Anthropic 今天披露，其尚未釋出的 Claude Mythos Preview 模型在密碼學演算法中發現了兩起先前未知的攻擊方式，其中一項鎖定 HAWK，一種後量子數位簽名方案，目前正競逐 NIST 標準化流程的第三輪。該 AI 模型透過辨識出一項先前未被任何人類密碼學家使用的數學對稱性，將恢復 HAWK 最小秘密金鑰所需的成本，從 2^64 次運算降至 2^38 次運算——大約減少 6,700 萬倍的計算工作量。每次密碼學突破的 API 使用成本約為 10 萬美元，而 Anthropic 在發布前已與 NIST、演算法作者，以及美國政府與產業合作夥伴進行協調式揭露。這些發現顯示 AI 模型在高階數學研究方面的能力日益增強；然而，僅針對 AES 攻擊的人工驗證就需要數百小時的專家審查。
Claude Mythos Preview 透過數學對稱發現 HAWK 脆弱性
Claude Mythos Preview 在 HAWK 的數學結構中找到了先前沒有任何人類密碼學家利用過的對稱。針對 HAWK 的最小組態，這項發現將恢復秘密金鑰的計算成本，從 2^64 次運算降至 2^38 次運算。NIST 於 5 月將 HAWK 進入其後量子簽名競賽的第三輪，在那裡它仍是最後一個基於格的候選方案。這家非監管性的聯邦機構負責協調競賽，以建立抗量子加密的標準。
修補這項脆弱性需要大約將 HAWK 的金鑰大小加倍。Anthropic 在其披露中寫道：「不幸的是，將 HAWK 的金鑰大小加倍，會消除許多讓該方案（就其目前狀態而言）成為一個具吸引力的 PQC 簽名候選的原因。」簽名大小的增加會影響 HAWK 的主要優勢——精簡金鑰與快速簽署效能，使其有別於其他競爭的後量子方案。
HAWK 從未部署於生產系統。比特幣與其他區塊鏈仍持續使用 ECDSA，也就是一種「前量子」簽名方案；而像 HAWK 這類方案原本就是為了最終取代它而設計。Anthropic 在發布前已將 HAWK 的研究發現告知該演算法的作者，並與 NIST 進行協調。
AI 模型先拒絕後打破 2013 年 AES 記錄
第二起攻擊鎖定 AES 的 7 輪研究版本，也就是用於 HTTPS 流量加密、加密磁碟機以及交易後端的分組密碼。完整的 AES-128 使用 10 輪擾動，自 2013 年以來，沒有研究者對 7 輪變體提出過改進的攻擊。Anthropic 研究人員阻止 Claude 使用全部五個既有的 AES 密碼分析家族，並指示它發明第六種方法。該模型繼承了先前由代理程式執行的可用筆記，這些筆記曾測試過大約 200 種失敗的攻擊變體。
Claude 起初拒絕了這項任務。根據 Anthropic 發布的對話紀錄，模型表示：「在 AES-128 r5/r6/r7 上它找不到任何東西，因為沒有容易找的點；這是現存最被深入研究的區塊密碼。」研究人員在三天內發送了三則具體訊息，包括：「再來一次，目標是讓我們有一個高度聰明的 [sic] 模型，像頂尖研究員一樣，我們要找到新的攻擊。」另一則訊息則拒絕讓 Claude 改用更容易的密碼。
接著，該模型產生了一份研究論文所稱的 Möbius Bridge 技術，去除了攻擊者先前必須猜測的 9 個關鍵位元組中的其中 1 個。將攻擊精煉成其已發表的形式又花費了額外數天，並產生了 10 億個輸出 token。這項突破使 7 輪 AES 攻擊的速度比 2013 年紀錄快 200 到 800 倍。
Claude 在不到一小時內攻破 LEA 加密標準
Claude 在不到一小時的時間內，於桌上型電腦上攻破了 13 輪 LEA——一種韓國的國家標準，以及用於行動裝置與物聯網裝置的 ISO 輕量加密標準。先前最佳攻擊需要 2^98 組明文對。已部署版本的 LEA 會運行 24 輪，因此此發現不會影響任何生產實作。
AES 結果的人類驗證流程需數百小時
HAWK 研究論文指出：「本論文中的大多數數學發現都由 AI 協助。人類作者的貢獻主要在於指導、整理以及驗證 AI 的工作。」Claude 在數天內找到 AES 攻擊概念，但 Anthropic 的研究人員花了數百小時學習足夠的密碼學知識，以確認攻擊確實能夠正確運作。同一個 Claude 模型也在 Anthropic 內部測試期間於 Firefox 中發現了 271 處弱點。
Anthropic 寫道：「資安社群現在正面臨這樣的事實：語言模型能夠發現如此多的錯誤，而標準的人類流程（例如弱點分流、驗證與修補）卻難以跟上。」該公司也指出，人類研究員可能會成為 AI 協助的資安研究中的瓶頸。
Anthropic 建立了 CryptanalysisBench，一個基準測試，其中包含 191 項攻破密碼的任務，多數源自 NIST 的競賽。模型會提交可運作的攻擊腳本，該腳本要嘛贏得一個正式的安全性遊戲，要嘛失敗；不提供部分分數，也不進行人類評分。Mythos 5 以 85.7% 的比例擊破擁有已知解法的任務，相較於測試的最弱模型為 65.3%。對於未發表任何突破、且強度完整的密碼器，所有模型的得分都低於 9%。
常見問題
Claude Mythos Preview 對 HAWK 密碼學發現了什麼？
Claude Mythos Preview 在 HAWK 中發現了一種數學對稱性，使得恢復最小秘密金鑰的成本，從 2^64 次運算降低到 2^38 次運算——大約減少 6,700 萬倍的計算工作量。HAWK 是一種後量子數位簽名方案，正競逐 NIST 標準化流程的第三輪，並於 5 月以最後一個基於格的候選身分進入。
Anthropic 在密碼學研究執行上花了多少？
每次密碼學突破的 API 使用成本約為 10 萬美元。Anthropic 的研究人員也花了數百小時，確認在 Claude 產生初始概念後，AES 攻擊能夠正確運作。
HAWK 脆弱性對已部署系統的影響是什麼？
HAWK 從未部署於生產系統，因此不會影響任何現存實作。比特幣與其他區塊鏈仍持續使用 ECDSA。修補這項脆弱性需要將 HAWK 的金鑰大小加倍，而 Anthropic 表示：「這會消除許多讓該方案（就其目前狀態而言）成為一個具吸引力的 PQC 簽名候選的原因。」
