P-256这条曲线,撑起了每一枚JWT上的ES256签名。它的种子从哪来,这个问题悬了二十多年。答案不是某个秘密句子的哈希,而是一台1997年的时钟,加上C库里的lrand48。
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Anthropic在10月16日的文章里给出了这个结论:这些种子来自C标准库的伪随机数生成器,用Unix时间戳做种子,运行时间落在1997年5月到1998年4月之间。Anthropic称,内部的一个研究模型"在半小时内"算出了这件事。
悬赏这笔问题的人叫Filippo Valsorda。他三年前挂出的赏金在同一天被认领,他写道自己"用Go重新实现了算法来验证这个结论"。
先别急着找补丁。Anthropic自己的文章写得很直白:"没有任何需要采取的行动,也没有需要改变的做法。"这个故事真正的价值,是给上世纪90年代的一桩争论画上句号,顺便提醒你去看一眼:你的会话令牌到底是谁生成的。
90年代的那道谜题
2000年,NIST在FIPS 186-2里标准化了ECDSA,P-192到P-521每条曲线都从一个种子推导而来。Anthropic的文章说,这些种子"由NSA提供,没有给出任何解释或理由"。
流传最广的说法是,它们是某个幽默口令的哈希,但没人找得到那个口令。这个空白滋生了怀疑:如果曲线的制定者能自由挑选种子,理论上他就可以不断试,直到试出一条只有他自己知道某种性质的曲线。Anthropic提到,人们长期怀疑这些种子"可能被刻意植入了后门"。没人拿出过后门的证据,但也没人能排除。
于是2023年,Valsorda和一群密码学家凑了12288美元悬赏原始句子,如果获奖者把钱捐给慈善机构,金额翻三倍到36864美元。
Claude找到的答案
答案根本不是一句话。按Anthropic的说法,"Claude猜测该软件使用了一个随1990年代C库一起发布的伪随机数生成器",然后从公开的种子里反推出这个生成器的内部状态,文章称之为"一个教科书式的格问题"。
文章给出的细节包括:
- P-192、P-224、P-256、P-384、P-521的种子都是lrand48的输出,每次运行用Unix时间戳做种子。P-256那一次解码出来是1997年8月。
- 四条二进制曲线种子(B-233、B-283、B-409、B-571)符合同一套方案,只是时钟似乎被减半了。
- "对P-256来说,公开的种子是候选1842,但同一次运行里的候选876同样能给出素数阶曲线。"为什么跳过了876,目前未知。
- P-192的基点,以及五条ANSI X9.62示例曲线,来自另一个生成器FreeLIP,用的是小整数种子。
Anthropic写的是lrand48,Valsorda的文章写的是drand48。两者同属一个POSIX家族,用"线性同余算法和48位整数运算"产生数字。同一台引擎,不同的输出格式。
种子来自一台时钟和一个48位生成器,不是一句藏起来的句子。Anthropic公开了两段Python脚本,可以复现这些种子和选定的基点,以CC0协议进入公有领域。团队认领了赏金,并选择把它捐给Internet Security Research Group,也就是Let's Encrypt背后的非营利组织,按Valsorda的说法,这笔钱翻三倍到了36864美元。
为什么"没有后门"现在是更强的解读
Valsorda用数字来论证。Bernstein和Lange在2017年提出过一个思路,需要在选择种子时拥有大约70比特的自由度,才能瞄准某一类弱曲线。Valsorda写道,在时间戳加生成器的约束下,即便NSA能挑1997到1998年间的任意时间戳,再从前16个素数阶候选中任选,他们"也仅仅拥有勉强30比特的自由度"。他说这些发现"完全排除了Bernstein和Lange所描述的技术"。
Anthropic的措辞更谨慎:这些发现让后门"变得远不那么可信"。文章也明确划了范围:"这不是密码学破解,不是新攻击,也不是ECDSA曲线的弱点。"
Valsorda走得更远。他说这"漂亮地补完了NIST椭圆曲线密码学的'平反弧线'",并且在现代确定性签名和经过验证的实现之下,称NIST曲线是"我现在个人会推荐、优先于Curve25519/Ed25519/X25519"的选择。
你的代码要改什么
对P-256本身:什么都不用改。不要轮换密钥,不要因为这个换曲线。Anthropic原话就是这么说的。
有用的教训在生成器上。一个1997年的程序,用时钟给非密码学PRNG做种子,几十年后它的输出能被追溯到运行的那一秒。POSIX明确说,drand48家族"在需要满足任何非平凡要求(包括安全)时都应避免使用"。Python的random文档和MDN的Math.random()页面写着同样的警告:不能用于安全场景。
如果你生成会话ID、重置令牌、API密钥或邀请码,去查清楚它们是谁产出的。git grep能给你一份需要阅读的位置清单:
- srand(48)?\( 和 [dlm]rand48
- Math\.random
- "math/rand
- import random 或 from random import
最后两条能抓到导入math/rand的Go文件和导入random的Python文件,哪怕代码里从没调用过种子函数。命中不等于bug。用Math.random()打乱测试数据完全没问题。真正要修的是那种最终流进令牌、密码或不该被猜到的URL的命中。
用时间做种子的PRNG,它的秘密程度等同于那个时间。修法是换用操作系统的密码学生成器,所有主流运行时都提供了入口。Python用secrets模块,Node.js用crypto.randomBytes,Go用crypto/rand而不是math/rand,浏览器里MDN指向crypto.getRandomValues()。
还没关上的部分
谜题没有完全解开。Anthropic写道,"第五个二进制种子B-163不符合Claude尝试过的任何方案,仍然无法解释",以及"我们不知道P-224、P-256、P-384、P-521的基点是如何生成的"。Valsorda补充说,两个额外的选择标准里,有一个"仍然躲着我们"。
关于AI那一侧,要精确区分哪些是公开的。Anthropic没有给出模型名字,只说"一个内部研究模型",半小时这个数字也是它自己对一次内部运行的描述。外部能核查的是结果,而结果确实被核查过了:脚本是公开的,Valsorda的Go重现在GitHub上。一个从90年代末站到今天的疑问,倒在了"猜一猜当年的C库"加上一个标准的格技术之下,人类专家在一天之内用代码确认了它。
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