Claude AI desvenda mistério de 25 anos sobre semente criptográfica da NSA

Por décadas, alguns dos criptógrafos mais brilhantes do mundo vinham perseguindo um fantasma. Cinco curvas matemáticas usadas para proteger as comunicações pela internet continham números misteriosos fornecidos pela Agência de Segurança Nacional (NSA), e ninguém conseguia explicar de forma satisfatória de onde esses números vinham. As teorias variavam de piadas esquecidas a vulnerabilidades plantadas deliberadamente. Então, a IA Claude, da Anthropic, tentou resolver o enigma e rastreou os números até um antigo programa de computador e carimbos de data e hora que datavam de quase três décadas atrás.

Um mistério de 25 anos com a NSA no centro

A história começa no final da década de 1990, quando matemáticos estavam desenvolvendo padrões para a criptografia de curvas elípticas, um método de proteção de informações digitais que utiliza matemática sofisticada. Cinco curvas, conhecidas como P-192, P-224, P-256, P-384 e P-521, acabaram se tornando parte dos padrões publicados pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). Sua matemática ajudou a proteger sites, transações financeiras e comunicações governamentais.

Mas eis o ponto crucial. Cada curva havia sido construída utilizando um misterioso número inicial de 160 bits chamado “semente”. Qualquer pessoa podia verificar o procedimento matemático usado para produzir as curvas, mas ninguém sabia como a NSA havia escolhido esses números originais. Essa questão sem resposta alimentou especulações de que a agência poderia ter selecionado deliberadamente as sementes para ocultar uma vulnerabilidade que apenas seus próprios especialistas poderiam explorar.

Os criptógrafos Neal Koblitz e Alfred Menezes examinaram a controvérsia em seu artigo de 2015, “A Riddle Wrapped in an Enigma” (Um enigma envolto em um mistério). Nenhuma porta dos fundos prática foi demonstrada, mas o mistério se recusava a desaparecer.

A frase secreta que aparentemente nunca existiu

Durante anos, a explicação predominante envolvia o matemático da NSA Jerry Solinas, que supostamente forneceu as sementes originais. Solinas e outros se lembravam de que os números haviam sido gerados por meio do hash de frases engraçadas em inglês, possivelmente algo semelhante a “Jerry deserves a raise” (Jerry merece um aumento). O hash converte informações em uma impressão digital matemática de comprimento fixo. Infelizmente, ninguém se lembrava das frases exatas, e o computador original teria sido substituído.

O próprio Solinas tentou reconstruir o processo, sem sucesso. O mistério acabou ganhando um valor em dinheiro. Em outubro de 2023, o criptógrafo Filippo Valsorda ofereceu uma recompensa de US$ 12.288 para quem conseguisse explicar a origem das sementes. Um acordo de contrapartida beneficente elevou o prêmio potencial para US$ 36.864. Por três anos, o dinheiro permaneceu sem dono. Então, Claude entrou em cena.

Claude encontra a resposta escondida à vista de todos

De acordo com a pesquisa da Anthropic publicada em 16 de outubro, um funcionário pediu a um modelo de pesquisa interno do Claude que investigasse as sementes sem mencionar a teoria de longa data da frase secreta. O modelo começou a examinar padrões associados a programas de computador mais antigos. Uma pista se destacou imediatamente. Várias sementes continham grupos de números cujos bits mais altos eram consistentemente zero, um padrão com aproximadamente 1 chance em 5.810 de aparecer aleatoriamente.

Isso apontava para o lrand48, um gerador de números pseudoaleatórios comumente disponível em ambientes de programação da era Unix. Ao contrário de processos genuinamente aleatórios, geradores pseudoaleatórios produzem sequências previsíveis assim que seus valores iniciais são conhecidos. O Claude trabalhou retroativamente com a matemática, recuperou os estados internos do gerador e reproduziu exatamente as sementes publicadas. Então veio a verdadeira surpresa.

Os valores iniciais correspondiam a timestamps do Unix — representações numéricas comuns de datas e horários — de 1997 e 1998. O raciocínio registrado pelo modelo capturou sua própria descrença aparente. “Isso é surpreendente: resolve o mistério de 25 anos.” Tudo isso levou menos de 30 minutos.

Cinco curvas, cinco timestamps e uma correspondência extraordinária

Os valores iniciais recuperados remetiam as cinco curvas de campo primo do NIST a datas específicas entre maio de 1997 e abril de 1998. A P-192 se originou de um timestamp correspondente a 18 de maio de 1997, enquanto a P-521 remetia a 8 de agosto daquele ano. A P-256 veio em 16 de agosto, a P-384 em 30 de agosto e a P-224 em 3 de abril de 1998. A receita aparente era quase comicamente simples. Inicializar um gerador comum de números aleatórios com um carimbo de data e hora, produzir sementes candidatas, testá-las em relação a requisitos matemáticos e continuar a busca até que uma curva aceitável surgisse.

Para o P-256, a semente aceita apareceu na candidata número 1.842. Para o P-224, foram necessárias 7.026 candidatas. As correspondências foram exatas, reproduzindo todos os 160 bits das sementes publicadas, em vez de simplesmente produzir números de aparência semelhante. Valsorda reproduziu os resultados de forma independente usando a linguagem de programação Go, confirmando as descobertas. A Anthropic também divulgou o código-fonte, permitindo que outras pessoas verifiquem o trabalho. Os resultados fornecem fortes evidências matemáticas para o método de geração, embora não determinem com precisão quem operou o software original ou por que certos candidatos foram rejeitados.

O que a descoberta significa para a segurança na Internet

As implicações são tranquilizadoras, embora não constituam uma garantia universal de segurança. Uma preocupação de longa data envolvia a possibilidade de que a NSA possuísse liberdade suficiente na seleção de sementes para escolher deliberadamente curvas matematicamente vulneráveis. O processo recuperado parece ter oferecido muito menos opções do que alguns ataques hipotéticos exigiriam. Os pesquisadores da Anthropic estimaram cerca de 30 bits de liberdade de seleção sob suposições generosas, consideravelmente menos do que os aproximadamente 70 bits contemplados em um cenário proposto de seleção de vulnerabilidades.

Isso torna essa teoria específica de backdoor substancialmente menos plausível. É importante ressaltar que a descoberta não compromete a criptografia de curva elíptica nem estabelece que todas as possíveis vulnerabilidades tenham sido descartadas. Ela também não afeta diretamente o Bitcoin ou o Ethereum, que utilizam uma curva elíptica diferente chamada secp256k1.

Gregory Maxwell joga um balde de água fria no grande momento de Claude

Curiosamente, o desenvolvedor de Bitcoin Gregory Maxwell apresentou uma visão menos entusiasmada, alegando no Hackernews que havia sugerido investigar o mesmo mistério criptográfico em 20 de setembro a um amigo cujos créditos da Anthropic AI estavam prestes a expirar. O agente de IA do amigo passou horas trabalhando no problema sem sucesso, deixando Maxwell pouco impressionado com suas habilidades de raciocínio.

Maxwell, um crítico ferrenho da abordagem da Anthropic em relação à IA, questionou se a empresa havia restringido as capacidades do modelo de seu amigo e ironizou a publicidade em torno da descoberta de Claude. Ele não chegou a reivindicar o crédito nem a contestar as descobertas, sugerindo que a diferença nos resultados poderia simplesmente refletir a forma como a IA foi orientada.

“Não estou dizendo isso para sugerir que a Misanthropic tenha se apropriado do trabalho de outra pessoa mais uma vez — essa é uma questão óbvia que muitas pessoas certamente já levantaram, e o sucesso provavelmente dependia do uso especializado (o que definitivamente não foi aplicado no exemplo do meu amigo)”, escreveu Maxwell. “Mas isso me faz questionar se a empresa degradou, de forma imperceptível, o desempenho do modelo.”

A recompensa foi paga, mas as dúvidas permanecem

A descoberta finalmente encerrou o desafio de três anos de Valsorda. A equipe da Anthropic destinou a recompensa de US$ 36.864 ao Internet Security Research Group, que opera o Let’s Encrypt. Valsorda descreveu a descoberta como algo que “ajuda a preencher uma página da história da criptografia e reforça nossa confiança nessas primitivas criptográficas essenciais”. Algumas pontas soltas permanecem. Os pesquisadores ainda não explicaram totalmente por que alguns candidatos matematicamente aceitáveis foram descartados, e a origem da semente de outra curva, a B-163, continua sem resposta.

Ainda assim, o mistério central parece resolvido. Após décadas de suspeitas, especulações e tentativas fracassadas de reconstruir uma frase secreta supostamente esquecida, a resposta estava dentro de uma rotina comum de computador da década de 1990. Os números misteriosos da NSA não estavam necessariamente escondendo um segredo elaborado. Eles podem simplesmente ter servido para marcar o tempo.