Umělá inteligence Claude od společnosti Anthropic dokázala během necelých 30 minut vyřešit kryptografickou záhadu, která odborníkům nedávala spát více než čtvrt století. Odhalila původ tajemných čísel dodaných americkou Národní bezpečnostní agenturou (NSA), u nichž se dlouhodobě spekulovalo o možné existenci skrytých zadních vrátek. Objev přináší nové poznatky o bezpečnosti internetového šifrování, zatímco Bitcoin zůstává vůči podobnému podezření stranou.
Americká společnost Anthropic oznámila významný průlom v oblasti kryptografie. Její pokročilý model umělé inteligence Claude dokázal rozluštit původ pěti číselných hodnot, které NSA poskytla americkému Národnímu institutu pro standardy a technologie (NIST) na konci 90. let. Tyto hodnoty se následně staly součástí kryptografických standardů využívaných k zabezpečení internetové komunikace.
Po více než 25 let přitom nebylo jasné, jak NSA k těmto číslům dospěla. Právě nedostatek informací vyvolával mezi bezpečnostními odborníky obavy, že agentura mohla záměrně vybrat matematické parametry obsahující skrytou slabinu, kterou by dokázala využít k prolomení šifrování.
Podezření zesílilo zejména po odhaleních Edwarda Snowdena, která poukázala na snahy NSA oslabovat některé kryptografické technologie. Přestože se nikdy nepodařilo prokázat, že by konkrétní eliptické křivky obsahovaly zadní vrátka, neobjasněný původ jejich parametrů zůstával předmětem dlouhodobých diskusí.
Záhada se týkala kryptografie založené na eliptických křivkách, která dnes chrání velkou část internetové komunikace. Tento matematický systém umožňuje bezpečné používání veřejných a soukromých klíčů, aniž by bylo nutné tajný klíč komukoliv sdělovat.
V roce 2000 přijal NIST několik eliptických křivek navržených NSA. Jednou z nejznámějších je P-256, která se dodnes používá v řadě bezpečnostních protokolů. Problém spočíval v tom, že agentura nikdy uspokojivě nevysvětlila původ počátečních hodnot označovaných jako seeds, ze kterých byly některé parametry odvozeny.
Kryptografové se proto snažili zjistit, zda čísla vznikla přirozeným a reprodukovatelným postupem, nebo zda NSA vybírala mezi velkým množstvím možností, dokud nenašla matematickou konstrukci s potenciálně zneužitelnou vlastností.
Výzkumníci Neal Koblitz a Alfred Menezes se problémem zabývali například ve své práci z roku 2015. Bezpečnostní expert Steve Weis se následně pokoušel získat dokumentaci prostřednictvím žádostí o přístup k veřejným informacím, avšak bez úspěchu. V roce 2023 byla dokonce vypsána finanční odměna za nalezení správného vysvětlení.
Zlom nastal až letos v říjnu, kdy zaměstnanec společnosti Anthropic zadal internímu výzkumnému modelu Claude úkol prozkoumat původ záhadných hodnot. Umělá inteligence přitom nedostala informaci o dřívější hypotéze, podle které měla čísla vzniknout z dávno zapomenuté slovní fráze.
Claude během necelé půlhodiny identifikoval překvapivě jednoduché vysvětlení. Všech pět počátečních hodnot dokázal spojit s generátorem pseudonáhodných čísel lrand48, který byl součástí starších softwarových knihoven programovacího jazyka C.
Model zjistil, že generátor pravděpodobně využíval časová razítka z let 1997 a 1998. Následně dokázal rekonstruovat posloupnost čísel vedoucí k hodnotám publikovaným NSA. U známé křivky P-256 nalezl přesnou shodu při 1 842. kandidátovi.
Objev překvapil i samotný model, který podle zveřejněného záznamu svého postupu nejprve zpochybňoval, zda nejde pouze o simulovaný test. Po ověření výsledků však dospěl k závěru, že skutečně vyřešil dlouholetou kryptografickou záhadu.
Důležitým výsledkem je především skutečnost, že původ čísel lze nyní nezávisle reprodukovat. Kdokoliv může spustit odpovídající program a ověřit, že skutečně vede k parametrům zveřejněným NSA.
Podle společnosti Anthropic tento objev výrazně snižuje pravděpodobnost, že byly počáteční hodnoty úmyslně vybrány za účelem vytvoření skryté slabiny. Neznamená to však úplné vysvětlení všech rozhodnutí při konstrukci eliptických křivek. Výzkumníci například stále nevědí, proč byly některé použitelné číselné hodnoty přeskočeny.
Zajímavostí je, že stejný generátor pseudonáhodných čísel by představoval vážný bezpečnostní problém, pokud by byl použit přímo k vytváření soukromých kryptografických klíčů. Jeho výstupy totiž mohou být za určitých podmínek předvídatelné, například při znalosti přibližného času jejich vytvoření.
V případě standardů NSA však šlo o veřejně známé počáteční hodnoty určené ke konstrukci matematických parametrů, nikoliv o tajné klíče uživatelů.
Pro kryptoměnový sektor je podstatné, že se toto odhalení přímo netýká Bitcoinu. Největší kryptoměna totiž používá jinou eliptickou křivku označovanou jako secp256k1, jejíž konstrukce je výrazně jednodušší a nevyžaduje podobné nevysvětlené počáteční hodnoty.
Zatímco standard P-256 obsahuje parametry odvozené z dlouho neobjasněného čísla, bitcoinová křivka vychází z jednoduché matematické rovnice s malým počtem pevně stanovených konstant. To výrazně omezuje prostor pro případné záměrné vložení skryté slabiny.
Satoshi Nakamoto nikdy veřejně nevysvětlil, proč pro Bitcoin zvolil právě secp256k1. Její transparentní matematická konstrukce je však mezi kryptografy dlouhodobě považována za jednu z jejích výhod. Stejnou křivku později začalo využívat také Ethereum.
Vyřešení záhady NSA nicméně nijak neodstraňuje jinou potenciální hrozbu, které Bitcoin čelí. Tou je budoucí rozvoj kvantových počítačů schopných prolomit současnou kryptografii založenou na eliptických křivkách.
Dostatečně výkonný kvantový počítač by teoreticky mohl z veřejného klíče dopočítat odpovídající soukromý klíč. Takový útok by mohl ohrozit bitcoinové prostředky bez ohledu na to, jak transparentně byla příslušná eliptická křivka navržena.
Vývoj kvantového hardwaru přitom pokračuje. Společnost Google tento týden oznámila, že její kvantový čip Willow dokázal přibližně čtyřicetinásobně snížit chybovost při přípravě speciálních kvantových stavů potřebných pro pokročilé výpočty.
Přesto zatím neexistuje kvantový počítač, který by disponoval dostatečným výkonem a spolehlivostí k prolomení kryptografických klíčů Bitcoinu. Odborníci navíc nemají jednotný odhad, kdy by taková technologie mohla být dostupná.
Anthropic zároveň zdůrazňuje, že uživatelé kryptografických standardů NIST nemusí v souvislosti s novým objevem podnikat žádné mimořádné kroky. Výsledky výzkumu naopak přinášejí větší transparentnost do způsobu, jakým byly široce používané kryptografické parametry vytvořeny.
Vyřešení záhady má také charitativní rozměr. Finanční odměna ve výši 36 864 dolarů, která byla za nalezení původu čísel vypsána, poputuje neziskové organizaci Internet Security Research Group. Ta stojí mimo jiné za projektem Let’s Encrypt, poskytujícím bezplatné bezpečnostní certifikáty pro internetové stránky.
Případ tak ukazuje, jak mohou pokročilé modely umělé inteligence pomáhat při řešení komplexních matematických a kryptografických problémů, které dlouhá desetiletí odolávaly lidskému zkoumání.