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Claude 解開 ECDSA 曲線種子之謎:答案只是時間戳記

Anthropic 於 2026-10-16 公布:內部研究模型 Claude 不到半小時就找出 NIST P-192、P-224、P-256、P-384、P-521 曲線種子的來源,竟是以 Unix 時間戳記初始化的 lrand48 亂數產生器。官方強調這不是漏洞,反而讓人更相信曲線沒有後門。

復古電腦、時鐘、散落的種子與放大鏡,象徵解開曲線種子之謎(AI 生成圖片)
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NSA 給的種子沒人懂

ECDSA 是目前最廣泛使用的橢圓曲線密碼標準。NIST 在 2000 年把它納入 FIPS 186-2 數位簽章標準,並列出一組不同大小與安全等級的標準曲線。每條曲線都附上一個「種子」(seed),用它的雜湊值決定曲線係數 b。

問題在於,這些種子是 NSA 提供的,沒有任何說明。以 NIST P-256 為例,公開的種子就是一串 C49D3608 86E70493 6A6678E1 139D26B7 819F7E90,沒有人知道它從哪裡來。多年來,密碼學界一直有人懷疑曲線參數可能藏有刻意設計的後門,甚至有人懸賞找出種子來源。

最廣為流傳的說法來自長年任職 NSA 的 Jerry Solinas:他在 2015 年回憶,種子可能是一句玩笑話的雜湊,例如「Give Bob and Jerry a raise」。不過他自己也記不清細節,Solinas 已於 2023 年過世,這條線索從此斷了。

塵封的 P-256 種子檔案
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不到半小時找出來源

幾位 Anthropic 員工曾經順著「玩笑話雜湊」的線索追查,都沒有結果,後來證明這條線索是錯的。2026 年 10 月,一位員工請內部研究模型試試看,而且沒有提示任何線索。

Claude 不到半小時就找出 NIST P-192、P-224、P-256、P-384、P-521 五條曲線種子的來源:它們根本不是任何雜湊演算法的輸出,而是 C 函式庫的 lrand48 亂數產生器,以 Unix 時間戳記作為初始值所產生的。

做法是:用時間戳記初始化亂數產生器,每一輪抽出 20 個位元組當作候選種子,依序編號。以 P-256 為例,標準採用的是第 1842 個候選。

舊猜測與新發現對照
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從頂端位元回推時間

照雜湊線索搜尋一直落空,Claude 換了一個角度:推測當年產生曲線的軟體怎麼寫。它猜測軟體用的是 1990 年代 C 函式庫內建的偽亂數產生器,這類產生器夠弱,輸出可以被辨識出來。

  1. 逐位元掃描:Claude 寫了一個掃描器,沿著每個公開種子一次滑動一個位元,測試相鄰區塊是否像是同一個老式產生器的連續輸出,共涵蓋 34 種產生器與輸出切法的組合。
  2. 頂端位元全是 0:把每個種子寫成五個 32 位元字組時,其中四個種子,合計 20 個字組的最高位元全是 0,隨機發生的機率約 1/5810。這正是 lrand48 的特徵:它只回傳 48 位元狀態的前 31 位元。
  3. 還原內部狀態:質數曲線的種子保留的位元更少,Claude 用 LLL 格基約化演算法還原截斷的線性同餘產生器狀態,結果發現 5 個 NIST 質數曲線種子,加上 ANSI X9.62 標準中的另外 5 個,都符合 lrand48() >> 23 的模式。
  4. 往回推到初始值:這種產生器往前、往後推一樣容易。Claude 把狀態一路往回推,直到符合 srand48 初始化的形式。

結果,十個質數曲線種子的初始值,全都是 1997 年 5 月到 1998 年 4 月之間的 Unix 時間戳記。

曲線 初始化時間(UTC) 候選編號
P-192 1997-05-18 14:45:34 139
P-521 1997-08-08 01:12:04 1136
P-256 1997-08-16 01:52:34 1842
P-384 1997-08-30 14:50:08 2688
P-224 1998-04-03 12:52:07 7026

表格數字取自 Anthropic 文章附的重現程式碼與輸出。官方也公開了這段程式碼(CC0 授權),任何人都可以自己重跑驗證。

四步追查流程
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連部分基點也解開

每條曲線還有一個基點 G,所有 ECDSA 公鑰都是它的倍數,而種子並不決定 G。Claude 在檢查種子時,順便找出了部分基點的來源:1997 年 5 月產生的六條曲線(P-192 與五條 ANSI X9.62 範例曲線),基點來自 Arjen Lenstra 的長整數運算套件 FreeLIP 的亂數產生器。

官方寫道,就他們所知,過去從未有任何 NIST 基點的來源被解釋過。不過 P-224、P-256、P-384、P-521 的基點不符合這套做法,目前仍無法解釋。

部分基點來源示意
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不是漏洞,反而更安心

Anthropic 特別強調:這不是密碼破解、新攻擊或 ECDSA 曲線的弱點,讀者不需要採取任何行動。相反地,種子是用很單純的方法產生的,也就是以時鐘初始化的常見偽亂數產生器,現在任何人都能重現,刻意植入後門的空間因此小了很多。

仍有幾個問題沒有答案:

  • 被跳過的候選:P-256 的第 876 個候選也能產生符合條件的曲線,卻沒被採用;官方不知道當年用了什麼篩選標準,但因為跳過的數量很少,認為挑選弱曲線的可能性不高。
  • B-163 種子:第五個二元曲線種子至今不符合任何嘗試過的模式。
  • 其餘基點:P-224、P-256、P-384、P-521 與 NIST 二元曲線的基點來源仍然不明。

原本 36,864 美元的懸賞獎金,將捐給 Internet Security Research Group。對一般讀者來說,這則新聞最值得記住的是:AI 換一個角度看老問題,可能在幾十分鐘內解開人類追了多年的謎題,而且整個過程都可以被重現與檢查。

三個重點:不是漏洞、更有信心、仍有未解
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