «بذر» یا Seed نامیده می‌شوند، در منحنی‌های بیضوی استاندارد با شناسه‌های P-192، P-224، P-256، P-384 و P-521 به کار رفته‌اند.
این مدل تشخیص داد که مقادیر موردنظر با استفاده از lrand48 تولید شده‌اند؛ مولد نسبتاً ساده اعداد شبه‌تصادفی که در دهه ۱۹۹۰ معمولاً در کتابخانه‌های برنامه‌نویسی زبان C در دسترس بود.
چنین نرم‌افزارهایی دنباله‌هایی از اعداد تولید می‌کنند که تصادفی به نظر می‌رسند، اما در واقع بر اساس قواعد ریاضی ثابتی محاسبه شده‌اند. برنامه برای آغاز تولید این دنباله به یک مقدار اولیه نیاز دارد که «بذر» نامیده می‌شود. یکی از روش‌های متداول برای تعیین این مقدار، استفاده از زمان ثبت‌شده در ساعت رایانه است.
کلود دریافت که می‌توان مقادیر اسرارآمیز را با استفاده از چنین مولدی و با مقداردهی اولیه بر اساس زمان‌های ثبت‌شده در سال‌های ۱۹۹۷ و ۱۹۹۸ دوباره تولید کرد.
در مورد P-256، یکی از پرکاربردترین منحنی‌های بیضوی استاندارد، این مدل دنباله مرتبط را تا ۱۶ اوت ۱۹۹۷ ردیابی کرد. مقدار منتشرشده، هزاروهشتصد و چهل‌ودومین گزینه‌ای بود که برنامه تولید کرده بود.
این یافته نشان می‌دهد اعدادی که منشأ نامشخصشان دهه‌ها گمانه‌زنی به دنبال داشت، ممکن است صرفاً حاصل استفاده از نرم‌افزاری معمولی بوده باشند که رمزنگاران در اواخر دهه ۱۹۹۰ به کار می‌بردند.
آنتروپیک تأکید کرد که این کشف به معنای حمله موفق به رمزنگاری یا امضاهای دیجیتال نیست و آسیب‌پذیری امنیتی جدیدی را نیز آشکار نمی‌کند.
این شرکت در گزارش پژوهشی خود نوشت: «این کشف به معنای شکستن رمزنگاری، ارائه حمله‌ای جدید یا شناسایی ضعفی در منحنی‌های ECDSA نیست.»
اگرچه این یافته احتمال صحت فرضیه طراحی عمدی یک درِ پشتی از سوی آژانس امنیت ملی آمریکا را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد، اما به همه پرسش‌های مربوط به استانداردهای اولیه پاسخ نمی‌دهد. پژوهشگران هنوز نتوانسته‌اند توضیح دهند برخی پارامترهای ریاضی دیگر چگونه انتخاب شده‌اند یا چرا در فرایند تولید، از بعضی گزینه‌هایی که ظاهراً مناسب بوده‌اند صرف‌نظر شده است.
بااین‌همه، توانایی بازتولید مقادیر اولیه با استفاده از یک برنامه رایانه‌ای رایج، شواهد محکمی فراهم می‌کند که دست‌کم این بخش از فرایند تدوین استانداردها به روشی ساده و متعارف انجام شده است، نه با هدف پنهان کردن قابلیتی برای استفاده سازمان‌های اطلاعاتی.
این کشف با دنیای رمزارزها نیز ارتباط جالبی دارد. بیت‌کوین و اتریوم به‌جای منحنی P-256 متعلق به استانداردهای مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا که در این پژوهش بررسی شده، از منحنی بیضوی دیگری به نام secp256k1 استفاده می‌کنند. پرسش‌ها درباره نقش آژانس امنیت ملی آمریکا در تدوین استانداردهای رمزنگاری مدت‌هاست بخشی از بحث‌ها درباره قابل‌اعتماد بودن ساختارهای ریاضی مختلف بوده‌اند.
اهمیت این معما را می‌توان در جایزه مالی‌ای دید که فیلیپو والسوردا، مهندس رمزنگاری، در سال ۲۰۲۳ تعیین کرد. او برای هر کسی که بتواند منشأ مقادیر اولیه را مشخص کند، پاداشی در نظر گرفته بود.
مبلغ جایزه در ابتدا حدود ۱۲ هزار دلار بود و در نهایت به ۳۶ هزار و ۸۶۴ دلار رسید. پس از کشف کلود، والسوردا مستقلاً نتایج را بازتولید کرد و تأیید کرد که تیم پژوهشی آنتروپیک معمای اصلی را حل کرده است.
پژوهشگران تصمیم گرفتند مبلغ جایزه را به گروه پژوهشی امنیت اینترنت (Internet Security Research Group) اهدا کنند؛ سازمانی غیرانتفاعی که از طرح‌های ارتقای امنیت اینترنت، از جمله سرویس پرکاربرد صدور گواهی دیجیتال «لتس انکریپت» (Let's Encrypt)، پشتیبانی می‌کند.
این دستاورد، علاوه بر حل بخش بزرگی از یک مناقشه دیرینه در حوزه رمزنگاری، نشان می‌دهد مدل‌های هوش مصنوعی بیش از پیش قادرند تحقیقات ریاضی انجام دهند و صرفاً به بازیابی یا خلاصه‌سازی اطلاعات موجود محدود نیستند.
به گفته آنتروپیک، کلود فرضیه‌های رقیب را بررسی کرد، الگوهای عددی‌ای را شناسایی کرد که پیش‌تر مورد توجه قرار نگرفته بودند و فرایندی را که به تولید مقادیر اسرارآمیز انجامیده بود، بازسازی کرد.
پس از بیش از یک ربع قرن سوءظن، گمانه‌زنی و تلاش‌های بی‌نتیجه برای توضیح این اعداد، اکنون پاسخی غیرمنتظره و ساده مطرح شده است: آنچه برخی شواهدی از یک عملیات پیچیده اطلاعاتی می‌پنداشتند، ظاهراً از یک برنامه معمولی رایانه‌ای و ساعتی سرچشمه گرفته که در دهه ۱۹۹۰ کار می‌کرده است.