Anthropic объявила, что её модель Claude Mythos Preview выявила ранее неизвестную математическую уязвимость в HAWK — решёточной постквантовой схеме цифровой подписи, которая уже выдержала два года экспертного анализа. Исследование потребовало примерно 60 часов вычислений и около 100 000 долларов затрат на вычисления. Хотя это открытие не затрагивает Bitcoin, Ethereum или шифрование, которое в настоящее время защищает интернет-инфраструктуру, оно демонстрирует, как ИИ становится значимым инструментом для стресс-тестирования криптографических систем, которые могут обеспечить безопасность цифровой экономики завтрашнего дня.

Этот вывод особенно важен для процесса постквантового анализа, проводимого Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST). NIST уже опубликовал свой первый набор постквантовых стандартов — FIPS 203, 204 и 205, — но продолжает оценивать дополнительных кандидатов в схемы цифровой подписи в рамках дополнительных раундов, направленных на расширение разнообразия криптографического портфеля. HAWK является частью этой текущей работы, цель которой — выявить и устранить уязвимости в алгоритмах-кандидатах до их масштабного внедрения.

Угроза для шифрования будущего, а не настоящего

HAWK — одна из нескольких схем цифровой подписи, которые в настоящее время проходят оценку в рамках процесса стандартизации постквантовой криптографии NIST. Она никогда не применялась в реальных финансовых системах или блокчейн-сетях.

Цифровые подписи — это математические механизмы, которые проверяют подлинность каждый раз, когда кто-то отправляет криптовалюту, входит в онлайн-банкинг или открывает защищённый веб-сайт. Современные алгоритмы подписи остаются эффективными против обычных компьютеров, однако достаточно мощные квантовые компьютеры со временем смогут решать математические задачи, лежащие в основе многих современных методов шифрования, — эта угроза связана конкретно с алгоритмом Шора, который направлен на задачи факторизации и дискретного логарифмирования, лежащие в основе широко используемых схем, таких как RSA и ECDSA. Именно поэтому исследователи годами разрабатывали постквантовые алгоритмы, рассчитанные на противостояние подобным атакам.

Согласно результатам исследования Anthropic, Claude обнаружил более быстрый метод атаки на наименьший параметр сложности HAWK, сократив оценочные вычислительные затраты примерно с 2⁶⁴ операций до 2³⁸. Для контекста: 2⁶⁴ операций находится вблизи границы того, что хорошо обеспеченная организация могла бы осуществить с помощью обычного оборудования за определённое время, тогда как 2³⁸ находится в пределах возможностей скромных вычислительных ресурсов. Это представляет собой значительный прогресс в криптоанализе. Однако алгоритм не был взломан в какой-либо производственной среде, поскольку он никогда не защищал реальных пользователей. Более крупные параметры безопасности также остаются вычислительно недоступными для атаки.

Нет угрозы для Bitcoin или Ethereum

Bitcoin обеспечивает безопасность своих транзакций с помощью алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA), а не HAWK. Ethereum аналогичным образом использует другие криптографические методы. Уязвимость, обнаруженная Anthropic, не влияет на текущую модель безопасности ни одной из этих блокчейн-сетей.

Тем не менее исследование имеет отношение к Bitcoin, поскольку ECDSA входит в число алгоритмов, которые алгоритм Шора со временем сможет скомпрометировать на достаточно мощном квантовом компьютере, и разработчики активно обсуждают, как и когда сети следует перейти на квантово-устойчивую криптографию. Одно из предложений — BIP-360 — рекомендует поддержку нескольких стандартизированных постквантовых алгоритмов подписи вместо опоры на единственную замену. Другое предложение, BIP-361, описывает конкретную структуру для интеграции квантово-устойчивых типов транзакций. Результаты Anthropic подтверждают логику такого диверсифицированного подхода: если один из предложенных алгоритмов впоследствии окажется слабее ожидаемого, у разработчиков по-прежнему будут другие проверенные альтернативы.

Как сообщило The Street, это открытие подтверждает осторожную стратегию Bitcoin, а не выявляет уязвимость в самой сети.

ИИ как криптоаналитический инструмент

Пожалуй, наиболее значимый вывод выходит за рамки Bitcoin или любой отдельной блокчейн-сети.

На протяжении десятилетий новые системы шифрования тестировались почти исключительно командами математиков и исследователей безопасности. Проверки часто занимали годы, поскольку каждую потенциальную уязвимость приходилось исследовать вручную.

По данным Anthropic, Claude Mythos изначально отказался от одной из криптографических задач, сочтя проблему слишком сложной. После дополнительных запросов и нескольких дней вычислений модель сгенерировала более одного миллиарда выходных токенов, прежде чем выявила новый математический метод. Затем исследователи-люди потратили недели на проверку результата перед тем, как раскрыть его команде HAWK и NIST в рамках процесса ответственного раскрытия информации.

Такой рабочий процесс может стать более распространённым. Вместо замены криптоаналитиков ИИ может быстро исследовать математические возможности, в то время как эксперты-люди подтверждают, выдерживают ли эти открытия критическую проверку. Для таких организаций, как NIST, это в конечном итоге может усилить процесс анализа, гарантируя, что будущие криптографические стандарты должны выдерживать не только годы человеческого анализа, но и тестирование с применением ИИ перед выходом в производство.

CoinDesk отметил, что стратегия квантовой миграции Bitcoin уже исходит из предположения, что некоторые алгоритмы-кандидаты могут быть взломаны, что делает криптоанализ с помощью ИИ ценной системой раннего предупреждения.

Отраслевая подготовка к квантовой эре

Bitcoin далеко не единственный, кто готовится к будущему, в котором квантовые компьютеры смогут угрожать современной криптографии. Разработчики по всей блокчейн-отрасли исследуют квантово-устойчивые обновления, а некоторые сети, ориентированные на приватность, уже внедрили функции, предназначенные для облегчения будущей миграции.

Правительства и крупные технологические компании также переходят к постквантовым стандартам. Google ранее объявил о дорожной карте по переводу частей своей инфраструктуры на квантово-безопасную криптографию, что свидетельствует о том, что проблема вышла за рамки академических дискуссий.

Специализированные компании, такие как PostQuantum, также анализируют всё возрастающую роль ИИ в криптографической оценке.

Для Bitcoin последнее исследование поддерживает взвешенный, а не спешный подход. Разработчики неизменно отдавали предпочтение алгоритмам, прошедшим тщательную общественную проверку, перед теми, которые обещают скорость или удобство без доказанной устойчивости.

Что дальше

В ближайшие годы внимание, вероятно, будет сосредоточено на трёх направлениях.

Во-первых, темпы совершенствования ИИ в криптоанализе. Сама Anthropic отметила, что языковые модели прошли путь от трудностей с базовыми криптографическими задачами до выявления уязвимостей, ускользнувших от многолетнего экспертного анализа.

Во-вторых, продолжающаяся оценка NIST постквантовых алгоритмов. Каждый новый утверждённый стандарт, вероятно, столкнётся с всё более сложным тестированием с применением ИИ перед массовым внедрением.

В-третьих, собственная квантовая дорожная карта Bitcoin. Ожидается, что обсуждение таких предложений, как BIP-360 и BIP-361, продолжится, поскольку разработчики оценивают, как и когда сеть должна в конечном итоге перейти на квантово-устойчивые подписи.

Хотя практические квантовые атаки остаются будущей, а не неминуемой угрозой, планирование за несколько лет вперёд широко рассматривается как наиболее благоразумный образ действий.