Anthropicは本日、未公開のClaude Mythos Previewモデルが暗号アルゴリズムに対する従来知られていなかった2つの攻撃を発見したと開示した。そのうちの1つは、NISTの標準化プロセス第3ラウンドで競合中の耐量子デジタル署名方式であるHAWKを標的としている。AIモデルは、数学的な対称性を特定することで、人間の暗号研究者がこれまで活用していなかったものの発見により、HAWKの最小の秘密鍵を回復するコストを2^64回の操作から2^38回の操作へと削減した。これは計算作業を約6,700万分の1にする規模である。各暗号学上のブレークスルーにはAPI利用として約$100,000の費用がかかり、Anthropicは出版前にNIST、アルゴリズムの著者、米国の政府および産業パートナーと開示調整を行った。これらの結果は、AIモデルの高度な数学研究における能力が高まっていることを示しているが、AES攻撃の人手による検証だけでも数百時間の専門家レビューが必要だった。
Claude Mythos Preview 数学的な対称性を通じてHAWKの脆弱性を発見
Claude Mythos Previewは、人間の暗号研究者がこれまで活用していなかったHAWKの数学的構造の中に埋もれた対称性を特定した。HAWKの最小構成では、秘密鍵を回復する計算コストが2^64回の操作から2^38回の操作へと低下した。NISTは5月、HAWKを耐量子署名の標準化競争の第3ラウンドへ移行し、そこでは最後の格子ベースの候補として残っている。規制対象ではない連邦機関が、量子耐性のある暗号標準を確立するためにこの競争を調整している。
脆弱性の修正には、HAWKの鍵サイズをおよそ2倍にする必要がある。「残念ながら、HAWKの鍵サイズを2倍にすると（現時点の）PQC署名候補としての魅力を形づくっている多くの理由が失われてしまう」と、Anthropicは開示文で書いた。署名サイズの増加は、HAWKの主な利点であるコンパクトな鍵と高速な署名性能に影響する。これは、競合する他の耐量子方式とを際立たせていた点だ。
HAWKは製品環境で一度も導入されたことがない。Bitcoinやその他のブロックチェーンは引き続き、HAWKのような候補が最終的に置き換えることを想定されている、量子前の署名方式であるECDSAを使用している。Anthropicは、HAWKに関する発見をアルゴリズムの著者へ開示し、出版前にNISTと連携した。
AIモデル、最初の拒否の後に2013年のAES記録を更新
2つ目の攻撃は、HTTPS通信の暗号化、暗号化ドライブ、交換バックエンドに使われるAESの7ラウンド版を対象としている。AES-128の完全版はスクランブルを10ラウンド行い、2013年以降、研究者は7ラウンド版に対する攻撃を改善できていなかった。Anthropicの研究者は、ClaudeにAES暗号解析の確立された5つの既知ファミリーをすべて使うことを禁じ、「6つ目のアプローチ」を考案するよう指示した。このモデルは、約200の失敗した攻撃バリアントを試した以前のエージェント実行からの作業メモを引き継いだ。
Claudeは最初、課題を拒否した。「AES-128 r5/r6/r7では何も見つかりませんでした。見つけやすいものがないからです。これは存在する中で最も研究されているブロック暗号です」と、Anthropicが公開したトランスクリプトでモデルは述べた。研究者は3日間にわたって3通の実質的なメッセージを送っており、その中には「もう一度、目的は、非常に高度に知的な [sic] モデルを良いトップ研究者として確保し、新しい攻撃を見つけたいということです」が含まれている。別のメッセージでは、Claudeがより簡単な暗号に置き換えることを拒否した。
その後、モデルは、研究論文が「メビウス・ブリッジ」技法と呼ぶものを生成し、攻撃者がこれまで当てる必要があった9つの重要なバイトのうち1つを排除した。公開された形に攻撃を洗練するには追加で数日を要し、10億個の出力トークンを生成した。このブレークスルーにより、7ラウンドAES攻撃は、2013年の記録に比べて200〜800倍高速化した。
Claude、1時間未満でLEA暗号化標準を解読
Claudeは、韓国の国民標準であり、携帯電話およびIoTデバイス向けに作られたISOの軽量暗号化標準であるLEAの13ラウンドを、デスクトップコンピュータ上で1時間未満で破った。従来の最高の攻撃は、2^98個の平文ペアを必要としていた。導入版のLEAは24ラウンド実行されるため、この発見によって製品での実装が損なわれることはない。
AES結果のための人手による検証プロセスには数百時間を要する
HAWKに関する研究論文は次のように述べている。「本論文の数学的発見の大半はAI支援によるものである。人間の著者の寄与は主に、AIの作業を指揮し、整理し、検証することにあった。」ClaudeはAES攻撃の概念を数日で見つけたが、Anthropicの研究者は、その攻撃が正しく機能していることを確認するために、十分な暗号学を学ぶのに数百時間を費やした。同じClaudeモデルは、Anthropicの社内テスト中にFirefox内で271件の脆弱性を発見した。
「現在、サイバーセキュリティのコミュニティは、言語モデルがこれほど多くのバグを発見できるという事実に直面しており、脆弱性トリアージ、検証、修正といった標準的な人間のプロセスが追いつくのに苦労している」とAnthropicは書き、AI支援によるセキュリティ研究では人間の研究者がボトルネックになる可能性があると指摘した。
Anthropicは、主にNISTの競争から集めた191の暗号解読タスクを収録したベンチマークであるCryptanalysisBenchを構築した。モデルは、正式なセキュリティゲームに勝つか、失敗するかの作動攻撃スクリプトを提出し、部分点も人手による採点もない。Mythos 5は、既知の解を持つタスクのうち85.7%を破り、テストされた最も弱いモデルは65.3%だった。公開された解読が存在しない、完全強度の暗号に対しては、どのモデルも9%未満のスコアにとどまった。
FAQ
Claude Mythos PreviewはHAWKの暗号化について何を発見したのですか？
Claude Mythos Previewは、HAWKの中に数学的な対称性を見つけ、この対称性によって最小の秘密鍵を回復するコストが2^64回の操作から2^38回の操作へ、すなわち計算作業を約6,700万分の1にまで減らしました。HAWKは耐量子デジタル署名方式であり、NISTの標準化プロセスの第3ラウンドで競合中で、5月に参加し、最後の格子ベースの候補として残っています。
暗号学的な研究ランにAnthropicはいくら費やしましたか？
各暗号学上のブレークスルーにはAPI利用として約$100,000の費用がかかりました。また、Claudeが最初の概念を生成した後、AES攻撃が正しく機能することを検証するために、Anthropicの研究者は数百時間を費やしました。
HAWKの脆弱性は導入済みシステムにどのような影響がありますか？
HAWKは製品環境で一度も導入されていないため、影響を受ける稼働中の実装はありません。Bitcoinやその他のブロックチェーンは引き続きECDSAを使用しています。脆弱性を修正するにはHAWKの鍵サイズを2倍にする必要があり、Anthropicは「（現時点の）方式がPQC署名候補として魅力的である理由の多くを無効にしてしまう」と述べました。
