کلاد معمای ۲۵ ساله رمزنگاری را حل کرد؛ ماجرا چه بود؟

کلاد معمای ۲۵ ساله رمزنگاری را حل کرد؛ راز اعداد قدیمی چه بود؟

گاهی یک کشف بزرگ از جایی شروع می‌شود که کمتر کسی انتظارش را دارد: چند عدد که سال‌ها در اسناد فنی وجود داشته‌اند، اما کسی دقیقاً نمی‌دانسته از کجا آمده‌اند.

شرکت آنتروپیک، سازنده هوش مصنوعی کلاد(Claude)، در گزارشی اعلام کرده که این مدل در کمتر از ۳۰ دقیقه توانسته منشأ اعداد اولیه پنج منحنی رمزنگاری را پیدا کند؛ اعدادی که از حدود ۲۵ سال پیش درباره نحوه تولید آن‌ها سؤال وجود داشت.

ماجرا فقط پیدا کردن چند عدد نیست. این اعداد در استانداردهای رمزنگاری استفاده شده‌اند؛ استانداردهایی که برای ساخت امضای دیجیتال و محافظت از اطلاعات اهمیت دارند. چون روش انتخاب آن‌ها در ابتدا به‌طور شفاف توضیح داده نشده بود، بعضی پژوهشگران احتمال می‌دادند که شاید پشت این فرایند نکته‌ای پنهان وجود داشته باشد.

کلاد توانست با بررسی الگوهای عددی و بازسازی روش تولید آن‌ها، بخش مهمی از این معمای قدیمی را حل کند.

اما این اعداد چه بودند؟ چرا منشأ آن‌ها اهمیت داشت؟ و آیا این کشف به معنای وجود ضعف در امنیت اینترنت است؟

برای فهمیدن ماجرا، باید از یک سازمان استانداردگذاری به نام NIST شروع کنیم.

NIST چیست و چرا در این ماجرا اهمیت دارد؟

NIST مخفف «مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا» است؛ سازمانی دولتی که در حوزه‌هایی مانند اندازه‌گیری، فناوری و امنیت اطلاعات فعالیت می‌کند و استانداردها و راهنماهای فنی منتشر می‌کند.

شاید اسم این سازمان برای کاربران عادی آشنا نباشد، اما استانداردهای آن در بسیاری از فناوری‌های مرتبط با امنیت دیجیتال نقش دارند. برای مثال، NIST استانداردهایی برای امضای دیجیتال و روش‌های رمزنگاری منتشر کرده است که متخصصان و شرکت‌ها می‌توانند از آن‌ها برای طراحی سیستم‌های امن استفاده کنند.

استاندارد بودن یک روش اهمیت زیادی دارد. وقتی شرکت‌های مختلف از روش‌های مشخص و شناخته‌شده استفاده می‌کنند، محصولات آن‌ها راحت‌تر می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و متخصصان امنیت نیز می‌توانند روش‌های مورد استفاده را بررسی کنند.

یکی از فناوری‌هایی که در استانداردهای NIST معرفی شده، رمزنگاری مبتنی بر منحنی بیضوی است. برخی از پارامترهای این منحنی‌ها سال‌ها پیش معرفی شدند و همین پارامترها موضوع کشف اخیر کلاد هستند.

برای آشنایی بیشتر با این موضوع، می‌توانید صفحه رسمی NIST درباره رمزنگاری منحنی بیضوی را بخوانید:

آشنایی با رمزنگاری منحنی بیضوی در وب‌سایت NIST

رمزنگاری منحنی بیضوی چیست؟ به زبان ساده

وقتی وارد حساب بانکی خود می‌شوید، یک خرید اینترنتی انجام می‌دهید یا نرم‌افزاری باید مطمئن شود اطلاعات از منبع معتبری آمده‌اند، فناوری‌های امنیتی مختلفی در پس‌زمینه فعالیت می‌کنند.

یکی از این فناوری‌ها، رمزنگاری منحنی بیضوی است که با نام ECC شناخته می‌شود.

این روش از ریاضیات برای ساخت سازوکارهای امنیتی استفاده می‌کند. یکی از کاربردهای مهم آن، ایجاد و بررسی امضای دیجیتال است.

برای مثال، فرض کنید یک نرم‌افزار به‌روزرسانی جدیدی دریافت کرده است. نرم‌افزار باید بتواند بررسی کند که فایل واقعاً توسط سازنده معتبر امضا شده و در مسیر انتقال دست‌کاری نشده است. امضای دیجیتال یکی از ابزارهایی است که می‌تواند به انجام این بررسی کمک کند.

در این روش، مجموعه‌ای از پارامترهای ریاضی باید از قبل مشخص باشند. این پارامترها تعیین می‌کنند محاسبات چگونه انجام شوند و سیستم بر چه ساختاری تکیه کند.

در میان منحنی‌های استانداردشده، نام‌هایی مانند P-256 و P-384 دیده می‌شود. این نام‌ها شاید برای کاربر عادی معنای خاصی نداشته باشند، اما برای متخصصان رمزنگاری، مشخصات ریاضی منحنی‌هایی را نشان می‌دهند که در طراحی سیستم‌های امنیتی استفاده می‌شوند.

حالا سؤال اصلی این است: اگر این منحنی‌ها برای امنیت دیجیتال اهمیت دارند، اعداد اولیه آن‌ها چگونه انتخاب شده‌اند؟

معمای ۲۵ ساله از کجا شروع شد؟

در سال ۲۰۰۰، مجموعه‌ای از منحنی‌های رمزنگاری در استاندارد امضای دیجیتال NIST معرفی شدند. پارامترهای مربوط به این منحنی‌ها پیش‌تر از سوی آژانس امنیت ملی آمریکا، یعنی NSA، ارائه شده بود.

مشکل این بود که توضیح روشنی درباره منشأ بعضی از اعداد اولیه آن‌ها وجود نداشت.

یکی از این مقادیر، «بذر» یا Seed نام دارد. در اینجا بذر به معنای یک عدد اولیه است که در فرایند محاسبات ریاضی استفاده می‌شود؛ نه یک رمز عبور یا کلید خصوصی کاربر.

پژوهشگران می‌خواستند بدانند این اعداد دقیقاً چگونه تولید شده‌اند. آیا از یک روش معمول و قابل‌بازتولید به دست آمده بودند؟ آیا انتخاب آن‌ها بر اساس یک فرایند مشخص انجام شده بود؟ یا ممکن بود در این فرایند، انتخاب‌هایی صورت گرفته باشد که به ایجاد یک ضعف امنیتی پنهان منجر شود؟

این پرسش‌ها به‌تنهایی ثابت نمی‌کردند که منحنی‌ها ناامن هستند. مسئله اصلی، نبود توضیح شفاف درباره منشأ پارامترها بود.

سال‌ها تلاش برای پیدا کردن پاسخ ادامه داشت. حتی فرضیه‌ای مطرح شده بود که شاید اعداد از هش یک عبارت خاص تولید شده باشند، اما این جست‌وجوها به نتیجه قطعی نرسیدند.

تا اینکه کلاد مسیر متفاوتی را دنبال کرد.

کلاد چگونه راز این اعداد را پیدا کرد؟

طبق گزارش آنتروپیک، کلاد در اکتبر ۲۰۲۶ توانست منشأ بذرهای پنج منحنی رمزنگاری را شناسایی کند.

این مدل به‌جای اینکه فقط به دنبال یک عبارت مخفی بگردد، بررسی کرد که برنامه‌ای که در دهه ۱۹۹۰ این اعداد را تولید کرده، ممکن است چگونه کار کرده باشد.

مرحله اول: پیدا کردن یک الگوی غیرعادی

کلاد کدی نوشت که اعداد منتشرشده را بررسی می‌کرد. هدف این بود که مشخص شود آیا میان بخش‌های مختلف این اعداد، الگویی وجود دارد که به یک الگوریتم قدیمی اشاره کند.

در بررسی‌ها، الگویی در بعضی از بیت‌های اعداد دیده شد که با رفتار یک مولد اعداد شبه‌تصادفی قدیمی سازگار بود.

این سرنخ، مسیر تحقیق را تغییر داد.

مرحله دوم: شناسایی نرم‌افزار قدیمی

کلاد به مولد اعداد شبه‌تصادفی lrand48 رسید؛ ابزاری که در کتابخانه‌های زبان برنامه‌نویسی C وجود داشت.

شاید بپرسید مولد اعداد شبه‌تصادفی چیست؟

کامپیوترها برای بسیاری از محاسبات به اعدادی نیاز دارند که تصادفی به نظر برسند. بعضی برنامه‌ها این اعداد را با استفاده از فرمول‌های ریاضی تولید می‌کنند. خروجی آن‌ها شبیه اعداد تصادفی است، اما از قواعد مشخصی پیروی می‌کند.

اگر الگوریتم و مقدار اولیه چنین مولدی مشخص باشد، می‌توان خروجی‌های آن را دوباره تولید کرد.

این ویژگی همان سرنخی بود که کلاد برای ادامه بررسی به آن نیاز داشت.

مرحله سوم: بازسازی فرایند تولید اعداد

کلاد توانست وضعیت داخلی مولد را از روی الگوهای موجود در اعداد منتشرشده بازسازی کند. سپس خروجی‌های آن را دوباره تولید کرد و با مقادیر استاندارد مقایسه کرد.

نتیجه نشان داد که بذرهای مورد بررسی از خروجی همین مولد قدیمی به دست آمده‌اند و مقدار اولیه آن با یک زمان ثبت‌شده بر اساس ساعت یونیکس ارتباط داشته است.

زمان‌های بازسازی‌شده برای این منحنی‌ها به سال‌های ۱۹۹۷ و ۱۹۹۸ مربوط بودند.

به بیان ساده، کلاد توانست از روی اعدادی که سال‌ها در اسناد استاندارد وجود داشتند، روش تولید آن‌ها را دوباره بسازد.

این همان بخش اصلی معما بود: اعدادی که منشأ آن‌ها مشخص نبود، با یک فرایند نرم‌افزاری شناخته‌شده و قابل‌بازتولید توضیح داده شدند.

کلاد دقیقاً کدام منحنی‌ها را بررسی کرد؟

طبق گزارش آنتروپیک، منشأ بذرهای پنج منحنی زیر شناسایی شد:

• P-192

• P-224

• P-256

• P-384

• P-521

برای نمونه، در فرایند مرتبط با منحنی P-256، بذر منتشرشده با نامزد شماره ۱۸۴۲ از فرایند تولید مطابقت داشت.

این تطبیق اهمیت زیادی داشت؛ چون کلاد فقط یک توضیح احتمالی ارائه نکرد. روش بازسازی‌شده توانست همان عددی را تولید کند که در استاندارد ثبت شده بود.

البته باید توجه داشت که این کشف همه جزئیات تاریخچه منحنی‌ها را روشن نکرده است. هنوز درباره منشأ برخی نقاط پایه و دلیل کنار گذاشتن تعدادی از نامزدهای دیگر سؤال‌هایی وجود دارد.

آیا این کشف یعنی رمزنگاری شکسته شده است؟

خیر. این مهم‌ترین نکته‌ای است که باید درباره خبر بدانیم.

کلاد رمز عبور کاربران را پیدا نکرده، به حساب بانکی کسی دسترسی نگرفته و کلیدهای خصوصی سیستم‌های رمزنگاری را استخراج نکرده است.

موضوع تحقیق، پیدا کردن روش تولید برخی اعداد اولیه‌ای بود که در تعریف منحنی‌های رمزنگاری استفاده شده‌اند. این موضوع با شکستن سازوکار امنیتی آن منحنی‌ها تفاوت دارد.

برای درک تفاوت، می‌توان یک مثال ساده در نظر گرفت: اگر مشخص شود یک قطعه از یک دستگاه چگونه ساخته شده است، این اطلاعات به‌تنهایی به معنای توانایی باز کردن قفل دستگاه نیست. برای این کار باید ضعف مشخصی در سازوکار امنیتی آن وجود داشته باشد.

در این مورد نیز شناسایی منشأ پارامترها به‌خودی‌خود نشان نمی‌دهد که می‌توان امضاهای دیجیتال را جعل کرد یا اطلاعات محافظت‌شده را به دست آورد.

آنتروپیک اعلام کرده است که این یافته‌ها احتمال وجود یک ضعف عمدی و پنهان در فرایند انتخاب پارامترها را کمتر می‌کنند. بااین‌حال، این نتیجه را نباید به معنای اثبات قطعی تمام جزئیات تاریخی دانست؛ زیرا بعضی پرسش‌ها همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند.

بنابراین، این خبر به‌تنهایی دلیلی برای تغییر سیستم‌های امنیتی موجود نیست.

آیا معمای رمزنگاری کاملاً حل شده است؟

نه، هنوز همه بخش‌های ماجرا روشن نشده‌اند.

هر منحنی رمزنگاری علاوه بر پارامترهای اصلی، یک نقطه پایه نیز دارد که در محاسبات مربوط به کلیدهای عمومی نقش ایفا می‌کند.

آنتروپیک گزارش داده است که کلاد منشأ نقاط پایه شش منحنی مرتبط را نیز شناسایی کرده است؛ اما روش تولید نقاط پایه چهار منحنی P-224، P-256، P-384 و P-521 هنوز مشخص نیست.

همچنین در برخی از فرایندهای تولید، نامزدهای دیگری وجود داشته‌اند که می‌توانستند منحنی‌هایی با ویژگی‌های ریاضی مناسب ایجاد کنند، اما در استاندارد نهایی انتخاب نشده‌اند. دلیل دقیق این انتخاب‌ها هنوز روشن نیست.

یک بذر مربوط به منحنی B-163 نیز با روش‌های بررسی‌شده توضیح داده نشده است.

پس کشف کلاد بخش مهمی از معما را حل کرده، اما به معنای پاسخ‌دادن به تمام پرسش‌های مربوط به تاریخچه این منحنی‌ها نیست.

جایزه ۳۶٬۸۶۴ دلاری این کشف به کجا می‌رود؟

برای شناسایی منشأ این اعداد، جایزه‌ای به ارزش ۳۶٬۸۶۴ دلار در نظر گرفته شده بود.

آنتروپیک اعلام کرده است که این مبلغ به سازمان غیرانتفاعی Internet Security Research Group یا ISRG اهدا می‌شود. این سازمان از پروژه‌های امنیت اینترنت، از جمله سرویس گواهی دیجیتال Let's Encrypt، پشتیبانی می‌کند.

این موضوع نشان می‌دهد که شفافیت در فرایندهای رمزنگاری فقط یک بحث دانشگاهی نیست. وقتی روش تولید پارامترهای یک استاندارد روشن باشد، متخصصان می‌توانند آن را مستقل بررسی کنند و درباره امنیت آن با اطمینان بیشتری قضاوت کنند.

چرا این اتفاق برای آینده هوش مصنوعی مهم است؟

بخش جالب این خبر فقط پیدا شدن منشأ اعداد نیست؛ بلکه روشی است که کلاد برای رسیدن به پاسخ استفاده کرد.

این مدل توانست یک مسئله قدیمی را بررسی کند، فرضیه‌های مختلف بسازد، کد بنویسد، الگوهای عددی را تحلیل کند و نتیجه محاسبات را با داده‌های واقعی مقایسه کند.

این نوع استفاده از هوش مصنوعی با تولید یک متن یا پاسخ معمولی تفاوت دارد. در اینجا، مدل به حل یک مسئله فنی کمک کرده که برای بررسی آن به دانش ریاضی، برنامه‌نویسی و آزمودن فرضیه‌های مختلف نیاز بوده است.

البته این دستاورد به معنای بی‌نیازی از متخصصان انسانی نیست. نتیجه چنین پژوهش‌هایی باید قابل‌بازتولید و بررسی مستقل باشد. ارزش کار کلاد نیز در این مورد، ارائه روشی بود که می‌توان آن را دوباره اجرا کرد و نتیجه را سنجید.

شاید مهم‌ترین پیام این اتفاق همین باشد: هوش مصنوعی می‌تواند به پژوهشگران کمک کند مسئله‌هایی را بررسی کنند که سال‌ها حل‌نشده باقی مانده‌اند؛ به‌خصوص زمانی که بتواند داده‌ها را تحلیل کند، ابزار بسازد و فرضیه‌هایش را با محاسبات واقعی بیازماید.

جمع‌بندی

بیش از ۲۵ سال بود که منشأ اعداد اولیه برخی منحنی‌های رمزنگاری استاندارد NIST به‌طور دقیق مشخص نبود. این ابهام باعث شده بود بعضی پژوهشگران درباره احتمال وجود ضعف پنهان در فرایند انتخاب این پارامترها سؤال کنند.

حالا کلاد توانسته نشان دهد که بذرهای پنج منحنی رمزنگاری از خروجی یک مولد اعداد شبه‌تصادفی قدیمی به نام lrand48 تولید شده‌اند؛ مولدی که با زمان یونیکس مقداردهی اولیه می‌شده است.

این کشف به معنای شکسته‌شدن رمزنگاری یا به‌خطر افتادن حساب‌های کاربران نیست. اهمیت اصلی آن، روشن‌شدن بخش مهمی از تاریخچه یک استاندارد امنیتی و کاهش نگرانی‌ها درباره احتمال انتخاب عمدی پارامترهای ضعیف است.

در عین حال، برخی جزئیات هنوز مشخص نیستند و نباید این نتیجه را پاسخ نهایی به تمام پرسش‌های مربوط به منحنی‌های رمزنگاری دانست.

منبع اصلی: گزارش رسمی آنتروپیک درباره منشأ منحنی‌های رمزنگاری ECDSA

https://www.anthropic.com/research/ecdsa-curve-origins

منبع تکمیلی: توضیحات رسمی NIST درباره استانداردهای رمزنگاری منحنی بیضوی

https://csrc.nist.gov/projects/elliptic-curve-cryptography

هوش مصنوعی را فراتر از یک چت‌بات تجربه کنید

هوش مصنوعی می‌تواند در یادگیری، پژوهش، برنامه‌نویسی و تحلیل مسائل پیچیده به شما کمک کند. در جارویس می‌توانید به مدل‌های مختلف هوش مصنوعی دسترسی داشته باشید و آن‌ها را متناسب با نیاز خود به کار بگیرید.

مشاهده پلن‌های جارویس:
https://jarvis.you/pricing