AI 代理在數星期內找到兩個弱點
Google DeepMind 11 月 6 日（美國時間）公布，旗下 AI 代理在人類研究員指導下，找到舊式 1024 位元 RSA 加密系統的兩個重大弱點，顯示這類系統可以用比以往估計少得多的運算量攻破。DeepMind 科學研究副總裁 Pushmeet Kohli 在社交平台指，團隊與密碼分析專家合作，AI 代理「在短短數星期內」取得兩項密碼學進展。
研究由 DeepMind 研究員 Dj Dvijotham 和 Abhradeep Thakurta 帶領，合作者包括美國加州大學聖地牙哥分校及法國國家數位科技研究院（Inria）的 Nadia Heninger，以及 Inria 的 Emmanuel Thomé。
RSA 是一種公開金鑰加密方法，安全性建基於一個數學難題：把兩個大質數相乘很容易，但要由乘積倒推回兩個質數，即「因數分解」，卻極之困難。1024 位元是金鑰的長度，早已被視為過時，現行系統多用 2048 位元或以上。
第一個弱點：數碼簽署的「填充」保護不如預期
數碼簽署用來證明軟件更新、網站或電子文件確實來自聲稱的發出者。不少簽署標準在簽署前會加入預設的額外資料，稱為「填充」（padding），一直被認為可以防止偽造，惟業界從未準確計算過，當攻擊者能影響部分被簽署內容時，填充到底有幾多保護作用。
據 Interesting Engineering 報道，AI 代理發現，攻擊者一旦控制被簽署資料區塊約一半或以上，填充就幾乎不再提供額外保護，偽造簽署的難度與完全沒有填充的系統無異。研究員在隔離的測試環境中，以一條早前學術研究已經破解的 RSA-1024 基準金鑰驗證，AI 寫出的方法重現了結果，所需 CPU 時間少 3.5 倍，運算量更不足直接分解該金鑰的千分之一。
即使攻擊者只控制一小部分內容，例如一個 32 位元組的數碼指紋，AI 代理亦找到一套新演算法。按 DeepMind 的理論估算，對 1024 位元金鑰而言，效率比以往最佳的攻擊方法高約 1,600 倍。
第二個弱點：一次過分解多條金鑰更便宜
第二項發現針對「批量因數分解」，即同時攻擊多條長度相同的 RSA 金鑰。由於 RSA 金鑰多採用標準長度，攻擊者理論上可以把一筆昂貴的前期運算，分攤到大量金鑰上。
發現 | 針對對象 | 效果 |
|---|---|---|
填充保護失效 | 攻擊者控制約一半或以上簽署內容 | 偽造難度等同沒有填充 |
基準金鑰重現 | 已破解的 RSA-1024 基準金鑰 | CPU 時間少 3.5 倍 |
新偽造演算法 | 32 位元組數碼指紋 | 理論上快約 1,600 倍 |
批量因數分解 | 多條 1024 位元金鑰 | 每多一條金鑰平均成本低約 30 倍 |
據 OfficeChai 報道，AI 代理找到的新演算法，在漸近效率上勝過任何已知的批量方法，令每多分解一條 1024 位元金鑰的平均成本，比以往的批量技術低約 30 倍。
網上銀行等現行加密不受影響
DeepMind 強調，研究只涉及已經過時的 1024 位元 RSA，網上銀行、通訊程式、軟件更新以及數碼貨幣所用的現行加密並不受影響。Crypto Briefing 亦指，使用 2048 位元或以上金鑰的 RSA 系統，面對這類攻擊仍然安全。
據 Interesting Engineering 報道，這類密碼學突破以往要花上數年甚至數十年，保安專家因而有時間逐步加強加密標準，AI 代理則把這個時間大幅縮短。Kohli 表示，結果說明隨着 AI 越來越有能力處理高深數學難題，業界需要持續重新評估密碼學的基本假設。
來源
- 1,600x faster: Google DeepMind agents expose weaknesses in older encryption methods（Interesting Engineering）
- Google DeepMind Says It Has Used AI Agents to Break Legacy RSA-1024 Encryption Faster Than Anyone Thought Possible（OfficeChai）
- Google DeepMind's AI agents expose two weaknesses in legacy 1024-bit RSA（Crypto Briefing）
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