每隔几个月,就有一条「AI 破解了加密」的新闻刷屏。这一次的主角是 Claude Mythos:7 月 28 日,Anthropic 宣布,这个大模型在密码分析上搞出了新发现。消息传开,「AI 攻破加密」「密码学要完」的标题开始出现在各个信息流里。8 月 1 日,密码学家 JP Aumasson 在自己的博客上写了一篇降温文,标题就叫《大模型攻不破对称加密》。帖子被转到程序员社区 Lobsters,得了 8 票、0 条评论——懂行的人看完觉得,没什么可争的。
图:源文配图,老彼得·勃鲁盖尔《叛逆天使的坠落》(局部)。来源:bfswa.blog
先看看这次新闻里到底发生了什么。Anthropic 的成果有两项。第一项是对 HAWK 的密钥恢复攻击,HAWK 是正在参加美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化竞选的数字签名方案,属于「后量子」路线——为未来量子计算机时代准备的那类算法。攻击把 HAWK 的理论安全水平从 128 比特压到了 108 比特,但除了那个被故意做成玩具参数的版本,攻击都不具备实用性,离「能破解真实系统」还差得远。第二项是对 AES-128 的攻击,更温和:只攻到了第 7 轮,而完整版有 10 轮。AES 是全世界用得最多的加密标准,银行卡、手机、网站都在用。密码学界对此毫不意外——减少轮数,等于把锁的机关拆掉几道再让人去撬。更耐人寻味的是那个「没有」:AI 没有找到任何针对完整版 AES 的攻击。头条新闻里最吓人的部分,恰恰是没发生的那部分。
加密到底在防什么?
加密就是给信息上一把锁,没有钥匙就读不懂。AES 这把锁的钥匙是一串 128 位的数字,可能的组合有 2 的 128 次方种,约等于 3.4 乘以 10 的 38 次方,也就是 340 万亿亿亿。这个数字是什么概念?地球上的沙子约 10 的 19 次方颗,把每颗沙子再变成一个地球、每个地球再数一遍沙子,才勉强够到这个量级。作为对照,宇宙中原子总数约为 10 的 80 次方,能与之比肩的是更强的 AES-256(2 的 256 次方),它也已经在普遍使用。工程判断:当一把锁的钥匙数量多到宇宙都装不下,「暴力破解」这个词就从攻击手段退化成了数学概念。
暴力破解,就是一把一把试钥匙。就算全世界所有计算机联合起来、每秒试一万亿把,试完一半也要 5×10^18 年——宇宙年龄(138 亿年)的 4 亿倍。这个数字意味着:破解 AES-128 的难点是时间本身——时间恒定,AI 改变不了它。
AI 的聪明,在这里为什么没用?
好加密算法的设计目标,是让输出看起来完全随机——密文和原文之间没有可挖的模式,没有「规律」可学。密码学里管这叫「伪随机」:看起来随机,实为精心计算,任何统计检验都找不出破绽。AI 再强,也是靠学习规律工作的;当一样东西被刻意设计成没有规律,再聪明的学生也无从下手。
打个比方:把一台拖拉机拖进流沙,再用水泥浇死。对称加密就是把数据反复替换、移位、混合,重复十轮,每一轮都更难还原。用密码学家 Matthew Green 的话说,这类算法的特点就是「乱且结实」:乱,是刻意为之,因为任何结构、对称、规律都是给攻击者的线索;结实,是因为它们已经被人用各种手段攻击了几十年,该挖的洞早挖完了。写过《严肃密码学》一书的 Aumasson 在原文里说,像 BLAKE3 这样的算法,本质上就是一长串异或、加法、位旋转运算,没有更简单的描述方式——这正是设计者想要的。
图:AES 一轮加密的四道工序:替换、行移位、列混合、加轮密钥,完整版重复 10 轮。来源:Wikipedia
Anthropic 自己也是这么认为的。攻击论文里的措辞是「进一步探索 AI 辅助密码学研究是有趣的」,相当谨慎;他们还做了个叫 CryptanalysisBench 的测试集,给大模型的密码分析能力打分。能对「减轮玩具」动手,和攻破生产环境里的完整算法,中间隔着好几个数量级。
真正该担心的威胁,排序和营销号说的相反
第一,弱密码。123456、生日、手机号,不需要 AI,一本现成的字典就能试出来。AI 在这里的作用,是帮骗子把话术写得更像真人、更快地批量尝试常见密码——但问题的根源是你把钥匙挂在了门上,锁本身没问题。
第二,钓鱼。伪装成银行、客服、快递的链接和短信,骗你自己交出密码。大多数账号被盗都与加密本身无关——密码是被骗走的、被猜中的、被泄露的。AI 让骗局更逼真了,这是真威胁,只是它攻击的是「人」,密码学在整件事里没有出场。
第三,网站泄露数据库。你在一家网站注册用的密码,如果和银行密码一样,网站一泄露,黑客就拿着同一把钥匙到处开门。解决方式用不上更复杂的加密——不同网站用不同密码,或者干脆用密码管理器。
第四,远期威胁:量子计算机。它针对的是 RSA 这类更老、用在连接握手环节的加密方式——RSA 依赖「大数分解很难」这个数学假设,量子计算机的 Shor 算法理论上能把这件事变快。按最新研究估计,破解 RSA-2048 至少需要十万量级的高质量量子比特,今天的机器还差得很远;业界也已经启动了「后量子」迁移,连 HAWK 这种候选方案都是为这个准备的。对 AES 这类对称加密,量子计算机能做的只有「平方加速」,把 128 位密钥的破解难度降到相当于 64 位——仍然是天文数字。工程判断:量子威胁按十年尺度演进,不会明天早上降临。
图:密码学家画的著名漫画:看似复杂的「Tr0ub4dor&3」随机性只有 28 比特,四个普通单词组成的短语反而有 44 比特。来源:xkcd
回到开头那条新闻。Aumasson 在文章最后给了一个反直觉的建议:与其担心 AI 破解加密,不如让 AI 去检查那些新提交的后量子方案里的漏洞——他让大模型审阅过一批学术论文的安全性证明,还真找出了问题。这个思路在笔者看来值得琢磨:AI 的用处,与其说在撞大运式地猜钥匙,不如说在帮人把还没做好的锁修好。至于那把用了二十多年的老锁,光是试遍它的钥匙,就需要宇宙年龄的四亿倍时间。AI 再聪明,也快不过时间。
参考链接:
- bfswa.blog:LLMs won’t break symmetric crypto
- Lobsters 讨论 (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?