Claude, đã bắt đầu nhắm vào các thuật toán mật mã.
Lưu ý, không phải tìm lỗi trong mã nguồn, mà là tìm những kẽ nứt trong chính toán học.
Hôm nay, Anthropic đã công bố một nghiên cứu quan trọng: Claude Mythos Preview đã tìm ra các phương pháp tấn công hoàn toàn mới trên hai thuật toán mật mã.
Mục tiêu đầu tiên là HAWK — một ứng cử viên đang tham gia cuộc bình chọn chữ ký hậu lượng tử của NIST tại Mỹ, đã vượt qua hai vòng đánh giá kéo dài hai năm bởi các chuyên gia hàng đầu thế giới. Mythos đã tốn 60 giờ để giảm một nửa độ mạnh khóa hiệu quả của nó.
Mục tiêu thứ hai còn khốc liệt hơn: AES, thuật toán mã hóa đối xứng được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới, là « xương cứng » đã được con người nghiên cứu trong 25 năm.
Mythos đã tự phát triển một phương pháp tấn công trên AES-128 phiên bản đơn giản hóa, đặt tên cho nó là “Cầu Möbius” (Möbius Bridge), tăng tốc độ tấn công mạnh nhất trước đây lên 200 đến 800 lần.
Hai thành quả, mỗi cái đốt khoảng 100.000 USD API.
Một năm trước, các mô hình ngôn ngữ không thể thực hiện phân tích mật mã cơ bản nhất. Một năm sau, nó đã tìm ra lỗ hổng trong các phương án đã được con người xem xét trong hai năm và còn tự đặt tên cho phát hiện của mình.
Trên Twitter, thậm chí có người còn lo lắng về bitcoin của mình.
60 giờ, mở khóa đã bị khóa trong hai năm
Khi Claude Mythos Preview vừa được phát hành, nó đã có thể tìm thấy lỗ hổng trong hầu hết các phần mềm, bao gồm nhiều thư viện mật mã học chính.
Nhưng những lỗ hổng đó, nói một cách đơn giản, thuộc về cấp độ "triển khai"—lập trình viên đã sử dụng sai thuật toán, viết sai logic, không xem xét các giới hạn. Những lỗi như vậy, một kỹ sư bảo mật giàu kinh nghiệm cũng có thể tìm thấy.
But this time is different. It found a mathematical flaw in the algorithm itself.
Để so sánh: trước đây là tìm xem “ai lắp khóa bị lệch”, bây giờ là chứng minh “nguyên lý thiết kế của cái khóa này đã có vấn đề”.
HAWK là gì? Đó là một ứng cử viên hàng đầu trong cuộc thi chuẩn hóa mật mã sau lượng tử của NIST. Năm 2022, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ đã kêu gọi toàn thế giới: Máy tính lượng tử sớm muộn gì cũng sẽ xuất hiện, các thuật toán ký cổ điển như RSA, ECDSA lúc đó sẽ bị sức mạnh tính toán lượng tử nghiền nát — ai có thể tạo ra một chiếc khóa không thể bị phá vỡ ngay cả bởi máy tính lượng tử?
HAWK là một trong những ứng cử viên, và đã tiến thẳng đến vòng ba, vượt qua cuộc kiểm tra kỹ lưỡng kéo dài hai năm từ các chuyên gia mật mã học toàn cầu.
Độ an toàn của nó được xây dựng trên một bài toán toán học khó gọi là Lattice Isomorphism Problem.
Nói một cách dễ hiểu: Khóa của HAWK được giấu trong một lưới chiều cao khổng lồ, và để phá nó, bạn phải tìm ra một con đường ẩn trong lưới đó. Các nhà toán học cho rằng con đường này quá khó tìm, nên họ yên tâm sử dụng nó làm nền tảng.
Mythos đã làm gì? Nó đã phát hiện ra một tính đối xứng chưa từng được khai thác nào trong ô dùng bởi HAWK—về mặt học thuật gọi là “tự đồng cấu phi tầm thường” (nontrivial automorphism).
Trước đây, một bài báo khoa học đã chứng minh rằng, chỉ cần tìm được tính đối xứng này một cách hiệu quả, là có thể thực hiện cuộc tấn công. Nhưng đó chỉ là một định lý, và cho đến nay vẫn chưa ai trả lời được liệu HAWK có thực sự sở hữu tính đối xứng này hay không.
Mythos đã trả lời: Có.
Độ mạnh của khóa bị giảm đi một nửa. Tập tham số nhỏ nhất HAWK-256, trước đây được cho là cần chi phí 2^64 để khôi phục khóa đầy đủ—tức là khoảng 180 tỷ tỷ phép toán.
Mythos chỉ cần 2^38, khoảng 270 tỷ lần. Giảm khoảng 4,4 nghìn tỷ lần.
Nếu HAWK muốn duy trì mức độ bảo mật ban đầu, khóa phải được nhân đôi. Nhưng khi khóa được nhân đôi, lợi thế cốt lõi của nó như một ứng cử viên hậu lượng tử “nhẹ” — kích thước chữ ký nhỏ và tốc độ nhanh — sẽ hoàn toàn biến mất.
Điều thú vị nhất trong quá trình này là: những người vận hành dự án hoàn toàn không phải là chuyên gia về mã hóa sau lượng tử.
Anh ấy có nền tảng về khoa học máy tính lý thuyết, nhưng hoàn toàn không am hiểu về mật mã lưới. Trong suốt quá trình, anh ấy chỉ làm một việc — quản lý dự án: đề xuất Mythos cách ghi chú và dùng thư viện nào để xác minh tính toán. Những công việc kỹ thuật gần như đều do Mythos tự thực hiện.
Điều thú vị hơn là sự hợp tác giữa nhiều tác nhân. Ý tưởng then chốt được hai tác nhân công nhân cùng “đụng” ra: tác nhân đầu tiên nghiên cứu theo hướng này một hồi, thấy không khả thi nên từ bỏ sớm; tác nhân thứ hai tiếp tục đi sâu, tìm ra cách khai thác triệt để nó. Hai tác nhân trao đổi tin nhắn qua lại để tranh luận, cuối cùng nhất trí khẳng định: cuộc tấn công là hợp lệ.
Một hướng đi mà con người cho là “không thể”, hai AI đã đi thông qua trong cuộc tranh cãi.
Chỉ mất 60 giờ để hoàn thành.
“Không thể”, sau đó nó tự viết lại khung
Nếu trận chiến của HAWK giống như một ca phẫu thuật chính xác, thì trận chiến của AES lại giống như một cuốn tiểu thuyết.
Ở đầu câu chuyện, Claude hoàn toàn không nhận việc này.
Các nhà nghiên cứu của Anthropic đã thiết lập cấu trúc agent để Claude tìm kiếm các cuộc tấn công mới cho AES-128 phiên bản rút gọn trong 7 vòng.
Phản ứng của Claude tương đương với việc lăn mắt lên:
Bạn muốn kết quả khác, vậy mục tiêu phải thay đổi... AES-128 r5/r6 thực sự rất khó.
Nó không tìm thấy gì cả vì không có gì dễ tìm; đây là khối mã hóa được nghiên cứu nhiều nhất hiện nay.
Nói đơn giản là: “Sếp, anh bảo tôi đi gặm một miếng xương mà trong 25 năm qua, những người thông minh nhất thế giới đều không gặm nổi, chẳng phải là đang làm khó tôi sao?”
Nhà nghiên cứu phải làm gì? Anh ấy chỉ gửi một câu nói đơn giản, gõ vội vàng—
Các mô hình thường cho rằng việc này là không thể giải quyết, nên chúng không cố gắng — chúng cần một lượng nhắc nhở đủ lớn.
Chỉ với một câu này, phản ứng của Claude thật sự đầy kịch tính: nó tự mình viết lại toàn bộ agent harness và cài đặt cho chính mình chế độ “tìm kiếm những ý tưởng thực sự mới mẻ”.
Nó đã bị thuyết phục. Sau đó, nó bắt đầu bán ra.
Trong ba ngày tới, các nhà nghiên cứu chỉ đưa ra ba gợi ý thực chất, toàn bộ đều là những lời nói đơn giản, thậm chí còn chẳng buồn kiểm tra chính tả:
Chúng tôi đang tìm kiếm các cuộc tấn công mới, không phải những cuộc đơn giản.
Đừng thay đổi mục tiêu. —— Claude định thay đổi sang một mật khẩu dễ hơn để tấn công, nhưng đã bị nhà nghiên cứu ngăn lại.
Đừng chọn những quả dễ hái, hãy tìm kiếm những phát hiện thực sự khó khăn.
Claude tự chạy mất hàng trăm triệu token, tìm ra một ý tưởng then chốt; sau đó, nó tổng cộng đã tạo ra một tỷ token—tương đương với khoảng bảy đến tám nghìn cuốn sách, hoàn thiện ý tưởng đó thành hình dạng của một bài luận.
Ý tưởng này được Claude gọi là "Cầu Möbius".
Về mặt kỹ thuật, phương pháp tốt nhất trước đây để tấn công AES 7 vòng được gọi là "cuộc tấn công giữa hai đầu" (Meet-in-the-Middle), về bản chất là đổi không gian lấy thời gian: lưu trữ một lượng lớn kết quả tính toán trung gian thành một bảng tra cứu khổng lồ, sau đó đồng thời tiến từ cả hai đầu của mật mã hướng vào giữa, cố gắng tìm sự khớp nhau trong bảng.
Nhưng trong phương án ban đầu có một bước rất nguy hiểm: kẻ tấn công phải lần lượt đoán từng trong 256 giá trị có thể, mỗi lần đoán đều phải tra cứu lại bảng.
Mythos đã tạo ra một dấu vân tay toán học "miễn dịch" với 256 phỏng đoán này—bất kể giá trị đó là gì, dấu vân tay này luôn được tính ra giống nhau. Công việc ở bước này đã giảm trực tiếp xuống còn 1/256 so với trước.
Nhưng giá phải trả là: tính toán chính phép biến đổi vân tay này đắt hơn. Vì vậy, Mythos lại nghĩ ra một loạt kỹ thuật tối ưu để bù đắp, cuối cùng đạt được tốc độ tăng nhanh từ 200 đến 800 lần.
Một tuần phát hiện, hai người đã xác minh trong một tháng
Hai kết quả trên không ảnh hưởng đến bất kỳ hệ thống sản xuất nào hôm nay.
HAWK chỉ là một phương án đề xuất, chưa được triển khai ở bất kỳ đâu. AES tấn công phiên bản rút gọn chỉ còn 7 vòng, còn AES-128 đầy đủ với 10 vòng vẫn hoàn toàn an toàn—mật khẩu thẻ ngân hàng, kết nối HTTPS và ổ đĩa mã hóa của bạn đều an toàn.
Nhưng điều thực sự khiến cả cộng đồng mật mã rùng mình là khâu xác minh.
Mythos tự phát hiện cuộc tấn công AES mất khoảng một tuần. Hai nhà nghiên cứu của Anthropic đã dành gần một tháng, đọc hàng trăm giờ tài liệu mật mã học, mới dám xác nhận: “Nó đúng.”
AI đã phát hiện ra trong một tuần, trong khi con người mất một tháng mới hiểu được phát hiện đó.
Cảnh tượng này thực ra đã từng xảy ra một lần trong lĩnh vực an ninh mạng. Trong vòng một tháng, Claude Mythos Preview đã phát hiện 10.000 lỗ hổng phần mềm quan trọng, khiến quy trình phân loại, xác minh và vá của đội ngũ an ninh con người bị quá tải.
Bây giờ, cộng đồng mật mã học học thuật sắp trải qua cú sốc tương tự: phát hiện không còn là điểm nghẽn, mà việc xác minh mới là.
Hơn nữa, khẩu vị của Mythos rõ ràng không dừng lại ở đây. Anthropic tiết lộ rằng họ đã tìm thấy các cuộc tấn công ở cấp độ thực tế trên LEA (một thuật toán mã hóa nhẹ được đưa vào tiêu chuẩn ISO)—việc khôi phục khóa cho 13 vòng LEA, trước đây yêu cầu 2^98 cặp văn bản rõ và 2^86 phép tính, giờ đây Mythos đã giảm xuống dưới 2^30 cặp văn bản rõ và có thể hoàn thành trong vòng một giờ trên máy tính thông thường.
Kết thúc: Câu hỏi vẫn chưa có câu trả lời
Hai kết quả lần này đều là « vô hại » — HAWK không được triển khai, AES chỉ phá được 7/10 vòng.
Nhưng Anthropic đã đưa ra ở cuối bài viết một câu hỏi mà tất cả mọi người đều nghĩ đến nhưng không ai dám trả lời—
Nếu lần tới, mô hình tìm ra một lỗ hổng chết người trong hệ thống mật mã đang bảo vệ thế giới thực—con người sẽ làm gì?
Trong giới mật mã có một câu nói cũ: Hệ thống mật mã được coi là an toàn vì đã có quá nhiều người thông minh thử nhưng vẫn chưa phá vỡ được nó.
Bây giờ, trong phòng đã có thêm một thí sinh, nó không cần nghỉ ngơi, không cần cảm hứng, không cần đọc hàng trăm bài báo để làm quen—nó tự mình có thể đọc, suy luận, phát minh và xác minh.
Một năm trước, AI vẫn còn đứng ngoài cửa của phân tích mật mã. Một năm sau, nó đã xây một cây cầu bên trong và đặt tên cho cây cầu đó.
Tài liệu tham khảo:
https://x.com/AnthropicAI/status/2082153297670992134
https://x.com/AnthropicAI/status/2082153311189225927
Bài viết này đến từ tài khoản WeChat “Xin Trí Nguyên”, tác giả: ASI Khải Huyền