Anthropic’in geliştirdiği Claude yapay zekâ modeli, ABD Ulusal Güvenlik Ajansının (NSA) yaklaşık 25 yıldır tartışmalara konu olan kriptografik sayıların kökenine ilişkin önemli bir keşfe imza attı. İnternet güvenliğinde kullanılan bazı matematiksel standartların oluşturulmasında tercih edilen sayıların, 1997 ve 1998 yıllarına ait zaman damgalarıyla çalışan eski bir rastgele sayı üreticisinden türetildiği belirlendi. Yaklaşık yarım saat süren analiz, kriptografi dünyasında uzun süredir yanıt aranan bir soruya ışık tuttu.
CoinDesk’in aktardığı araştırmaya göre Claude, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) tarafından kabul edilen beş eliptik eğrinin başlangıç değerlerini, eski C yazılım kütüphanelerinde bulunan lrand48 adlı rastgele sayı üreticisiyle ilişkilendirdi.
Keşif, NSA’in söz konusu sayıları gizli bir güvenlik açığı oluşturmak amacıyla seçmiş olabileceğine yönelik yıllardır devam eden tartışmalarda önemli bir gelişme olarak değerlendiriliyor.
NSA’in Kriptografi Standartları Neden Şüphe Uyandırmıştı?
Modern internet güvenliğinin önemli bir bölümü, eliptik eğri kriptografisi olarak bilinen matematiksel yöntemlere dayanıyor.
Bu teknoloji; dijital imzalar, güvenli iletişim sistemleri ve kripto para cüzdanları gibi birçok alanda kullanılıyor. Temel amacı, gizli anahtarın kendisini açıklamadan belirli kriptografik işlemlerin güvenli biçimde gerçekleştirilmesini sağlamak.
Ancak bu sistemlerin güvenliği yalnızca kullanılan matematiksel yönteme değil, yöntemin temelini oluşturan parametrelerin nasıl seçildiğine de bağlı.
NIST, 2000 yılında NSA tarafından sağlanan bir dizi eliptik eğri standardını kabul etti. Bu standartlarda kullanılan bazı başlangıç değerlerinin hangi yöntemle oluşturulduğu ise kamuoyuna ayrıntılı biçimde açıklanmadı.
Kriptografi uzmanları, bu belirsizliğin NSA’in belirli matematiksel özelliklere sahip eğrileri bilinçli olarak seçmiş olabileceği ihtimalini gündeme getirdiğini savundu.
Snowden Belgeleri Güvenlik Tartışmalarını Büyütmüştü
NSA’in kriptografik standartlar üzerindeki etkisi, Edward Snowden tarafından kamuoyuna açıklanan belgelerin ardından daha yoğun biçimde tartışılmaya başlandı.
Özellikle Dual EC adlı rastgele sayı üreticisine ilişkin güvenlik endişeleri, istihbarat kurumlarının kriptografik standartlarda gizli erişim mekanizmaları oluşturabileceği yönündeki kaygıları artırdı.
NIST, daha sonra Dual EC rastgele sayı üreticisini önerileri arasından çıkardı.
Ancak Dual EC ile NSA tarafından sağlanan eliptik eğri parametreleri aynı şey değildi. Eliptik eğrilerde kullanılan başlangıç değerlerinin nasıl üretildiği sorusu, ayrı bir tartışma olarak varlığını sürdürdü.
Kriptografi araştırmacıları Neal Koblitz ve Alfred Menezes, 2015 yılında yayımladıkları “A Riddle Wrapped in an Enigma” başlıklı çalışmalarında bu belirsizliği ele aldı.
Standartların hazırlanmasında görev alan Menezes, söz konusu başlangıç değerlerinin 1997 yılında NSA matematikçisi Jerry Solinas tarafından sağlandığını aktarmıştı.
Claude Eski Bir C Programıyla Sayıları Yeniden Üretti
Anthropic bünyesinde gerçekleştirilen araştırmada, şirketin deneysel bir yapay zekâ modelinden NSA’in eliptik eğri parametrelerinin kökenini incelemesi istendi.
Modele, sayıların unutulmuş bir ifadeden türetilmiş olabileceğine ilişkin daha önce gündeme gelen teori aktarılmadı.
Bunun yerine Claude, başlangıç değerlerinin matematiksel özelliklerini inceleyerek olası üretim yöntemlerini araştırdı.
Yaklaşık 30 dakika içerisinde beş NIST eliptik eğrisinin başlangıç değerlerinin, eski C yazılım kütüphanelerinde kullanılan lrand48 adlı rastgele sayı üreticisiyle bağlantılı olduğunu belirledi.
Model, özellikle yaygın kullanılan P-256 eğrisinin başlangıç değerini yeniden üretmeyi başardı.
Araştırmada P-256 için yayımlanan değerle, programın ürettiği 1.842’nci aday arasında tam eşleşme bulundu.
Bu sonuç, yıllardır kaynağı bilinmeyen sayıların belirli bir yazılım yöntemiyle yeniden üretilebildiğini gösterdi.
Keşif NSA’in Gizli Arka Kapı Oluşturduğu İddialarını Nasıl Etkiliyor?
Kriptografik parametrelerin kökeninin yeniden üretilebilir hale gelmesi, söz konusu sayıların bilinçli olarak gizli bir zayıflık oluşturmak amacıyla seçildiği ihtimalini azaltan bir gelişme olarak değerlendiriliyor.
Anthropic’e göre araştırma, NSA’in eliptik eğri başlangıç değerlerini oluştururken sıradan bir rastgele sayı üreticisi kullanmış olabileceğini gösteriyor.
Bununla birlikte keşif, standartların oluşturulma sürecine ilişkin bütün soruları yanıtlamıyor.
Araştırmacılar, bazı kullanılabilir aday değerlerin neden atlandığını ve eğrilerin diğer parametrelerinin hangi gerekçelerle belirlendiğini henüz tam olarak açıklayabilmiş değil.
Dolayısıyla bulgular, NSA’in bu eğrilerde gizli bir arka kapı oluşturduğunu kanıtlamadığı gibi bütün tasarım kararlarının eksiksiz biçimde aydınlatıldığı anlamına da gelmiyor.
lrand48 Kullanılması Kripto Para Cüzdanları İçin Tehlikeli mi?
Araştırmanın dikkat çektiği önemli ayrımlardan biri, herkese açık kriptografik parametrelerle gizli anahtarların oluşturulması arasındaki fark.
lrand48, kriptografik güvenlik için tasarlanmış modern bir rastgele sayı üreticisi değil.
Bir kripto para cüzdanının gizli anahtarının böyle tahmin edilebilir bir yöntemle oluşturulması, ciddi güvenlik riskleri doğurabilir.
Örneğin saldırgan, anahtarın yaklaşık hangi tarihte oluşturulduğunu belirleyerek olası rastgele sayı dizilerini yeniden üretmeye çalışabilir.
Ancak NSA’in tartışmalı eliptik eğri başlangıç değerleri zaten kamuya açık olarak yayımlanmıştı.
Bu nedenle Claude’un keşfi, doğrudan Bitcoin cüzdanlarının gizli anahtarlarının açığa çıktığı veya mevcut kullanıcıların varlıklarının tehlikeye girdiği anlamına gelmiyor.
Bitcoin’in Kullandığı secp256k1 Neden Farklı?
Bitcoin, NSA’in başlangıç değerleri tartışmasının merkezindeki P-256 eğrisini kullanmıyor.
Bitcoin’in dijital imza altyapısında secp256k1 adı verilen farklı bir eliptik eğri bulunuyor.
Bu eğri, daha sade matematiksel parametrelerle tanımlanıyor ve tasarımında değiştirilebilecek değerlerin sınırlı olmasıyla dikkat çekiyor.
P-256 eğrisinin oluşturulmasında kökeni uzun süre açıklanamayan büyük bir başlangıç değeri kullanılırken secp256k1 çok daha basit ve sabit parametrelere dayanıyor.
Kriptografi uzmanları, bu sadeliğin gizli bir zayıflık oluşturmak amacıyla parametre seçilmesi ihtimalini sınırlandıran özelliklerden biri olduğunu değerlendiriyor.
Bitcoin’in yaratıcısı Satoshi Nakamoto, secp256k1 eğrisini neden tercih ettiğini kamuoyuna ayrıntılı biçimde açıklamadı.
Ethereum da aynı eliptik eğriyi dijital imza işlemlerinde kullanıyor. Bitcoin ise 2021 yılındaki Taproot güncellemesiyle yeni imza yöntemlerini desteklemeye başlamasına rağmen secp256k1 eğrisini kullanmayı sürdürdü.
Kuantum Bilgisayarlar Bitcoin Güvenliği İçin Ayrı Bir Risk Oluşturuyor
NSA’in eliptik eğri parametrelerinin kökenine ilişkin keşif, kriptografik güvenliğe yönelik bütün tehditlerin ortadan kalktığı anlamına gelmiyor.
Özellikle yeterince güçlü ve hata toleransına sahip kuantum bilgisayarların geliştirilmesi, gelecekte eliptik eğri kriptografisi için farklı bir risk oluşturabilir.
Teorik olarak uygun kapasitedeki bir kuantum bilgisayar, açık anahtardan hareketle ilgili gizli anahtarı hesaplayabilecek algoritmaları çalıştırabilir.
Bu risk, yalnızca P-256 gibi NSA tarafından sağlanan eğrilerle sınırlı değil. Bitcoin’in kullandığı secp256k1 de yeterince gelişmiş kuantum bilgisayarlar karşısında benzer matematiksel risklerle karşılaşabilir.
Ancak mevcut kuantum bilgisayarların kapasitesi ve hata düzeyleri, Bitcoin’in kriptografik anahtarlarını pratik biçimde kırabilecek seviyede değil.
Böyle bir teknolojinin ne zaman geliştirilebileceğine ilişkin kesin bir takvim de bulunmuyor.
25 Yıllık Gizemin Çözümüne 36 Bin Dolarlık Ödül
NSA’in eliptik eğri başlangıç değerlerinin kökenini ortaya çıkarmak için yıllar boyunca farklı araştırmalar yürütüldü.
Güvenlik araştırmacısı Steve Weis, 2018 yılında resmî bilgi edinme başvurularıyla konuya ilişkin belgelere ulaşmaya çalıştı.
NIST, başlangıç değerlerinin nasıl seçildiğine ilişkin belgelere sahip olmadığını bildirirken NSA’den de kesin bir açıklama elde edilemedi.
2023 yılında kriptografi mühendisi Filippo Valsorda ve diğer katkı sağlayıcılar, gizemin çözülmesi için 12.288 dolarlık ödül oluşturdu.
Ödülün hayır kurumuna bağışlanması halinde toplam tutarın 36.864 dolara ulaşması öngörüldü.
Anthropic’in açıklamasına göre çözümün ardından 36.864 dolarlık ödül, internet güvenliği alanında faaliyet gösteren ve ücretsiz TLS sertifikaları sağlayan Let’s Encrypt’in arkasındaki kâr amacı gütmeyen Internet Security Research Group’a aktarılacak.
Yapay Zekâ Kriptografi Araştırmalarında Yeni Bir Dönem Başlatabilir
Claude’un yaklaşık yarım saat içerisinde ulaştığı sonuç, yapay zekâ modellerinin yalnızca metin üretimi veya yazılım geliştirme alanlarında değil, matematiksel ve teknik araştırmalarda da kullanılabileceğini gösteren dikkat çekici bir örnek oldu.
Uzun yıllardır araştırmacıların açıklamaya çalıştığı bir sayı dizisinin kökeninin yeniden üretilebilmesi, yapay zekâ destekli analizlerin karmaşık problemlerdeki potansiyelini ortaya koyuyor.
Anthropic, keşfin ardından NIST eliptik eğrilerini kullananların mevcut sistemlerini değiştirmelerine gerek olmadığını belirtti.
Araştırmanın en önemli sonucu ise yıllardır şüpheyle yaklaşılan kriptografik başlangıç değerlerinin artık bağımsız biçimde yeniden üretilebiliyor olması.
Böylece internet güvenliğinin tarihinde uzun süredir tartışılan sorulardan biri önemli ölçüde aydınlatılırken yapay zekânın bilimsel ve teknik keşif süreçlerindeki rolü yeniden gündeme geldi.