يقول Google DeepMind إن عملاء الذكاء الاصطناعي الذين يعملون تحت إشراف بشري قد وجدوا طريقتين لتقليل تكلفة مهاجمة أنظمة التشفير RSA 1024 بت - وهي نتيجة تعيد تشكيل الافتراضات حول التشفير القديم، حتى مع تأكيد الشركة على أن المفاتيح الحديثة 2048 بت أو الأكبر تظل آمنة.
يشير البحث، الذي أجري مع متخصصي التشفير من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وإنريا، إلى أن الهجمات على RSA-1024 القديمة تتطلب عمليات حسابية أقل مما كان مفترضًا سابقًا، وفقًا لتقرير SecurityWeek حول النتائج. وقال بوشميت كوهلي، نائب الرئيس في Google DeepMind وكبير العلماء في Google Cloud: "من الناحية العملية، تؤثر هذه النتائج فقط على أنظمة RSA 1024 بت القديمة، وتظل بروتوكولات التشفير الحديثة، التي تستخدم مفاتيح 2048 بت أو أكبر، آمنة على مستوى العالم تقريبًا". لمزيد من السياق حول هذه القصة، راجع أخبار الذكاء الاصطناعي.
العثور على واحد: الحشو يحمي أقل مما كنا نظن
تتعلق النتيجة الأولى بالتوقيعات الرقمية والحشو، وهي البيانات المحددة مسبقًا التي تضيفها العديد من معايير التوقيع إلى الرسالة للوصول بها إلى حجم كتلة ثابت. من المعروف منذ فترة طويلة أن الحشو يجعل التزوير أكثر صعوبة، لكن قيمته ضد المهاجم الذي يمكنه اختيار ما يتم التوقيع عليه لم تكن واضحة.
قررت شركة DeepMind أن الإجابة تعتمد على مقدار الكتلة الموقعة التي يتحكم بها المهاجم. وأوضح كوهلي: "بمجرد السيطرة على نصف الكتلة تقريبًا أو أكثر، لا تضيف الحشوة أي حماية على الإطلاق". وفقًا للورقة المرفقة، ينطبق هذا على تنسيق PKCS#1 v1.5 الذي تستخدمه واجهة التوقيع PKCS#11 لأجهزة التشفير مثل وحدات أمان الأجهزة - وهي الأجهزة التي تعتمد عليها المؤسسات لإبقاء مفاتيح التوقيع بعيدًا عن متناول اليد.
ولم يتوقف الفريق عند النظرية. في اختبار وضع الحماية، أعاد عملاء DeepMind تنفيذ هجوم تزوير أكاديمي سابق على نفس مفتاح 1024 بت وقلصوا الوقت المطلوب لوحدة المعالجة المركزية بمقدار 3.5 أضعاف: استغرق التزوير الأول 391 سنة أساسية لوحدة المعالجة المركزية، مقابل 1380 سنة في الدراسة الأصلية. ولعل الأمر الأكثر بروزًا هو كيفية إنجاز العمل، حيث قام اثنان من عملاء الذكاء الاصطناعي بتصميم وتشغيل وتصحيح حسابات التزوير في أقل من أربعة أيام، مع ما يقرب من 20 رسالة من الباحث البشري، معظمها موافقات.
حتى في الحالة المحافظة، حيث يتحكم المهاجم في جزء أقل من الكتلة - مثل تجزئة 32 بايت - وجدت شركة DeepMind خوارزمية، وفقًا لتقديراتها النظرية، أفضل بنحو 1600 مرة من أفضل طريقة سابقة ضد مفاتيح 1024 بت.
البحث عن اثنين: التخصيم المجمع يصبح أرخص بمقدار 30 مرة
تتعلق النتيجة الثانية بتحليل العديد من مفاتيح RSA ذات الحجم نفسه. عندما يستهدف مهاجم العديد من المفاتيح في وقت واحد، يمكن تقاسم تكلفة عملية حسابية كبيرة مقدمًا عبر جميع المفاتيح. توصل وكلاء DeepMind إلى خوارزمية تجعل تحليل كل مفتاح إضافي بحجم 1024 بت أرخص بنحو 30 مرة في المتوسط من أفضل الأساليب السابقة.
وتحرص جوجل على مراعاة الحدود هنا: فالتقدير نظري، ولم يتم تنفيذ الطريقة، وتفترض إجراء حساب أولي مكلف مثل تحليل مفتاح واحد إلى عوامله.
لماذا لا يشكل هذا تهديدًا فوريًا؟
التحذيرات مهمة بقدر أهمية الأرقام الرئيسية. هجوم التوقيع لا يستعيد المفتاح الخاص. فهو يتطلب ما يقرب من 4 مليارات استعلام توقيع يتم إجراؤه مسبقًا، ولا يعمل ضد الأجهزة التي تقوم بتجزئة الرسائل داخليًا - مما يستبعد العديد من عمليات النشر الحديثة. يظل التخصيم الكامل لمفتاح واحد بحجم 1024 بت بمثابة مهمة هائلة، حيث تتراوح التقديرات من 500000 إلى مليون سنة أساسية لوحدة المعالجة المركزية.
لذا فإن المخاطر العملية تتركز حيثما تكون عادة في علم التشفير: الأنظمة القديمة التي كان ينبغي أن يتم إيقافها عن العمل. لا يزال RSA-1024 باقياً في وحدات أمان الأجهزة القديمة، والبنية التحتية القديمة لـ PKI، والأنظمة المدمجة التي لم يخصص أحد ميزانية لترحيلها. لا يجعل هذا البحث هذه الأنظمة قابلة للاختراق غدًا، لكنه يضيق الهامش بين "الهجوم غير ممكن" و"الهجوم مكلف ولكنه معقول" بالنسبة للأعداء ذوي الموارد الجيدة.
بالنسبة للمؤسسات التي لا تزال تستخدم RSA 1024 بت في أي مكان في مكدسها، تعزز النتائج حالة تسريع الترحيل إلى 2048 بت أو مفاتيح أكبر - ولمراجعة ما إذا كانت أجهزة التوقيع الخاصة بها تقوم بتجزئة الرسائل داخليًا قبل افتراض عدم تطبيق هجمات تزوير التوقيع.
وكلاء الذكاء الاصطناعي كمختبرين للتشفير
قد تكون الأهمية الأعمق للعمل منهجية. وبدلاً من قضاء فريق بشري سنوات في تحسين تقنيات الهجوم، قام عملاء DeepMind باستكشاف مساحة الهجوم، وتنفيذ الحسابات، وتصحيح الأخطاء بشكل مستقل إلى حد كبير - مع قيام باحث بتوفير التوجيه والموافقات.
وقال كوهلي: "تظهر هذه النتائج مجتمعة أنه في عصر جديد من الرياضيات والحوسبة المدعمة بالذكاء الاصطناعي، لا يمكننا التعامل مع صلابة التشفير كافتراض ثابت". "إن استخدام الذكاء الاصطناعي لاختبار افتراضاتنا السابقة بدقة سيضمن بقاء التشفير الحديث آمنًا."
ويشير هذا الإطار إلى وجود نمط قادم في البحوث الأمنية: تقوم أنظمة الذكاء الاصطناعي باختبار الافتراضات التي تقوم عليها البنية التحتية الحيوية، وإيجاد نقاط الضعف قبل أن يفعلها الخصوم. ويمكن، من حيث المبدأ، الإشارة إلى نفس قدرات العميل التي تقلل من تكلفة مهاجمة الأنظمة القديمة، في تعزيز البدائل. لقد أمضى علماء التشفير عقودًا من الزمن على افتراض أن الجدار سيصمد حتى وصول الحوسبة الكمومية؛ تعتبر نتائج DeepMind بمثابة تذكير بأن الهجمات الكلاسيكية يمكن أن تصبح أرخص أيضًا، وأن أرضية "غير الممكنة" أعلى مما كانت عليه من قبل.
ابق في صدارة الذكاء الاصطناعي
تقوم أنظمة الذكاء الاصطناعي الآن بدراسة أسس الأمن الرقمي نفسه. ابق في صدارة الذكاء الاصطناعي مع AI Buzz Wire - الإنجازات البحثية والتطورات الأمنية والأخبار النموذجية فور حدوثها.
اقرأ المزيد من أخبار الذكاء الاصطناعي →
