密码学家警告：AI 可能让我们陷入 Minicrypt

> “每个人都忙着维护自己的声誉，所以我来当这个傻瓍子，提出最坏的可能性：我们生活在 Minicrypt 的概率有 1%，而我们可能丧失对现有公钥加密算法的信心的概率有 15%。”
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> —— Matthew Green
密码学家 Matthew Green 在社交媒体上发了一条令人不安的帖子，引发了加密社圈的广泛讨论。这条帖子并不是关于某个具体漏洞或攻击，而是探讨了一个更为深远的问题：随着人工智能的快速发展，现有密码学基础设施的稳定性是否依然可靠？

什么是 Minicrypt？

Minicrypt 是密码学家 Russell Impagliazzo 提出的一个假想世界。在这个世界里，存在单向函数（one-way functions），即容易计算但难以逆向的函数。然而，公钥加密（public-key encryption）是不可能实现的。这意味着，在 Minicrypt 世界中，我们无法实现像 RSA 或椭圆曲线加密这样的公钥密码系统。
Impagliazzo 将我们的计算世界分为五个假设环境：

1. 算法世界（Algorithmica）：一切都很简单，P = NP，所有密码系统都不安全。
2. 监视者世界（Minicrypt）：存在单向函数，但无法实现公钥加密。
3. 幸运恶棍世界（Pessiland）：存在单向函数，但没有不可预测的伪随机数生成器。
4. 满秽的世界（Heavilin的世界）：存在单向函数和伪随机数生成器，但无法实现安全的零知识证明。
5. 随机种子世界（Manasse’s World）：存在安全的单向函数、伪随机数生成器和零知识证明。

目前，我们生活的世界最有可能处于 “随机种子世界”（Random 世界），即现代密码学的基础设施是安全的。但 Green 担心的是，我们可能正逐渐滑向 “监视者世界”（Minicrypt）。

为什么 AI 让 Minicrypt 成为可能？

Green 指出，AI 的一个关键问题在于其惊吓速度远远超过人类制定新标准的速度。传统上，密码学的安全性依赖于数学难题的复杂度。例如，RSA 加密的安全性依赖于大整数分解的困难性，而椭圆曲线加密依赖于椭圆曲线离散对数问题的难解性。
然而，随着 AI 技术的发展，许多以前被认为难以解决的问题变得可能。例如，AI 在数学证明、优化问题以及密码分析方面都取得了突破性进展。虽然目前还没有证据表明 AI 能够直接攻破当前的加密算法，但 Green 认为，这种潜在威胁不可忽视。
更重要的是，即使 AI 只是一个潜在的威胁，如果我们没有做好准备，就可能陷入困境。因为一旦公众对现有加密算法的信心丧失，恢复信任将需要数年甚至十几年的时间。而在这段时间里，整个互联网基础设施可能会陷入瘫痪。

公钥加密的脆脆脆

现代互联网的安全几乎完全依赖于公钥加密算法。这包括 HTTPS（用于网页加密）、SSH（用于安全远程登录）、PGP/GPG（用于电子邮件加密）等。这些算法的安全性依赖于数学难题的复杂性。
然而，如果这些数学难题被突然解决，或者如果 AI 能够在实践中高效地求解这些问题，那么我们将面临前所未有的危机。Green 估计，这种情况发生的概率至少有 15%。

如何应对？

Green 强调，我们必须在危机发生之前做好准备。具体措施包括：

1. 研发后量子密码算法：后量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）正致力于开发能够抵抗量子计算机攻击的算法。美国国家标准与技术研究院（NIST）已经在推进后量子密码标准的制定。
2. 增强监测和预警机制：我们需要更加紧密地监控 AI 在密码分析方面的进展，以及任何可能威胁现有加密算法的新型攻击方法。
3. 制定应急响应计划：如果公钥加密算法被突然攻破，我们需要有清晰的应对策略，包括如何快速替换加密算法、如何保护敏感数据等。
4. 教育和培训：提高开发者和安全专家对新型密码技术的认识和应用能力。

> Green 的警告并不是空穪其谈。正如他所说，“你只有在事态发生之前做好准备，才能从这样的惊吓中恢复过来。”