Un modelo de inteligencia artificial desarrollado por Anthropic necesitó menos de 30 minutos para resolver uno de los misterios más antiguos de la criptografía: rastrear cinco valores de semilla no explicados detrás de las curvas elípticas del gobierno de EE.UU. hasta un generador de números aleatorios ordinario alimentado con marcas de tiempo de 1997 y 1998.

Los números habían sido entregados al gobierno de EE.UU. por la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) a fines de los años noventa y durante mucho tiempo se sospechó que ocultaban una puerta trasera. El hallazgo hace considerablemente menos probable una puerta trasera oculta de la NSA y no requiere ninguna acción por parte de los usuarios de las curvas de NIST, aunque persisten preguntas sobre cómo se seleccionaron algunos elementos.

Bitcoin nunca estuvo expuesto. La red funciona con secp256k1, una curva más simple con poco espacio para ocultar una debilidad, aunque computadoras cuánticas lo suficientemente potentes podrían eventualmente representar una amenaza aparte.

Al modelo le tomó alrededor de media hora producir la respuesta que los criptógrafos habían perseguido durante 25 años.

Un candado con un diseño sin explicación

Gran parte de internet depende de la criptografía de curvas elípticas, la familia de matemáticas que también protege las billeteras de bitcoin. Permite a alguien demostrar que posee una clave secreta sin revelar los detalles de la clave misma. Las mismas matemáticas protegen las conexiones cifradas que los navegadores negocian al cargar un sitio web.

Imagine la curva como un diseño de candado que cualquiera puede inspeccionar. Cada usuario tiene su propia clave secreta, pero todos dependen de que el diseño sea difícil de quebrar.

La pregunta pendiente era quién eligió las matemáticas en las que se pediría al mundo confiar.

En 2000, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. (NIST) adoptó un conjunto de curvas suministradas por la NSA, según consta en el archivo de historia criptográfica de NIST. La ag proporcionó los diseños sin explicar de dónde provenían algunos de los números utilizados para generarlos. Ese secretismo se volvió más difícil de descartar después de que las revelaciones de Snowden vincularan a la NSA con esfuerzos por debilitar los estándares criptográficos, y NIST posteriormente eliminó de sus recomendaciones la herramienta asociada, el generador de números aleatorios Dual EC.

Los números iniciales, conocidos como semillas, eran públicos. Pero la NSA nunca explicó cómo los eligió, alimentando años de sospechas de que había probado muchas alternativas hasta encontrar una curva con una debilidad que solo ella sabía explotar. La versión más paranoica de la teoría sostenía que la NSA tenía una puerta trasera en cada sistema que usaba los estándares.

Los criptógrafos Neal Koblitz y Alfred Menezes examinaron la controversia en su artículo de 2015, “A Riddle Wrapped in an Enigma.” Menezes había ayudado a redactar el estándar original y recordaba haber recibido las semillas del matemático de la NSA Jerry Solinas en 1997.

El investigador de seguridad Steve Weis pasó años buscando una explicación, documentando sus esfuerzos y presentando solicitudes de registros públicos en 2018. NIST dijo que no tenía documentación, y la NSA dejó de responder. Una pista prometedora sugería que los números provenían de una frase humorística que Solinas había olvidado, lo que llevó a los investigadores a rastrear posibles combinaciones de palabras.

En 2023, el ingeniero criptográfico Filippo Valsorda y otros contribuyentes ofrecieron una recompensa de $12,288 por una respuesta, que aumentaría a más de $36,000 si el ganador la donaba a una obra benéfica. Solinas había fallecido a principios de ese año, dejando a los investigadores a trabajar con viejos recuerdos y con los números mismos, sin resultado.

Claude empieza a excavar

Entonces Claude entró en escena. Este mes, un empleado de Anthropic pidió a un modelo de investigación interno que investigara, sin compartir la vieja teoría de que las semillas provenían de una frase olvidada.

En menos de media hora, el modelo rastreó las cinco semillas de las curvas de NIST hasta lrand48, un generador de números aleatorios de las antiguas bibliotecas de software en C que nunca fue diseñado para uso criptográfico. Claude reprodujo la secuencia detrás de P-256, una curva de uso amplio, y encontró una coincidencia exacta de su semilla publicada en el candidato número 1,842.

"Esto es asombroso: resuelve el misterio de 25 años", escribió el modelo en su razonamiento registrado, tras cuestionar brevemente si estaba trabajando dentro de una prueba simulada. "Hmm, ¿es plausible en la realidad? Según mi conocimiento … la recompensa seguía sin resolverse. … Todos los bits superiores en cero—20 bits, probabilidad 1e-6. Así que efectivamente es del mundo real."

"Wow, es un descubrimiento real."

Cualquiera puede ahora volver a ejecutar el programa y regenerar los números que la NSA suministró. Anthropic señala que eso hace mucho menos probable una debilidad oculta, aunque el equipo aún no puede explicar por qué el programa pasó por alto algunos candidatos utilizables, ni cómo se eligieron otras partes de las curvas.

Esa previsibilidad es lo que permitió a Claude reconstruir los números, y dentro de una billetera sería un desastre. Una clave secreta generada con lrand48 podría recreada por cualquiera que calculara aproximadamente cuándo fue creada, entregándole todo lo necesario para drenar los fondos. Las semillas de la NSA, sin embargo, fueron públicas desde el primer día, por lo que nunca hubo un secreto que robar.

Dónde encaja bitcoin

Bitcoin nunca formó parte de este juego de adivinanzas. Sus billeteras funcionan con secp256k1, una curva construida a partir de una ecuación más simple. La versión de bitcoin está definida por dos números pequeños y fijos que no dejan casi nada que ajustar, mientras que P-256 lleva un número de 77 dígitos surgido de la semilla sin explicación de la NSA. Con tan pocos diales que girar, hay poco espacio para que alguien haya incorporado silenciosamente una debilidad en la curva de bitcoin, una propiedad que los criptógrafos han citado durante mucho tiempo a su favor. Ese instinto — parámetros cuyos orígenes cualquiera puede verificar, lo que los criptógrafos llaman números nothing-up-my-sleeve — ha moldeado desde entonces cómo se redactan los estándares criptográficos más nuevos.

El creador Satoshi Nakamoto nunca explicó públicamente por qué la eligió, y la curva se usaba raramente antes de que bitcoin la hiciera famosa. Ethereum la adoptó más tarde también, y bitcoin la mantuvo cuando su actualización Taproot de 2021 introdujo un estilo más nuevo de firma.

Una computadora cuántica potente traería un peligro diferente, como exploró CoinDesk a principios de este año: semejante máquina podría trabajar hacia atrás desde una clave pública visible en la blockchain de bitcoin hasta la clave secreta que hay detrás, independientemente de cómo se haya elegido la curva. Los avances en hardware siguen reduciendo la brecha entre esa teoría y un ataque funcional. Google dijo esta semana que su chip Willow redujo los errores unas 40 veces en uno de los pasos más costosos que necesitaría semejante máquina, un desarrollo que, según reportó CoinDesk, deja al bitcoin de la era de Satoshi enfrentando una amenaza cuántica mayor.

Aun así, nadie ha construido todavía una computadora cuántica ni cerca de lo suficientemente grande o confiable para quebrar una clave de bitcoin, y no hay un cronograma claro de cuándo podría llegar una. La pregunta de la migración ya avanza sin ella: NIST publicó en 2024 sus primeros estándares de cifrado y firma poscuánticos, el paso inicial hacia el eventual reemplazo de las curvas actuales.

Anthropic dijo en su blog que las personas que usan las curvas de NIST no necesitan cambiar nada. Después de décadas de preguntas sobre el origen de las semillas, cualquiera puede ahora ejecutar el programa y retracear su camino hasta los números publicados.

La búsqueda también tuvo un premio. Su recompensa de $36,864 irá al Internet Security Research Group, la organización sin fines de lucro detrás de Let's Encrypt, que entrega certificados de seguridad gratuitos a los sitios web.