Google DeepMind каже, що агенти штучного інтелекту, які працюють під наглядом людини, знайшли два способи зменшити вартість атаки на 1024-бітні криптосистеми RSA — результат, який змінює припущення щодо застарілого шифрування, хоча компанія підкреслює, що сучасні ключі 2048-біт і більше залишаються безпечними.
Дослідження, проведене за участю криптографів з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та Інрії, показує, що атаки на застарілий RSA-1024 вимагають менше обчислень, ніж передбачалося раніше, згідно зі звітом SecurityWeek про результати. «На практиці ці результати стосуються лише застарілих 1024-бітних систем RSA, а сучасні протоколи шифрування, які майже повсюдно використовують 2048-бітні або більші ключі, залишаються безпечними», — сказав Пушміт Колі, віце-президент Google DeepMind і головний науковий співробітник Google Cloud. For more context on this story, see our ongoing latest AI developments.
Знайти один: підкладка захищає менше, ніж ми думали
Перше відкриття стосується цифрових підписів і заповнення — попередньо встановлених даних, які багато стандартів підпису додають до повідомлення, щоб привести його до фіксованого розміру блоку. Довгий час вважалося, що заповнення ускладнює підробку, але його значення проти зловмисника, який може вибрати, що підписати, було незрозумілим.
DeepMind визначив, що відповідь залежить від того, яку частину підписаного блоку контролює зловмисник. «Якщо вони контролюють приблизно половину блоку або більше, заповнення не додає жодного захисту», — пояснив Колі. Відповідно до супровідного документа, це стосується формату PKCS#1 v1.5, який використовується інтерфейсом підпису PKCS#11 криптографічних пристроїв, таких як апаратні модулі безпеки — пристроїв, на які підприємства покладаються, щоб ключі підпису були недоступні.
На теорії команда не зупинилася. Під час тестування в ізольованому програмному середовищі агенти DeepMind повторно запустили попередню атаку академічної підробки на той самий 1024-бітний ключ і скоротили необхідний процесорний час у 3,5 рази: перша підробка зайняла 391 процесорний рік роботи ядра проти 1380 у початковому дослідженні. Мабуть, найбільш помітним є те, як була виконана робота — два агенти штучного інтелекту розробили, запустили та налагодили обчислення підробки менш ніж за чотири дні, маючи приблизно 20 повідомлень від людини-дослідника, більшість із яких схвалені.
Навіть у консервативному випадку, коли зловмисник контролює меншу частину блоку — наприклад, 32-байтовий хеш — DeepMind знайшов алгоритм, який, за його теоретичними оцінками, приблизно в 1600 разів кращий, ніж попередній найкращий метод проти 1024-бітних ключів.
Знайти два: пакетний факторинг стає в 30 разів дешевшим
Другий висновок стосується факторизації багатьох ключів RSA однакового розміру. Коли зловмисник націлюється на багато ключів одночасно, вартість одного великого попереднього обчислення може бути розподілена між усіма ними. Агенти DeepMind розробили алгоритм, який робить факторизацію кожного додаткового 1024-бітного ключа в середньому приблизно в 30 разів дешевшим, ніж найкращий попередній підхід.
Google уважно ставиться до обмежень: оцінка є теоретичною, метод не застосовано, і передбачає, що початкове обчислення таке ж дороге, як факторування одного ключа.
Чому це не є безпосередньою загрозою
Застереження мають таке ж значення, як і номери заголовків. Сигнатурна атака не відновлює закритий ключ. Для цього потрібно приблизно 4 мільярди запитів на підпис, зроблених заздалегідь, і він не працює з пристроями, які внутрішньо хешують повідомлення, що виключає багато сучасних розгортань. Повний факторінг одного 1024-бітного ключа залишається величезною справою, за оцінками, коливається від 500 000 до 1 мільйона процесорних ядер-років.
Отже, практичний ризик зосереджується там, де він зазвичай відбувається в криптографії: старі системи, які слід було вивести з експлуатації. RSA-1024 зберігається в застарілих апаратних модулях безпеки, застарілій інфраструктурі PKI та вбудованих системах, перехід на які ніхто не планував. Це дослідження не робить ці системи зламаними завтра, але воно звужує межу між «атака неможлива» та «атака дорога, але ймовірна» для супротивників із хорошими ресурсами.
Для організацій, які все ще використовують 1024-бітний RSA будь-де у своєму стеку, результати підтверджують доцільність прискорення переходу на 2048-бітні або більші ключі — і для перегляду того, чи їхні пристрої підпису хешують повідомлення всередині, перш ніж припустити, що атаки з підробкою підписів не застосовуються.
Агенти штучного інтелекту як конкурентні тестувальники криптографії
Більш глибоке значення роботи може бути методологічним. Замість того, щоб людська команда витрачала роки на вдосконалення методів атак, агенти DeepMind досліджували простір атак, реалізовували обчислення та налагоджували їх значною мірою автономно — за допомогою дослідника, який надавав рекомендації та схвалення.
«Разом ці результати показують, що в нову еру математики та обчислень із підтримкою штучного інтелекту ми не можемо розглядати криптографічну стійкість як фіксоване припущення», — сказав Колі. «Використання ШІ для ретельного тестування наших попередніх припущень забезпечить безпеку сучасного шифрування».
Таке обґрунтування вказує на наступну модель у дослідженнях безпеки: системи ШІ перевіряють стрес-тестування припущень, які лежать в основі критичної інфраструктури, знаходячи слабкі місця раніше, ніж зловмисники. Ті самі можливості агента, які зменшують вартість атаки на застарілі системи, в принципі, можна використовувати для посилення заміни. Криптографи витратили десятиліття, припускаючи, що стіна витримає, поки не з’являться квантові обчислення; Результати DeepMind є нагадуванням про те, що класичні атаки також можуть стати дешевшими, і що рівень «нездійсненності» вищий, ніж був раніше.
Будьте попереду ШІ
Системи ШІ зараз досліджують основи цифрової безпеки. Будьте попереду ШІ з AI Buzz Wire — дослідні прориви, розробки в галузі безпеки та модельні новини, які відбуваються.
Читати більше новин AI →
