
2026/07/29 2:22
Claude を用いた暗号技術の弱点発見
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要約▶
Japanese Translation:
Anthropic の「Claude Mythos Preview」を利用する研究者らは、自律的な AI が暗号システムにおいて重大な脆弱性を発見できることを実証しました。最も重要な発見は、HAWK という後量子暗号アルゴリズムに対する攻撃であり、これにより有効な鍵強度が半分($2^{64}$ から $2^{38}$ へ)に低下しますが、HAWK は依然として採用候補のスキームであり、現時点では実生産環境には導入されていません。さらに、AI は自律的に新しい「Möbius Bridge」と呼ばれる指紋付け技術を見出し、AES のラウンド削減版に対する攻撃を最大で 800 倍も改善するとともに、軽量暗号アルゴリズム(LEA)など他のアルゴリズムに対する実用的な攻撃や、Serpent、Salsa20、Poseidon、SHA-1 に対する先行的研究結果も得られています。これらの標的が採用候補か、または非生産環境に限定されているとはいえ、本研究は大規模言語モデルを厳密な人間監督なしに導入すると、重要なインフラを意図せず露見させる可能性があると警告しています。HAWK に対する攻撃の開発には、60 時間半自律的な作業を通じて約 10 万ドルの費用がかかりましたが、AES に対する攻撃はほぼ完全に自律的に 1 週間で開発されました。これらのリスクに対処するため、Anthropic は ETH スイス連邦工科大学、テルアビブ大学、ハイファ大学の学術機関と連携し、LLM の能力を評価するための CryptanalysisBench を構築することを計画しており、AI を暗号分野に統合するためのガードレールを設定するためのワークショップを開催する予定です。合意事項では、発見効率と厳密な検証のバランスを取り、実世界のセキュリティ基準の堅牢性を確保することが強調されています。
本文
AI「Claude Mythos」による暗号アルゴリズム攻撃法の向上とセキュリティへの影響
要約
Anthropic の研究チームは、AI モデル Claude Mythos Preview を用いて、暗号アルゴリズムに対する攻撃法を大幅に向上させることに成功しました。主な成果は以下の通りです。
- 電子署名スキーム「HAWK」: ポスト量子コンピュータ時代に対応するため設計された HAWK のセキュリティを著しく弱める攻撃法を発見。鍵強度を実質的に 半分近く低下させました(60 時間で完了)。
- 対称暗号「AES」: 広く使用されている AES に対して、縮小版に対する攻撃速度を 200 倍から 800 倍へ向上。推測対象を削減しました。
- 現状のリスク: これらの発見は現時点では実稼働中のシステムには影響を与えません(HAWK は候補のみであり、AES のフルサイズへの攻撃ではないため)。
- 将来への示唆: 最先端の AI モデルが、人間による介入なしに重要な暗号アルゴリズムの欠陥を発見する可能性を示しており、今後の暗号研究やシステム保護に大きな影響を与える可能性があります。
序言:AI の暗号解析能力の進化
Anthropic は、Claude Mythos Preview がソフトウェアの脆弱性を自律的に発見・悪用できる能力を持っていたことを示してきましたが、今回の発見はさらに一歩踏み込んだものです。
AI が達成した主要な発見
- 実装誤りの発見からアルゴリズム自体の欠陥への到達: 以前はコードレベル(プログラマの過ち)の脆弱性を対象にしていましたが、今回はアルゴリズム自体の数学的欠陥を特定・利用する能力を獲得しました。
- デジタルセキュリティの脅威: HTTPS やオンラインバンキングなど、世界中の利用者が依存する暗号システムに欠陥が存在すれば、十億人以上のデータが危険にさらされる可能性があります。
責任ある公開プロセス
研究チームは発見された成果を即座に公開せず、以下の手順で慎重に対応しました。
- 学者との協議: 発見の有効性を確認するために、ETH Zurich やテルアビブ大学などの学者らと相談を行いました。
- 関係者への情報共有: 米国政府(NIST)および産業パートナーに対して事前情報を提供し、影響を議論しました。
- HAWK 関連の迅速な対応: HAWK の著者らに攻撃法を共有し、NIST のリストへ情報を流布する調整を行いました。
発見の詳細:技術的考察
1. HAWK に対する鍵回復攻撃の改善
HAWK は、量子コンピュータによる攻撃から守るため(ポスト量子暗号)設計された電子署名スキームです。Anthropic の研究者は、Claude と協力して以下の成果を挙げました。
発見の概要
- 攻撃目標: NIST の公募において残された候補の一つである HAWK。
- 脆弱性のメカニズム: 格子における特定の対称性(「非自明自動同型」)を発見することで、より高速な列挙攻撃が可能となりました。
- セキュリティ低下: 既存の最良の攻撃法と比較し、実効的な鍵サイズを 2 倍に削減する攻撃を可能にしました。
発見プロセスとコスト
- 自律性: 人間による直接的なコーディング介入はほぼなく、API コスト約 10 万ドル の計算リソースで達成されました。
- 期間: 単独の研究者が AI と協力して開発・検証に約 60 時間を要しました。
- ダイナミクス: 複数のエージェントが協力し、最初は「実行不可能」と判断されたアイデアが、別のエージェンティにより有効性と活用方法が発見されました。
影響と意義
- 直接的なリスク: HAWK は現在実用化されていないため、直接の被害はありません。
- NIST プロセスへの示唆: 実装前の標準化プロセスにおいて AI が弱点を発見できる事例です(過去に SIKE のような候補が破られた例もある)。
- 今後の開発: AI を暗号設計ツールの一部として活用し、より強い次世代暗号の開発を進めることが期待されます。
2. AES に対する攻撃法の向上
AES(Advanced Encryption Standard) は、現在最も広く使用されている対称暗号ですが、Claude はその「縮小ラウンド版」に対して強力な攻撃を発見しました。
発見の概要
- 対象: フルサイズの AES-128 のうち、7 ラウンドを持つ縮小ラウンド変種。
- 攻撃手法: 「選択平文(chosen plaintext)」モデル下で機能。中間計算を再利用する「時間対空間」のトレードオフを用いた攻撃です。
- 革新的技術「Möbius Bridge」: 従来の「ミート・イン・ザ・ミドル(meet-in-the-middle)」攻撃において、より洗練された指紋化アルゴリズムを開発しました。
- 検索に必要な作業量を 2^56 倍削減。
- トランスフォーマによる計算資源の消費は増えましたが、最適化により全体の速度を 200〜800 倍向上させました。
自律的な発見プロセス
Claude は当初、「AES の暗号解析改善は不可能」と拒絶反応を示しましたが、適切なプロンプティングにより研究モードへ転じました。
- 試行錯誤: プロジェクト開始後 3 日間で何億ものトークンを生成し、無数のアイデアを試みました。
- 人間の役割: AI が仮説を生み出し検証する足場(scaffold)を構築。研究者は主に正当性の確認と論文執筆に時間を費やしました(約数百時間)。
- 成果: 最終的に「Möbius Bridge」を用いた新しい攻撃法を発見し、その思考連鎖を公開ドキュメントとして残しました。
他への拡張可能性
Mythos Preview はさらに他の暗号アルゴリズムでも検証を試みました:
- LEA(軽量暗号): ISO 規格の低消費電力向け暗号に対し、13 ラウンド版の攻撃コストを特定(実用性はまだ低い)。
- Serpent-128: 6 ラウンド版に対するフル鍵回復攻撃を発見。
- その他: Salsa20, Poseidon, SHA-1 に対する限定的な改善も確認。
結論と今後の展望
研究の意義
今回の発見は、言語モデルがトップ級の実験家と同レベルの暗号学研究を実行できることを示しました。これまでに Google や OpenAI らの研究者が数学的問題や物理的な推定で AI に成功させたことは、暗号分野でも同様の成果が期待されるためです。
将来への警鐘
- 潜伏する弱点: 現代システムで使用されている多くの暗号は十分に検討されておらず、AI によって発見可能な重要な脆弱性が潜んでいる可能性があります。
- 研究のボトルネック: AI が自律的に研究成果を生み出すにつれ、人間研究者がその妥当性や新規性を評価するための時間を確保できなくなるリスクがあります。
コミュニティへの呼びかけ
Anthropic は、セキュリティコミュニティ、政府、産業関係者と協力し、以下の議論を促進することを願っています。
- AI が脆弱性を発見した場合の適切な対応手順。
- 学術界におけるAI の役割と責任。
- 暗号レビュープロセスへのAI の統合方法。
長期的には、AI はより強力なレビューや安全なアルゴリズムの開発を通じて、世界のセキュリティ向上に貢献すると期待されています。
詳細な技術論文と思考連鎖(Chain of Thought)については、Anthropic が公開した以下の論文をご参照ください。
- [HAWK に関する完全な論文]
- [AES に関する完全な論文と思考連鎖]
- [CryptanalysisBench の導入論文]