앤스로픽 AI, 수년간 미지의 암호화 취약점 발견
앤스로픽의 '미토스(Mythos)' AI 보안 모델이 미국 차세대 표준으로 검토 중이던 양자 내성 암호 알고리즘인 HAWK의 취약점을 발견해 결국 철회하게 만들었습니다. 또한 널리 쓰이는 AES 암호 체계의 약화된 테스트 버전에서도 공격 효율성을 높이는 방법을 찾아내며, AI가 보안 및 개인정보 보호의 핵심인 암호 해독 분야에서 강력한 분석 도구로서의 잠재력을 입증했습니다.
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미국 공식 표준으로 검토되던 양자 내성 암호화 알고리즘이 앤스로픽(Anthropic)의 보안 모델이 치명적인 결함을 발견하면서 결국 테스트에서 탈락했다. HAWK로 불리는 이 알고리즘은 미래의 양자 컴퓨터 공격에도 견딜 수 있도록 설계된 디지털 서명 방식이다. HAWK는 PQC(양자 내성 암호) 알고리즘의 보안을 평가하기 위해 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 진행한 광범위한 1, 2차 테스트를 통과했다. HAWK는 바로 미토스(Mythos)가 도운 발견의 종류를 잡아내기 위해 설계된 3차 테스트에 머물고 있었다. 앤스로픽의 월요일 결과 발표에 이어 HAWK의 개발자는 화요일에 이를 철회한다고 밝혔다.
이번 발표 이전부터 앤스로픽은 미토스(Mythos) AI 보안 모델에 두 가지 암호학적 문제를 던져 얻은 결과에 찬사를 보냈다. 이 모델은 HAWK의 기반이 되는 수학적 문제와 개별적으로 널리 사용되는 AES 암호에서 취약점을 발견했다. HAWK가 철회되었음에도 불구하고 회사의 보고서가 마케팅 과장인지는 알기 어렵지만, 이번 발견은 개인정보 보호와 보안에 필수적인 암호 해독 분야에서 중요한 진전을 알리는 신호일 수 있으므로 여전히 주목할 가치가 있다.
결과를 파고들기 전에 몇 가지 유의사항이 있다. 첫째, 이번 결과는 점진적이다. 오늘날 우리가 의존하는 어떠한 암호 시스템도 완전히 파괴하지 않는다. 대신 시스템을 공격하는 데 필요한 작업량을 적당히 줄이는 방법을 보여줄 뿐이다. 둘째, 테스트된 암호 시스템은 공식 사양에 정의된 것보다 약화된 버전이었다. 이러한 '챌린지 인스턴스'는 적대적 동료 평가(adversarial peer review)를 위해 사양 작성자가 제공한다. 테스트에 약화된 버전을 사용하는 것은 표준적이지만, 실제 프로덕션 환경에서 사용되는 진짜 버전은 훨씬 더 강력하다. 셋째, 개선이 이루어졌음에도 불구하고 기반이 되는 '원시 자료(primitives)', 즉 암호 시스템의 기본 빌딩 블록을 형성하는 수학적 문제는 적어도 현재로서는 안전하다. 마지막으로, 두 공격 모두 테스트 환경 밖에서는 실행 불가능할 가능성이 높은 방법을 사용한다.
HAWK의 종말 앤스로픽은 현재 소수의 신뢰할 수 있는 사용자에게만 제공되는 미토스 모델이 두 가지 암호 시스템에 대한 공격을 발전시킬 수 있었다고 밝혔다. 첫 번째 시스템은 미래의 양자 컴퓨터 공격을 견디도록 설계된 디지털 서명 방식인 HAWK이다. 암호학 전문 지식이 없는 앤스로픽 연구원은 약 60시간의 작업과 약 10만 달러의 컴퓨팅 비용을 들여 미토스에게 프롬프트를 주어 알고리즘의 키 강도를 사실상 절반으로 줄이는 데 사용되는 기존 최고의 공격을 개선했다.
HAWK의 보안이 의존하는 수학은 '격자 동형 문제(Lattice Isomorphism Problem)'의 난해함이며, 이는 오늘날 가장 많이 사용되는 디지털 서명 방식과 달리 양자 컴퓨팅 공격으로부터 안전한 것으로 여겨진다. 이 문제를 해결하기 위해 가장 잘 알려진 고전적인 컴퓨팅 공격은 '자기동형 대칭(Automorphism symmetries)'이라고 불리는 것을 찾는 방식으로 작동한다. 미토스는 이러한 대칭을 찾는 이전에 알려지지 않은 방법을 출력했으며, 이는 정의상 알고리즘을 파손시켰다. 이 취약점은 키 크기를 두 배로 늘려 완화할 수 있지만, 추가되는 연산량 때문에 HAWK는 현재 사용 가능한 PQC 서명 알고리즘보다 매력도가 떨어진다.
학계에서는 취약점으로 인해 공격자가 무차별 대입 공격(brute-force attack)보다 더 빨리 키를 도출할 수 있을 때 암호화 알고리즘이 파손된 것으로 간주한다. 존스 홉킨스 대학교 교수이자 암호학 전문가인 매튜 그린(Matthew Green)은 이 발견의 인상적인 점이 이전에 아무도 결합할 생각을 하지 못했던 여러 기존 방법에 의존했다는 것이라고 말했다. 그린은 "특히 우려되는 부분(그리고 AI가 특히 유망한 이유)은 이 공격이 근본적으로 새로운 수학을 발명한 것이 아니라는 점입니다. 이는 단지 우리가 [가진] 도구들을 확장했을 뿐입니다."라고 작성했다.