Tác nhân AI của Google DeepMind tìm cách rẻ hơn để tấn công mã hóa RSA-1024 kế thừa

Google DeepMind cho biết các tác nhân AI làm việc dưới sự giám sát của con người đã tìm ra hai cách để giảm chi phí tấn công hệ thống mật mã RSA 1024 bit - kết quả đã định hình lại các giả định về mã hóa truyền thống, ngay cả khi công ty nhấn mạnh rằng các khóa 2048 bit hiện đại và lớn hơn vẫn an toàn.

Theo báo cáo của SecurityWeek về các phát hiện, nghiên cứu được thực hiện với các nhà mật mã học từ UC San Diego và Inria, chỉ ra rằng các cuộc tấn công vào RSA-1024 cũ đòi hỏi ít tính toán hơn so với giả định trước đây. Pushmeet Kohli, Phó chủ tịch Google DeepMind và nhà khoa học trưởng tại Google Cloud cho biết: “Trong thực tế, những kết quả này chỉ ảnh hưởng đến các hệ thống RSA 1024 bit lỗi thời và các giao thức mã hóa hiện đại, hầu như sử dụng phổ biến các khóa 2048 bit hoặc lớn hơn, vẫn an toàn”. For more context on this story, see our ongoing AI news.

Tìm kiếm: Đệm bảo vệ ít hơn chúng ta nghĩ

Phát hiện đầu tiên liên quan đến chữ ký số và phần đệm - dữ liệu cài sẵn mà nhiều tiêu chuẩn chữ ký thêm vào tin nhắn để đưa nó về kích thước khối cố định. Việc đệm từ lâu đã được hiểu là làm cho việc giả mạo trở nên khó khăn hơn, nhưng giá trị của nó đối với kẻ tấn công có thể chọn những gì được ký vẫn chưa rõ ràng.

DeepMind xác định rằng câu trả lời phụ thuộc vào số lượng khối đã ký mà kẻ tấn công kiểm soát. Kohli giải thích: “Một khi họ kiểm soát khoảng một nửa khối trở lên, phần đệm sẽ không tăng thêm sự bảo vệ nào cả”. Theo tài liệu đi kèm, điều này áp dụng cho định dạng PKCS#1 v1.5 được sử dụng bởi giao diện ký PKCS#11 của các thiết bị mật mã như mô-đun bảo mật phần cứng – thiết bị mà các doanh nghiệp dựa vào để giữ các khóa ký ngoài tầm với.

Nhóm nghiên cứu không dừng lại ở lý thuyết. Trong thử nghiệm trong hộp cát, các đặc vụ của DeepMind đã thực hiện lại một cuộc tấn công giả mạo học thuật trước đó trên cùng một khóa 1024-bit và cắt giảm thời gian CPU cần thiết xuống 3,5 lần: lần giả mạo đầu tiên tiêu tốn 391 lõi CPU-năm, so với 1.380 trong nghiên cứu ban đầu. Có lẽ đáng chú ý nhất là cách công việc được thực hiện – hai tác nhân AI đã thiết kế, chạy và gỡ lỗi tính toán giả mạo trong vòng chưa đầy bốn ngày, với khoảng 20 tin nhắn từ nhà nghiên cứu con người, hầu hết đều được phê duyệt.

Ngay cả trong trường hợp thận trọng, khi kẻ tấn công kiểm soát ít khối hơn — chẳng hạn như hàm băm 32 byte — DeepMind đã tìm thấy một thuật toán, theo ước tính lý thuyết của nó, tốt hơn khoảng 1.600 lần so với phương pháp tốt nhất trước đó đối với khóa 1024 bit.

Phát hiện thứ hai: Bao thanh toán hàng loạt rẻ hơn 30 lần

Phát hiện thứ hai liên quan đến việc phân tích nhiều khóa RSA có cùng kích thước. Khi kẻ tấn công nhắm mục tiêu vào nhiều khóa cùng một lúc, chi phí cho một lần tính toán trả trước lớn có thể được chia sẻ cho tất cả các khóa đó. Các đại lý của DeepMind đã đưa ra một thuật toán giúp phân tích từng khóa 1024 bit bổ sung rẻ hơn trung bình khoảng 30 lần so với phương pháp tốt nhất trước đó.

Google rất cẩn thận về các giới hạn ở đây: ước tính chỉ mang tính lý thuyết, phương pháp này chưa được triển khai và nó giả định tính toán ban đầu tốn kém như việc phân tích một khóa duy nhất.

Tại sao đây không phải là mối đe dọa ngay lập tức

Những lời cảnh báo cũng quan trọng như những con số tiêu đề. Cuộc tấn công chữ ký không khôi phục được khóa riêng. Nó yêu cầu khoảng 4 tỷ truy vấn ký được thực hiện trước và không hoạt động đối với các thiết bị băm thông báo nội bộ — điều này loại trừ nhiều hoạt động triển khai hiện đại. Việc phân tích đầy đủ một khóa 1024 bit duy nhất vẫn là một công việc to lớn, với ước tính từ 500.000 đến 1 triệu lõi CPU/năm.

Vì vậy, rủi ro thực tế tập trung ở nơi nó thường xảy ra trong mật mã: các hệ thống cũ đáng lẽ phải ngừng hoạt động. RSA-1024 tồn tại trong các mô-đun bảo mật phần cứng cũ, cơ sở hạ tầng PKI cũ kỹ và các hệ thống nhúng mà không ai có ngân sách để di chuyển. Nghiên cứu này không làm cho những hệ thống đó có thể bị phá vỡ vào ngày mai - nhưng nó thu hẹp ranh giới giữa "tấn công là không khả thi" và "tấn công tốn kém nhưng hợp lý" đối với những kẻ thù có nguồn lực tốt.

Đối với các tổ chức vẫn chạy RSA 1024-bit ở bất kỳ vị trí nào trong ngăn xếp của họ, các phát hiện này củng cố khả năng đẩy nhanh quá trình di chuyển sang khóa 2048-bit hoặc lớn hơn — và để xem xét liệu các thiết bị ký của họ có băm các thông báo nội bộ hay không trước khi cho rằng các cuộc tấn công giả mạo chữ ký không được áp dụng.

Đại lý AI đóng vai trò là người kiểm tra đối thủ của mật mã

Ý nghĩa sâu sắc hơn của tác phẩm có thể là phương pháp luận. Thay vì một nhóm con người dành nhiều năm để tinh chỉnh các kỹ thuật tấn công, các đặc vụ của DeepMind đã khám phá không gian tấn công, thực hiện các phép tính và gỡ lỗi chúng một cách tự động — với một nhà nghiên cứu cung cấp hướng dẫn và phê duyệt.

Kohli nói: “Cùng với nhau, những kết quả này cho thấy rằng trong kỷ nguyên mới của toán học và tính toán hỗ trợ AI, chúng ta không thể coi độ cứng của mật mã là một giả định cố định”. "Việc sử dụng AI để kiểm tra nghiêm ngặt các giả định trước đây của chúng tôi sẽ đảm bảo rằng mã hóa hiện đại luôn được an toàn."

Khung đó gợi ý một mô hình sắp tới trong nghiên cứu bảo mật: Các hệ thống AI đang kiểm tra căng thẳng các giả định củng cố cơ sở hạ tầng quan trọng, tìm ra điểm yếu trước khi đối thủ làm được. Về nguyên tắc, các khả năng tương tự của tác nhân giúp giảm chi phí tấn công các hệ thống cũ có thể nhằm mục đích tăng cường sự thay thế. Các nhà mật mã học đã dành nhiều thập kỷ để giả định bức tường sẽ giữ vững cho đến khi điện toán lượng tử xuất hiện; Kết quả của DeepMind là lời nhắc nhở rằng các cuộc tấn công cổ điển cũng có thể rẻ hơn và mức sàn "không khả thi" cao hơn trước đây.

Đi trước AI

Các hệ thống AI hiện đang thăm dò nền tảng của bảo mật kỹ thuật số. Đi trước AI với AI Buzz Wire — những đột phá trong nghiên cứu, sự phát triển về bảo mật và tin tức mẫu khi chúng diễn ra.

Đọc thêm tin tức về AI →