Warum KI symmetrische Verschlüsselung nicht knacken kann

Warum KI symmetrische Verschlüsselung nicht knacken kann

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Quellen:Lobsters + web research

Alle paar Monate macht eine Schlagzeile die Runde, wonach eine „KI die Verschlüsselung geknackt“ habe. Dieses Mal steht Claude Mythos im Mittelpunkt: Am 28. Juli gab Anthropic bekannt, dass dieses große Sprachmodell neue Erkenntnisse in der Kryptanalyse erzielt habe. Kaum verbreitete sich die Nachricht, schon überschwemmten reißerische Titel wie „KI bricht Verschlüsselung“ und „Das Ende der Kryptographie“ die Feeds. Am 1. August veröffentlichte der Kryptograph JP Aumasson auf seinem Blog einen ernüchternden Beitrag mit dem Titel LLMs won’t break symmetric crypto. In der Entwickler-Community Lobsters eingereicht, erhielt der Beitrag 8 Punkte und 0 Kommentare – wer vom Fach ist, sah schlicht keinen Diskussionsbedarf.

Pieter Bruegel der Ältere – Der Sturz der abtrünnigen Engel (Ausschnitt) Abbildung: Bild aus dem Originalartikel, Pieter Bruegel der Ältere „Der Sturz der abtrünnigen Engel“ (Ausschnitt). Quelle: bfswa.blog

Sehen wir uns genauer an, was in der Forschung tatsächlich geschehen ist. Anthropic berichtete von zwei Hauptergebnissen. Das erste war ein Angriff zur Schlüsselwiederherstellung auf HAWK, ein digitales Signaturverfahren, das am Post-Quanten-Standardisierungsprozess des NIST teilnimmt und für das kommende Zeitalter der Quantencomputer entwickelt wurde. Der Angriff reduzierte das theoretische Sicherheitsniveau von HAWK von 128 Bit auf 108 Bit. Abgesehen von einem bewusst für Testzwecke konstruierten Spielzeug-Parametersatz besitzt dieser Angriff jedoch keinerlei praktische Relevanz und ist meilenweit davon entfernt, reale Systeme zu brechen. Das zweite Ergebnis betraf einen milderen Angriff auf AES-128: Er erreichte lediglich Runde 7 von insgesamt 10 Runden. AES ist der weltweit am häufigsten eingesetzte Verschlüsselungsstandard, der Bankkarten, Smartphones und Webverbindungen schützt. Für Kryptographen war dieses Ergebnis keine Überraschung – das Reduzieren von Runden entspricht dem Entfernen einiger interner Schlossmechanismen, bevor man versucht, es zu knacken. Noch aufschlussreicher war das, was nicht gefunden wurde: Die KI entdeckte keinerlei Angriff auf die vollständige AES-Version. Der beängstigendste Teil der Schlagzeile war genau der Teil, der gar nicht stattgefunden hat.

Wovor schützt Verschlüsselung eigentlich?

Verschlüsselung schließt Informationen ab, sodass sie ohne Schlüssel nicht gelesen werden können. Der Schlüssel für AES-128 ist eine 128-Bit-Zahl, was 2^128 mögliche Kombinationen ergibt – etwa 3,4 × 10^38. Um dieses Ausmaß zu veranschaulichen: Die Erde enthält ungefähr 10^19 Sandkörner. Wenn man jedes Sandkorn wieder in eine eigene Erde verwandeln und darauf alle Sandkörner zählen würde, erreichte man diesen Wert gerade eben. Zum Vergleich: Das beobachtbare Universum enthält etwa 10^80 Atome; AES-256 (2^256), das ebenfalls weit verbreitet ist, bewegt sich in einer ähnlichen Dimension. Aus Ingenieurssicht gilt: Wenn die Anzahl der Schlüssel größer ist als alles, was das Universum fassen kann, wird der Begriff „Brute-Force“ von einer Angriffsmethode zu einem rein mathematischen Konzept.

Brute-Force-Knacken bedeutet, einen Schlüssel nach dem anderen auszuprobieren. Selbst wenn alle Computer der Welt zusammengeschaltet würden und eine Billion Schlüssel pro Sekunde testeten, würde das Ausprobieren der Hälfte des Schlüsselraums 5×10^18 Jahre dauern – etwa das 400-Millionenfache des Alters des Universums (13,8 Milliarden Jahre). Diese Zahl verdeutlicht: Das Hindernis beim Knacken von AES-128 ist die Zeit selbst – die Zeit ist eine Naturkonstante, und KI kann die Physik nicht ändern.

Warum die Intelligenz der KI hier nutzlos ist

Das zentrale Entwicklungsziel eines guten Verschlüsselungsalgorithmus ist es, den Geheimtext völlig zufällig erscheinen zu lassen – ohne auffindbare Muster oder Gesetzmäßigkeiten im Vergleich zum Klartext. In der Kryptographie nennt man diese Eigenschaft Pseudozufälligkeit: Ausgaben sehen zufällig aus, sind aber so berechnet, dass kein statistischer Test einen Makel finden kann. Egal wie leistungsfähig eine KI ist, sie funktioniert durch das Erkennen von Mustern. Wenn ein System vorsätzlich so konstruiert ist, dass es keinerlei Muster enthält, hat selbst der klügste Schüler keinen Ansatzpunkt.

Ein Vergleich: Man zieht einen Traktor in Treibsand und gießt Zement darüber. Symmetrische Verschlüsselung ersetzt, verschiebt und mischt Daten wiederholt über zehn Runden, wobei jeder Schritt die Wiederherstellung exponentiell erschwert. Wie der Kryptograph Matthew Green es formulierte, sind solche Algorithmen darauf ausgelegt, „chaotisch und robust“ zu sein: Chaotisch durch Absicht, da jede Struktur, Symmetrie oder Regelmäßigkeit dem Angreifer Anhaltspunkte liefert; robust, weil Experten sie seit Jahrzehnten mit allen bekannten Methoden angreifen und Schwachstellen längst behoben wurden. Wie Aumasson – Autor von Serious Cryptography – in seinem Beitrag erklärt, bestehen Algorithmen wie BLAKE3 im Wesentlichen aus langen Ketten von XOR-, Additions- und Bitrotations-Operationen, für die es keine einfachere Beschreibung gibt – was genau die Absicht der Entwickler war.

AES-Rundenfunktionsdiagramm Abbildung: Die vier Schritte einer AES-Verschlüsselungsrunde: SubBytes, ShiftRows, MixColumns und AddRoundKey. Die Vollversion wiederholt dies über 10 Runden. Quelle: Wikipedia

Auch Anthropic sieht das so. Das Paper bezeichnet die Ergebnisse zurückhaltend als „interessierten Anstoß zur weiteren Erkundung KI-gestützter Kryptanalyse“. Das Team hat zudem einen Benchmark namens CryptanalysisBench entwickelt, um die kryptanalytischen Fähigkeiten von LLMs zu bewerten. Zwischen Angriffen auf vereinfachte Spielzeugmodelle und dem Brechen vollständiger Produktiv-Algorithmen liegen Welten.

Die tatsächlichen Bedrohungen: Genau umgekehrt wie in den Schlagzeilen

Erstens: Schwache Passwörter. Kombinationen wie 123456, Geburtstage oder Telefonnummern benötigen keine KI – Wörterbuchangriffe knacken sie sofort. Die Rolle der KI beschränkt sich hier darauf, Betrügern beim Verfassen überzeugenderer Phishing-Texte zu helfen oder automatisierte Tests gängiger Passwörter zu beschleunigen. Ursache bleibt aber, dass der Schlüssel im Schloss stecken gelassen wurde, nicht ein Defekt des Schlosses.

Zweitens: Phishing. Gefälschte Links und Nachrichten im Namen von Banken, Kundendiensten oder Paketdiensten verleiten Nutzer dazu, Passwörter freiwillig herauszugeben. Die überwiegende Mehrheit geknackter Konten hat nichts mit gebrochener Verschlüsselung zu tun – Passwörter werden ergaunert, erraten oder geleakt. Dass KI Phishing realistischer macht, ist eine echte Bedrohung, trifft aber den Menschen – die Kryptographie spielt dabei keine Rolle.

Drittens: Datenlecks bei Websites. Wer auf einer Website dasselbe Passwort wie beim Online-Banking nutzt, ermöglicht Hackern bei einem Datenleck der Website das Aufschließen weiterer Konten. Die Lösung erfordert keine komplexere Verschlüsselung, sondern unterschiedliche Passwörter pro Dienst oder einen Passwort-Manager.

Viertens: Fernere Bedrohung durch Quantencomputer. Diese richtet sich gegen ältere asymmetrische Verfahren beim Verbindungsaufbau wie RSA. RSA basiert auf der mathematischen Annahme, dass die Faktorisierung großer Zahlen schwer ist – Shors Algorithmus könnte dies auf Quantencomputern theoretisch beschleunigen. Neueste Schätzungen gehen davon aus, dass das Knacken von RSA-2048 mindestens mehrere hunderttausend qualitativ hochwertige Quantenbits erfordert – wovon heutige Maschinen noch weit entfernt sind. Zudem hat die Industrie den Übergang zu Post-Quanten-Verfahren eingeleitet; selbst Kandidaten wie HAWK wurden dafür entwickelt. Bei symmetrischer Verschlüsselung wie AES bringt ein Quantencomputer lediglich eine quadratische Beschleunigung (Grovers Algorithmus), was ein 128-Bit-Niveau effektiv auf 64 Bit reduziert (während AES-256 astronomisch sicher bleibt). Fazit aus Ingenieurssicht: Die Quantenbedrohung entwickelt sich über Jahrzehnte und bricht nicht morgen früh über uns herein.

Comic zur Passwortstärke Abbildung: Berühmter Comic eines Kryptographen: Das scheinbar komplexe „Tr0ub4dor&3“ besitzt nur 28 Bit Entropie, während eine Phrase aus vier gewöhnlichen Wörtern 44 Bit erreicht. Quelle: xkcd

Zurück zur ursprünglichen Nachricht: Aumasson schließt seinen Beitrag mit einer intuitiv überraschenden Empfehlung: Anstatt sich Sorgen zu machen, dass KI Verschlüsselungen bricht, sollte man KI einsetzen, um neu eingereichte Post-Quanten-Entwürfe auf Schwachstellen zu prüfen. Als er ein LLM Sicherheitsnachweise akademischer Arbeiten prüfen ließ, wurden tatsächlich echte Fehler gefunden. Dieser Ansatz ist denkenswert: Der Nutzen von KI liegt nicht darin, auf gut Glück Schlüssel zu erraten, sondern Experten dabei zu helfen, noch nicht ausgereifte Schlösser zu reparieren. Was das seit über 20 Jahren genutzte Schloss betrifft: Allein das Ausprobieren aller Schlüssel würde das 400-Millionenfache des Alters unseres Universums dauern. Egal wie klug KI wird – schneller als die Zeit ist sie nicht.

Referenzlinks:

  • bfswa.blog: LLMs won’t break symmetric crypto
  • Lobsters-Diskussion (s/tstkqk/llms_won_t_break_symmetric_crypto)
  • Wikipedia: Advanced Encryption Standard
  • xkcd: Password Strength
  • Ubiq Security: 128 or 256 bit Encryption: Which Should I Use?