专家审了两年没发现的加密缺陷,Claude用60小时找到了

一个通过了两轮专家评审、被寄予「抗量子」厚望的加密算法,被 AI 用 60 个小时撕开了口子。

7 月 28 日,Anthropic 发布研究报告称,其研究模型 Claude Mythos Preview 在密码学研究中取得两项突破:一是找到了针对后量子数字签名候选方案 HAWK 的改进攻击,将其有效密钥强度直接砍半;二是发明了一种新技术,把针对减轮版 AES 的攻击速度提升了 200 到 800 倍。

Anthropic 特别强调,这次 AI 发现的是算法本身的数学缺陷,而不是以往常见的代码实现漏洞——这类工作过去往往需要顶尖密码学家花费数年时间。

60小时,攻破两年评审没守住的防线

第一项成果针对的是 HAWK。这是美国国家标准与技术研究院(NIST)后量子密码征集计划的第三轮候选方案之一。由于未来的量子计算机可能攻破现有的 RSA、ECDSA 等签名方案,NIST 于 2022 年发起征集,寻找能抵御量子攻击的替代算法,HAWK 正是其中的热门候选,此前已经受住了两轮、历时两年的人类专家评审。

而 Claude 以半自主方式运行约 60 小时,就改进了针对 HAWK 的已知最佳密钥恢复攻击。它利用了 HAWK 格结构中一个此前未被发现的非平凡自同构——先前理论曾推测这种对称性可能带来更快的攻击,但一直无人能证明它真实存在。

攻击效果相当惊人:以 HAWK-256 为例,破解的预期成本从 2^64 次运算骤降至 2^38 次,有效密钥强度直接减半。虽然把密钥尺寸加倍可以恢复安全性,但这将大幅削弱 HAWK 作为「紧凑型后量子方案」的核心卖点。这一实验消耗的 API 成本约为 10 万美元。

「莫比乌斯桥」:AI 自创的密码分析技术

第二项成果针对 AES——全球使用最广泛的对称加密标准,网络流量、硬盘加密、即时通讯背后都有它的身影。密码学界研究 AES 的惯常做法,是攻击它的「减轮」版本来检验算法的安全冗余。

Claude 在经典的中途相遇攻击基础上,发明了一种名为「莫比乌斯桥」(Möbius Bridge)的指纹识别技术,省去了此前需要遍历 256 个值的一个猜测步骤,使针对 7 轮 AES-128(完整版为 10 轮)的攻击速度比先前最佳方法快 200 至 800 倍。

更值得注意的是发现过程:这项攻击几乎完全由 AI 自主完成。研究人员仅在三天内给出三次实质性提示,模型生成了超过 10 亿个 token 的分析后提出核心创新思路。有趣的是,模型一开始还多次「拒绝尝试」,理由是「AES 已被研究得太透了」——直到研究人员调整了实验框架,它才重写自己的方案并最终找到突破口。

不影响现实系统,但改变了游戏规则

需要明确的是,这两项攻击目前都不会影响任何生产系统:HAWK 只是候选方案,尚未实际部署;针对 AES 的攻击也没有破解完整的 10 轮版本,现有软件无需任何修改。Anthropic 已按照负责任披露流程,于 6 月将结果告知 HAWK 作者,并通过 NIST 邮件列表协调公开。

但研究的延伸信号更值得关注。Anthropic 透露,团队随后在减轮版 LEA、Serpent 等算法上也取得了初步成果,并在 Salsa20、Poseidon 和 SHA-1 上获得小幅改进。该公司还与苏黎世联邦理工学院、特拉维夫大学和海法大学合作推出了 CryptanalysisBench 基准,供学术界评估大模型的密码分析能力。

Anthropic 同时发出警告:AI 产生研究成果的速度,可能很快超过人类专家的验证能力——这次的两项成果,模型各花了几天到一周,而人类研究员的验证工作耗费了数百小时。随着模型能力继续提升,未来不排除发现针对已部署系统的实际攻击,密码学界需要提前建立应对机制。

用 AI 给全世界的加密算法做「压力测试」,在漏洞被坏人找到之前先一步补上——这正是密码学研究的意义所在,只是这一次,跑在最前面的换成了机器。

来源:Anthropic 官方研究博客、FreeBuf