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Mesmo com as agências federais migrando seus sistemas mais sensíveis para novas formas de criptografia, seguindo uma ordem da Casa Branca em junho, a divulgação, neste mês, pela OpenAI, de novos resultados para problemas matemáticos teóricos gerou preocupação sobre se mesmo a criptografia pós-quântica proposta estará a salvo de modelos de IA cada vez mais sofisticados.
A criptografia é o que mantém os dados online seguros; criptografar uma mensagem significa aplicar equações matemáticas para disfarçar seu conteúdo para um atacante. Mas novas técnicas matemáticas podem permitir que um atacante decifre mensagens criptografadas sem uma chave: o equivalente a um arrombador de cofres usando o clique dos pinos em uma fechadura para encontrar a combinação correta. Se os algoritmos de criptografia existentes falharem, enormes áreas da internet ficarão vulneráveis a ataques.
Os planos para criptografia pós-quântica podem precisar incorporar defesas multicamadas mais robustas — e avançar mais rapidamente do que a Casa Branca previa — para proteger dados que ainda não foram coletados.
A criptografia funciona hoje porque, na prática, existem maneiras de facilitar muito para alguém com a chave aplicar alguns cálculos e revelar a mensagem original, mas não de encontrar a chave ou resolver as equações por força bruta em um tempo razoável. No entanto, as técnicas de criptografia atualmente em uso generalizado não foram comprovadas teoricamente como seguras; elas são confiáveis porque ninguém conseguiu quebrá-las até agora. Portanto, se uma nova fórmula matemática for descoberta que torne a quebra de esquemas de criptografia muito mais fácil, os fundamentos da segurança da internet estarão em risco.
Os sistemas de IA têm produzido descobertas matemáticas a uma velocidade sem precedentes. Em maio, um modelo da OpenAI refutou a conjectura da distância unitária de Erdős, um problema bem conhecido em um subcampo da matemática chamado geometria discreta. E em setembro, a empresa anunciou que sua IA tinha uma solução para as equações de Navier-Stokes. Essas equações compõem um dos sete Problemas do Milênio, alguns dos problemas não resolvidos mais importantes da matemática.
Resolveu 400 problemas, qualquer um dos quais, se um humano o tivesse resolvido, poderia ter sido o ponto alto de sua carreira, poderia ter sido o argumento para sua titularidade”, disse Scott Aaronson, autor de “Quantum Computing Since Democritus” e chefe do Departamento de Ciência da Computação da UT Austin, em entrevista.
Omer Reingold, cientista da computação e co-vencedor do Prêmio Gödel em 2009, escreveu antes do último lançamento que "O mundo da matemática, incluindo a ciência da computação teórica, está em turbulência. Mesmo os Problemas do Milênio... já não estão além do alcance dos mestres em direito".
Os artigos da OpenAI mostraram novos resultados "em praticamente todas as áreas da matemática, com a notável exceção de que não houve nada em criptografia. E isso não pode ser um acidente", disse Aaronson.
Justin Drake, pesquisador de segurança da Ethereum Foundation, escreveu que acredita ter havido "intervencionismo nos bastidores".
Testemunhei em primeira mão o governo dos EUA censurando resultados acadêmicos de criptoanálise quântica. Intervencionismo nos bastidores é meu argumento principal”, disse ele.
Independentemente de a OpenAI ter ocultado ou não os resultados de criptografia desta publicação específica, a enxurrada de novos resultados gerou receios de que os sistemas de IA possam encontrar vulnerabilidades nos algoritmos de criptografia existentes. O setor de criptomoedas, que depende da criptografia para proteger suas moedas digitais, está particularmente alarmado.
Como parte do funcionamento das criptomoedas, muitas contas expõem algumas informações pessoais ao enviar dinheiro. No X, anteriormente conhecido como Twitter, Drake escreveu: "Hoje, convoco a indústria blockchain a começar a planejar calmamente o 'modo bunker". "Minha recomendação pessoal é iniciar uma migração em massa e controlada de ativos para novos endereços."
Um "endereço novo" é aquele que nunca foi usado para enviar dinheiro para outra conta, limitando as maneiras pelas quais futuros invasores poderiam violar sua segurança.
Outros especialistas em cibersegurança são céticos quanto ao impacto da IA em questões concretas de segurança. "Os criptógrafos são incrivelmente conservadores... investimos muito em [criptografia segura], uma margem enorme", disse Bruce Schneier, guru de segurança e autor do best-seller Criptografia Aplicada.
Sua preocupação reside mais em questões de implementação na área de segurança cibernética do que na possibilidade de avanços na matemática teórica.
A segurança da computação está muito ruim. Essa é a preocupação. Encontrar vulnerabilidades no código, invadir sistemas. Essas são as preocupações, não a matemática... De todas as questões de segurança, a matemática é o nosso ponto forte”, acrescentou Schneier.
Emily Wenger, professora assistente de engenharia elétrica e de computação na Universidade Duke, que usou aprendizado de máquina para testar a segurança de métodos de criptografia pós-quântica, disse que não acredita que "modelos de linguagem avançados e de grande escala irão quebrar toda a criptografia".
Mas quando você faz escolhas práticas de implementação... descobrimos no passado que certas instâncias desses algoritmos são inseguras”, disse ela. “Existem basicamente duas maneiras de quebrar essas coisas. Você pode provar algo sobre o problema matemático ou pode analisar as escolhas de implementação.”
Aaronson observou que comprometer a matemática por trás de algoritmos de criptografia amplamente utilizados, como o RSA, teria consequências abrangentes. "Essas vulnerabilidades banais são como um jogo de 'acertar a toupeira".
Assim que você encontra uma, você a corrige. Mas se houver uma quebra no RSA... se todos os nossos sistemas de criptografia de chave pública fossem quebrados, então teríamos um problema sério, considerando a forma como construímos a internet.”
Dan Boneh, especialista em criptografia e professor de ciência da computação e engenharia elétrica em Stanford, afirmou em um vídeo que a perda das formas atuais de criptografia "afetaria toda a internet... afetaria todo o mundo digital. "Portanto, serviços bancários online, saúde, comunicações governamentais, tudo seria impactado por tal interrupção.
Mas alguns especialistas estão otimistas de que a segurança acabará por se tornar mais robusta devido ao aumento da atenção.
"No passado, quando alguém fazia uma suposição e construía um sistema [criptográfico] baseado nela, tínhamos que esperar 10 anos antes que esse sistema pudesse ser implementado, para dar tempo suficiente para as pessoas o analisarem. E agora, de repente, podemos acelerar esse processo tremendamente usando esses modelos... podemos simplesmente deixar um modelo rodando por um mês, tentar quebrá-lo e, se o modelo não conseguir, temos muita confiança de que a suposição é válida. Então, na verdade, temos a perspectiva de ter mais confiança em nossa segurança do que nunca", disse Boneh.
Acho que a IA é a primeira tecnologia que tem o potencial de inverter essa corrida armamentista, dando vantagem aos defensores... A Microsoft usou IA para corrigir mais de 900 vulnerabilidades em uma atualização de segurança no mês passado. Mas elas nunca mais serão um problema. Você já está sendo atacado na velocidade de um computador. "Agora você pode se defender na mesma velocidade".
Ainda assim, qualquer transição seria cara. Para uma empresa comercial típica, desenvolver "agilidade criptográfica", ou seja, a capacidade de migrar rapidamente os dados da organização para novos tipos de criptografia, pode ser a melhor resposta à incerteza da criptografia. Mas, para a indústria de defesa, os adversários vêm coletando seus dados online criptografados há anos, portanto, a mudança agora teria pouco efeito sobre sua capacidade de decodificar os dados existentes.
Agências de inteligência, tanto estrangeiras quanto nacionais, há muito adotam a estratégia de "coletar agora, descriptografar depois" como método de espionagem, coletando dados criptografados ao longo do tempo e armazenando-os, em preparação para descobertas que lhes permitam quebrar a criptografia existente.
É preciso partir do princípio de que as agências de inteligência estão coletando seus dados agora, e isso é ainda mais verdadeiro se considerarmos que a IA pode potencialmente descobrir falhas nesses sistemas dentro de um ou dois anos”, disse Aaronson.
Para organizações que lidam com informações restritas ou confidenciais, a perspectiva de avanços matemáticos em IA adiciona mais um prazo à contagem regressiva para o futuro pós-quântico para o qual muitos apenas começaram a se preparar.
O governo federal pretende implementar uma transição abrangente para a criptografia pós-quântica nos próximos anos. As agências devem seguir a Ordem Executiva 14412 e o memorando M-26-15 do OMB, que exigem a migração gradual de sistemas críticos para a criptografia pós-quântica, entre dezembro de 2030 e 2035. A NSA possui seu próprio cronograma para sistemas de segurança nacional. Os contratados também estarão sujeitos aos padrões criptográficos do NIST até dezembro de 2030, conforme a Ordem Executiva.
Mas novos resultados matemáticos relevantes para a criptografia podem exigir uma abordagem diferente. Aaronson disse sobre a IA minar a criptografia clássica ou os algoritmos pós-quânticos: "Qualquer um deles pode falhar sem o outro. "Não há lógica nisso.
A medida prudente para as organizações pode ser a "agilidade criptográfica", a capacidade de trocar e sobrepor diferentes algoritmos conforme a necessidade. Com uma postura de agilidade adequada, mesmo algoritmos de criptografia vulneráveis não causariam danos generalizados na maioria dos casos.
Você já deveria estar adquirindo agilidade criptográfica para a era pós-quântica. Então, você já deveria estar fazendo isso. E se não estiver, deveria”, disse Schneier.
Matthew Green, professor associado de ciência da computação no Instituto de Segurança da Informação Johns Hopkins e autor do blog A Few Thoughts on Cryptographic Engineering, escreveu: "Não consigo prever o futuro. Ninguém consegue. Mas, até agora, apostar contra os modelos e a favor da inteligência humana como limite não funcionou bem para nenhum de nós."
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