یک مدل هوش مصنوعی آنتروپیک یکی از طولانی‌ترین معماهای رمزنگاری را حل کرده است و اعدادی را که آژانس امنیت ملی ایالات متحده در اواخر دهه 1990 به دولت آمریکا داده بود و به طور گسترده‌ای به پنهان کردن یک در پشتی (backdoor) مشکوک بودند، به یک برنامه تولید اعداد تصادفی معمولی که با زمان‌بندی سال‌های 1997 و 1998 تغذیه شده بود، ردیابی کرد.
این مدل تنها به حدود نیم ساعت زمان نیاز داشت تا به یک راه حل برسد - راه حلی که رمزنگاران برای پاسخ به آن 25 سال تلاش کرده بودند.
یک قفل با طراحی غیرقابل توضیح
بخش زیادی از اینترنت بر رمزنگاری منحنی بیضوی تکیه دارد، خانواده‌ای از ریاضیات که برای محافظت از کیف پول‌های بیت‌کوین نیز استفاده می‌شود. این فناوری به افراد اجازه می‌دهد تا بدون افشای جزئیات کلید خود، ثابت کنند که کلید مخفی را در اختیار دارند.
منحنی را به عنوان یک طراحی قفل در نظر بگیرید که هر کسی می‌تواند آن را بررسی کند. هر فردی که از آن استفاده می‌کند کلید مخفی خود را دارد، اما همه بر این باورند که طراحی آن باید به سختی قابل شکستن باشد.
اما چه کسی ریاضیات را انتخاب کرد که همه به آن اعتماد کنند؟
در سال 2000، موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) مجموعه‌ای از منحنی‌ها را که توسط آژانس امنیت ملی ارائه شده بود، پذیرفت. NSA آن طرح‌ها را بدون توضیح اینکه برخی از اعداد مورد استفاده برای تولید آنها از کجا آمده‌اند، ارائه کرد.
این رازگویی حتی پس از افشای اسناد توسط ادوارد اسنودن که NSA را به تلاش برای تضعیف استانداردهای رمزنگاری مرتبط می‌کرد، بیشتر شد. NIST بعداً ابزار Dual EC random-number generator را از توصیه‌های خود حذف کرد.
این اعداد اولیه، که به عنوان seed شناخته می‌شوند، عمومی بودند. اما NSA هرگز توضیح نداد که چگونه آنها را انتخاب کرد، و این امر سال‌ها سوء ظن را برانگیخت که آیا یک منحنی با ضعف خاصی را که فقط خود آن می‌داند چگونه از آن بهره‌برداری کند، آزمایش نکرده است یا خیر. تئوری توطئه این بود که NSA یک در پشتی به هر سیستمی که از آن استفاده می‌کند، دارد.
رمزنگاران نیل کوبلیتز و آلفرد منزس در مقاله سال 2015 خود با عنوان «معمایی در میان یک راز» این موضوع را بررسی کردند. منزس به یاد می‌آورد که در سال 1997 seedها را از ریاض‌دان NSA، جری سولیناس دریافت کرده است.
محقق امنیتی استیو وایس سال‌ها را صرف یافتن توضیحی کرد، از جمله ارسال درخواست‌های دسترسی به اطلاعات عمومی در سال 2018. NIST گفت که هیچ مستنداتی ندارد، در حالی که NSA به پاسخ دادن دست کشید. یک سرنخ امیدوارکننده نشان می‌داد که این اعداد از یک عبارت طنزآمیز سولیناس گرفته شده‌اند که او فراموش کرده بود، و محققان را به جستجوی ترکیبات کلمات مختلف فرستاد.
در سال 2023، مهندس رمزنگاری فیلیپو والسوردا و سایر مشارکت‌کنندگان جایزه‌ای به ارزش 12,288 دلار برای یافتن پاسخ تعیین کردند، که در صورت اهدای آن به خیریه به بیش از 36,000 دلار افزایش یافت. سولیناس در اوایل همان سال درگذشته بود و محققان را مجبور کرد تا خاطرات قدیمی و خود اعداد را بررسی کنند، اما به نتیجه‌ای نرسیدند.
کلود به کندوکاو پرداخت
تا اینکه کلود وارد صحنه شد. در این ماه، یک کارمند آنتروپیک از یک مدل تحقیقاتی داخلی خواست تا این موضوع را بررسی کند، بدون اینکه تئوری قدیمی مبنی بر اینکه seedها از یک عبارت فراموش شده آمده‌اند را به اشتراک بگذارد.
مدل کمتر از نیم ساعت طول کشید تا پنج seed منحنی NIST را به lrand48، یک تولیدکننده اعداد تصادفی که در کتابخانه‌های نرم‌افزاری قدیمی C یافت می‌شود، ردیابی کند.
کلود توالی پشت P-256، یک منحنی پرکاربرد را بازسازی کرد و متوجه شد که دقیقاً با seed منتشر شده در 1842مین کاندیدا مطابقت دارد.
«این شگفت‌انگیز است: این معما 25 ساله را حل می‌کند»، مدل در استدلال ثبت شده خود نوشت، پس از اینکه به طور خلاصه در مورد اینکه آیا در یک آزمایش شبیه‌سازی شده کار می‌کند یا خیر، تردید کرد. «هوم، آیا این در واقعیت امکان‌پذیر است؟ تا جایی که من می‌دانم... جایزه حل نشده است... همه بیت‌های بالا واضح هستند - 20 بیت، احتمال 1e-6. بنابراین واقعاً واقعی است.»
«وای، این یک کشف واقعی است.»
اکنون هر کسی می‌تواند برنامه را دوباره اجرا کند و مسیر آن را به اعداد منتشر شده توسط NSA ردیابی کند. آنتروپیک می‌گوید که این امر احتمال وجود یک ضعف پنهان را بسیار کمتر می‌کند، اگرچه تیم هنوز نمی‌تواند توضیح دهد که چرا برنامه برخی از کاندیداهای قابل استفاده را نادیده گرفته است یا چگونه سایر قسمت‌های منحنی‌ها انتخاب شده‌اند.
این قابلیت پیش‌بینی است که به کلود اجازه داد اعداد را بازسازی کند، و اگر در یک کیف پول وجود داشته باشد، فاجعه‌بار خواهد بود. یک کلید مخفی تولید شده با lrand48 می‌تواند توسط هر کسی که تقریباً زمان ساخته شدن آن را بفهمد بازسازی شود و تمام اطلاعات لازم برای تخلیه وجوه را به دست آورد.
seedهای NSA از همان ابتدا عمومی بودند، بنابراین هیچ رازی برای دزدیدن وجود نداشت.
جایگاه بیت‌کوین در این میان
بیت‌کوین هرگز بخشی از این حدس‌ها نبود. کیف پول‌های آن از secp256k1 استفاده می‌کنند، یک منحنی ساخته شده از یک معادله ساده‌تر.
نسخه بیت‌کوین با دو عدد کوچک ثابت تعریف شده است که تقریباً هیچ جایی برای تنظیم باقی نمی‌گذارد، در حالی که نسخه P-256 دارای یک عدد 77 رقمی است که از seed غیرقابل توضیح NSA آمده است.
با این تعداد کم دکمه برای چرخاندن، تقریباً هیچ جایی برای اینکه کسی به آرامی یک ضعف را در منحنی بیت‌کوین ایجاد کند، وجود ندارد، و رمزنگاران مدت زیادی است که به این نکته اشاره کرده‌اند.
سازنده ساتوشی ناکاموتو هرگز به طور علنی توضیح نداد که چرا آن را انتخاب کرد، و این منحنی قبل از اینکه بیت‌کوین آن را مشهور کند، به ندرت استفاده می‌شد. اتریوم بعداً آن را پذیرفت، و بیت‌کوین آن را حفظ کرد، زمانی که ارتقاء Taproot در سال 2021 سبک جدیدی از امضا را معرفی کرد.
یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند خطر دیگری را به همراه خواهد داشت، همانطور که CoinDesk قبلاً بررسی کرده است. این می‌تواند از یک کلید عمومی قابل مشاهده در بلاک‌چین بیت‌کوین به کلید مخفی پشت آن برگردد، صرف نظر از اینکه منحنی چگونه انتخاب شده است.
پیشرفت‌های سخت‌افزاری به طور مداوم شکاف بین آن تئوری و یک حمله کارآمد را کاهش می‌دهند. گوگل این هفته اعلام کرد که تراشه Willow آن خطاها را در یکی از پرهزینه‌ترین مراحل مورد نیاز برای چنین ماشینی تا 40 برابر کاهش داده است.
با این حال، هنوز هیچ کس یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی بزرگ یا قابل اعتماد برای شکستن یک کلید بیت‌کوین ساخته نشده است، و هیچ جدول زمانی روشنی برای زمانی که ممکن است یکی از آنها برسد وجود ندارد.
در همین حال، آنتروپیک در وبلاگ خود گفت که افراد از استفاده از منحنی‌های NIST نیازی به تغییر چیزی ندارند. پس از دهه‌ها سوال در مورد منبع seedها، هر کسی اکنون می‌تواند برنامه را اجرا کند و مسیر آن را به اعداد منتشر شده ردیابی کند.
جایزه نیز به دست آمد. 36,864 دلار آن به گروه تحقیقات اینترنت، سازمان غیرانتفاعی پشت Let’s Encrypt، که گواهینامه‌های امنیتی رایگان را به وب‌سایت‌ها می‌دهد، اهدا می‌شود.
نویسنده: شائوریا مالوا