Założyciel Cardano, Charles Hoskinson, zakwestionował współzałożyciela Ethereum, Vitalika Buterina, w związku z jego ostrzeżeniem, że postępy w sztucznej inteligencji mogą osłabić kryptografię odporną na komputery kwantowe, argumentując, że istniejące standardy bezpieczeństwa już uwzględniają dziesięciolecia ataków matematycznych.
Podsumowanie
- Założyciel Cardano, Charles Hoskinson, odrzucił ostrzeżenie Vitalika Buterina dotyczące zagrożenia ze strony AI dla systemów kryptograficznych odpornych na komputery kwantowe.
- Vitalik ostrzegł, że sztuczna inteligencja może odkryć matematyczne słabości w obecnie zaufanej kryptografii opartej na kratach.
- Hoskinson bronił ML-KEM i ML-DSA, powołując się na dziesięciolecia badań matematycznych i ustalone testy bezpieczeństwa przeciwko atakom.
- Proponowany plan bezpieczeństwa Ethereum faworyzuje podpisy oparte na haszach, podczas gdy deweloperzy przygotowują się na możliwe przyszłe ataki.
- NIST standaryzował szyfrowanie i podpisy cyfrowe oparte na kratach w 2024 roku po latach oceny bezpieczeństwa.
Hoskinson odpowiedział 9 października na obawy Buterina dotyczące kryptografii opartej na kratach, która jest stosowana w kilku nowoczesnych systemach bezpieczeństwa. Argumentował, że założyciel Ethereum nie zidentyfikował wiarygodnego nowego ataku, który uzasadniałby porzucenie tych metod lub znaczne zwiększenie rozmiarów kluczy kryptograficznych. Nieporozumienie nastąpiło po ostrzeżeniu Buterina, że AI może odkryć matematyczne skróty, których badacze nie odkryli konwencjonalnymi metodami.
Założyciel Cardano kwestionuje ostrzeżenie Vitalika dotyczące bezpieczeństwa AI
Spór rozpoczął się po tym, jak Buterin ostrzegł, że szybkie postępy w matematyce wspomaganej przez AI mogą zakwestionować założenia stojące za systemami kryptograficznymi obecnie uważanymi za bezpieczne.
Wskazał kryptografię opartą na kratach jako szczególny powód do obaw, argumentując, że coraz bardziej zdolne systemy AI mogą odkryć bardziej wydajne sposoby rozwiązywania problemów matematycznych używanych do ochrony informacji cyfrowych.
Jego zdaniem postępy w zautomatyzowanych badaniach matematycznych mogą skompresować dziesięciolecia odkryć w znacznie krótszy okres. Taki postęp może zmusić deweloperów do ponownego rozważenia bezpieczeństwa istniejących algorytmów.
Buterin porównał możliwy rozwój do postępów w faktoryzacji liczb całkowitych, gdzie badacze odkryli metody, które uczyniły pewne obliczenia znacznie łatwiejszymi niż wcześniejsze szacunki sugerowały.
Współzałożyciel Ethereum argumentował, że bezpieczeństwo oparte na kratach może doświadczyć podobnego przełomu, czyniąc niektóre obecne wybory parametrów niewystarczającymi.
Hoskinson odrzucił to porównanie, argumentując, że historia faktoryzacji liczb całkowitych nie dostarcza dowodów na równoważną słabość w systemach kratowych.
„Analogia do faktoryzacji jest błędna” – napisał Hoskinson, wyjaśniając, że ulepszenia w faktoryzacji liczb całkowitych zależały od konkretnych technik matematycznych, które nie zostały wykazane przeciwko problemom kratowym stosowanym we współczesnej kryptografii.
Założyciel Cardano wskazał na badania sięgające wprowadzenia algorytmu redukcji kraty Lenstra–Lenstra–Lovász w 1982 roku. Przytoczył późniejsze ulepszenia w przesiewaniu krat i innych metodach ataku jako przykłady dziesięcioleci testowania.
Według Hoskinsona parametry bezpieczeństwa stosowane przez nowoczesne algorytmy oparte na kratach już uwzględniają znane postępy w tych technikach.
Jego odpowiedź nastąpiła po obawach dotyczących ataków wspomaganych przez AI na portfele kryptowalutowe podniesionych przez badacza Fundacji Ethereum, Justina Drake'a, 7 października.
Drake ostrzegł, że potężne systemy AI mogą ostatecznie odkryć ataki na kryptografię krzywych eliptycznych używaną do autoryzacji transakcji blockchain. Buterin poparł poważne traktowanie tych możliwości, ale odradzał użytkownikom pośpieszne przenoszenie swoich funduszy do nowych portfeli.
Hoskinson broni kryptografii kratowej stosowanej w standardach bezpieczeństwa
Kluczowa część argumentacji Hoskinsona dotyczy ML-KEM i ML-DSA, dwóch systemów kryptograficznych standaryzowanych przez amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST).
ML-KEM pozwala stronom ustalić wspólne sekrety kryptograficzne, podczas gdy ML-DSA zapewnia podpisy cyfrowe używane do uwierzytelniania informacji i weryfikacji autoryzacji.
NIST zatwierdził oba systemy w sierpniu 2024 r. w ramach FIPS 203 i FIPS 204, po latach badań i publicznej oceny. Agencja osobno standaryzowała SLH-DSA, oparty na haszach system podpisów cyfrowych, w ramach FIPS 205.
Hoskinson argumentował, że ML-KEM i ML-DSA zostały wybrane po tym, jak badacze zbadali różne metody atakowania problemów matematycznych opartych na kratach.
Twierdził, że istnienie struktury matematycznej nie czyni automatycznie algorytmu niebezpiecznym, szczególnie gdy parametry bezpieczeństwa są wybierane przy użyciu ustalonych obliczeń kosztu ataku.
Buterin sugerował, że przyszłe postępy w AI mogą uzasadniać znaczne zwiększenie rozmiaru kluczy opartych na kratach, potencjalnie dziesięciokrotnie.
Hoskinson odrzucił tę propozycję, nazywając ją „numerologią”, ponieważ sugerowany wzrost nie był poparty konkretnym algorytmem ani obliczeniem.
Według założyciela Cardano, wybieranie większych kluczy bez identyfikowania odpowiadającego im ataku nie zapewnia niezawodnej metody pomiaru bezpieczeństwa.
Argumentował, że badacze powinni najpierw ustalić koszt obliczeniowy nowego ataku, zanim określą, czy istniejące parametry kryptograficzne wymagają zmian.
NIST obecnie opisuje ML-KEM i ML-DSA jako algorytmy uważane za odporne na ataki wystarczająco potężnych komputerów kwantowych. Standardy nie ustalają, że systemy są odporne na każde możliwe odkrycie matematyczne.
Oparta na haszach strategia bezpieczeństwa Ethereum spotyka się z krytyką
Obawy Buterina są związane z pracami Ethereum nad systemami kryptograficznymi zaprojektowanymi do odpierania przyszłych ataków komputerów kwantowych.
Badania sieci Lean Ethereum coraz bardziej faworyzują podpisy oparte na haszach, w tym konstrukcje oparte na WOTS i SPHINCS, dla aplikacji, w których programiści mogą ich używać.
Buterin argumentował, że podejścia oparte na haszach mogą oferować silniejsze długoterminowe bezpieczeństwo, ponieważ nie opierają się na tych samych założeniach matematycznych co systemy oparte na kratach.
Jednak Hoskinson zakwestionował sugestię, że funkcje haszujące są automatycznie bezpieczniejsze, ponieważ mają mniej podatną na wykorzystanie strukturę.
Wskazał na historyczne słabości MD5 i SHA-1, dwóch algorytmów haszujących, które badacze skutecznie zaatakowali poprzez słabości w ich wewnętrznych projektach.
Hoskinson powiedział, że nawet SHA-256 nie ma matematycznego dowodu potwierdzającego odporność na wszystkie możliwe ataki.
„Jego bezpieczeństwo polega na tym, że nikt go jeszcze nie złamał” – napisał, argumentując, że ten sam standard kontroli powinien mieć zastosowanie we wszystkich rodzinach kryptograficznych.
Zakwestionował wcześniejsze badania Ethereum nad Poseidon i Poseidon2, funkcjami haszującymi zaprojektowanymi do wydajnego użytku w niektórych systemach dowodowych blockchain.
Badacze Ethereum już odeszli od Poseidon w swoim planie warstwy 1, preferując ustalone alternatywy, takie jak SHA-2 i BLAKE2s.
W sierpniu badacz Fundacji Ethereum Justin Drake wyjaśnił, że ulepszenia w systemach dowodowych opartych na polach binarnych uczyniły konwencjonalne hasze bardziej praktycznymi dla przyszłych projektów sieci.
Hoskinson argumentował, że podpisy oparte na haszach pozostają użyteczne tam, gdzie ich ograniczenia są akceptowalne, ale nie mogą zastąpić każdej funkcji pełnionej przez kryptografię klucza publicznego.
Nieporozumienie rozciąga się na systemy szyfrowania używane w bezpiecznych komunikatorach, witrynach internetowych i innych aplikacjach, które muszą ustanowić chronioną komunikację między stronami.
Debata o kryptografii AI sięga bezpieczeństwa portfeli blockchain
Wymiana zdań między dwoma założycielami następuje, gdy programiści blockchain rozważają, jak chronić aktywa cyfrowe przed przyszłymi postępami w AI i obliczeniach kwantowych.
Buterin doradził użytkownikom rozważenie przechowywania kryptowalut na adresach, których klucze publiczne nie zostały ujawnione poprzez transakcje wychodzące, pod warunkiem że mogą to zrobić bezpiecznie.
Podkreślił, że zalecenie to nie uzasadnia pośpiesznych migracji portfeli, które mogą same w sobie stwarzać ryzyko dla bezpieczeństwa.
Założyciel Ethereum poparł plany uczynienia Ethereum odpornym na ataki kwantowe, w tym zmiany w podpisach transakcji, mechanizmach konsensusu i systemach dowodów zerowej wiedzy.
Hoskinson utrzymuje, że badania nad metodami opartymi na kratach powinny być kontynuowane równolegle z pracami nad alternatywami opartymi na haszach.
Debata dotarła do firm rozwijających instytucjonalne systemy powiernicze. W maju BitGo przetestowało odporny na ataki kwantowe podpisywanie portfela przy użyciu technologii ML-DSA opracowanej wspólnie z Silence Laboratories.
Demonstracja sprawdzała, czy podpisy postkwantowe mogą działać w ramach istniejących procedur instytucjonalnych portfeli. Był to kontrolowany test, a nie dowód na złamanie obecnej kryptografii portfeli.
Inne sieci blockchain pracują nad podobnymi zabezpieczeniami. Mapa drogowa bezpieczeństwa postkwantowego Sui obejmuje zarówno opcje podpisów opartych na kratach, jak i opartych na haszach dla przyszłego uwierzytelniania kont.
Odpowiedź Hoskinsona z 9 października nie ogłosiła nowej aktualizacji kryptograficznej Cardano ani harmonogramu wdrożenia. Wezwał do poddania każdego nowo odkrytego ataku testom, analizie kosztów i przeglądowi, zanim deweloperzy zmienią parametry bezpieczeństwa lub porzucą ustalone algorytmy.
