Renting the Cracking Machine with a Cost-and-Time Analysis of Exhaustive DES-56 Key Search in the Cloud
توضح هذه الورقة أنه بينما ستكلف عملية البحث الشامل الكامل في فضاء مفاتيح DES المكون من 56 بت باستخدام مثيلات AWS EC2 السلعية حوالي 1.2 مليون دولار وتستغرق نحو 21 عاماً باستخدام أسطول متواضع، فإن عملية البحث تعتبر ممكنة عملياً للمهاجمين ذوي التمويل الجيد الذين يمكنهم المقايضة بالمال مقابل الوقت لإتمامها في يوم واحد فقط، في حين يمكن تنفيذ هجمات الفضاء الجزئي الأصغر بتكلفة ضئيلة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل عالم الأقفال والمفاتيح الرقمية، حيث تُشفر الرسائل السرية بحيث لا يستطيع قراءتها إلا المستلم المقصود. لعقود من الزمن، كان هناك قفل محدد يسمى معيار تشفير البيانات (DES)، وكان هو المعيار الذهبي للحفاظ على أمان الأسرار. فكر في (DES) كأنه قفل تركيب ضخم يحتوي على قرص دوار به 56 رقمًا. وللتمكن من كسر هذا القفل، سيتعين على اللص تجربة كل تركيبة ممكنة حتى يفتح القفل. ولأن الأرقام كانت عالية جدًا، كان يُعتقد ذات يوم أن الحاسوب الخارق أو آلة ضخمة مصممة خصيصًا هي الوحيدة القادرة على تجربة كل هذه الاحتمالات بالسرعة الكافية. لكن العالم قد تغير. اليوم، لدينا "السحابة"، وهي تشبه استئجار جيش عملاق غير مرئي من الحواسيب بالدقيقة بدلاً من شراء حاسوبك الخاص. والسؤال الكبير الذي طرحه الباحثون هو: إذا كنت تريد فقط كسر هذا القفل القديم، فكم سيكلفك استئجار ذلك الجيش، وكم ستضطر للانتظار؟ إنه سؤال مهم لأنه إذا كانت التكلفة منخفضة والوقت قصير، فإن القفل القديم لم يعد آمنًا، وعلينا أن نعرف بالضبط مدى ضعف أسرارنا القديمة حقًا.
هذه الورقة البحثية تشبه تجربة جريئة حيث قرر باحثان، غونزالو ورودريغو، إيجاد الإجابة من خلال استئجار جيش سحابي لكسر قفل (DES). لم يبنيا آلة خاصة؛ بل استخدما حواسيب قياسية متاحة لأي شخص يمتلك بطاقة ائتمان عبر خدمة أمازون (AWS) السحابية. لقد جهزا فريقًا من 37 حاسوبًا من هذه الحواسيب لتعمل معًا، حيث يفحص كل منها جزءًا مختلفًا من مجموعات الأرقام الهائلة. لقد تعاملا مع المهمة كأنها رحلة بحث عن كنز ضخم: حيث أخفيا "الكنز" (المفتاح السري) على مسافات مختلفة من خط البداية، وقاما بتوقيت المدة التي استغرقها جيش الحواسيب الخاص بهما للعثور عليه.
كانت النتائج سريعة ورخيصة بشكل مدهش للمسافات القصيرة. فعندما كان الكنز مخفيًا بالقرب من البداية (ضمن أول 100 مليون تركيبة)، قضت الحواسيب معظم وقتها في مجرد الاستيقاظ والاستعداد للعمل. في هذه الحالات، استغرقت المهمة بأكملها حوالي دقيقتين وبلغت تكلفتها أقل من 50 سنتًا. كان الأمر يشبه دفع مبلغ لبائع تاكسي ليقوم بنقلك إلى المتجر عند ناصية الشارع؛ فالرحلة نفسها كانت فورية، لكن الوقت ضاع في انتظار وصول السائق.
ومع ذلك، كلما أبعدوا مكان إخفاء الكنز، تغيرت القصة. فعندما دفعوا البحث بعيدًا إلى 15 مليار تركيبة، أصبح الوقت المستغرق في البحث الفعلي عن المفتاح هو العامل الأساسي. عملت الحواسيب بثبات، حيث وجدت المفتاح في حوالي 87 دقيقة بتكلفة تقارب 18 دولارًا. اكتشف الباحثون أن الحواسيب كانت فعالة للغاية، حيث كانت تفحص ما يقرب من 3 ملايين تركيبة في الثانية على جهاز واحد. وعند جمع قدرات الـ 37 جهازًا، كانت تفحص أكثر من 100 مليون مفتاح في الثانية الواحدة.
الجزء الأكثر إثارة في اكتشافهما هو ما يحدث إذا كنت تريد حقًا كسر القفل بالكامل، وليس فقط جزءًا صغيرًا منه. فالقفل الكامل يحتوي على حوالي 72 كوادريليون (72 ألف تريليون) تركيبة ممكنة. وبإعداداتهم الحالية المكونة من 37 حاسوبًا، سيستغرق الأمر منهم حوالي 21 عامًا لفحص كل واحدة منها. قد يبدو هذا مستحيلاً، لكن الباحثين أظهروا أنه نظرًا لأن العمل سهل التقسيم، يمكنك مقايضة المال بالوقت. فإذا كنت تمتلك جيبًا عميقًا واستأجرت أسطولًا ضخمًا من حوالي 140,000 حاسوب، يمكنك كسر القفل بالكامل في يوم واحد فقط. وستكون التكلفة الإجمالية لهذا الجهد الهائل حوالي 1.2 مليون دولار.
إذًا، ماذا يعني هذا؟ تثبت الورقة البحثية أن قفل (DES) القديم قد كُسر فعليًا. فإذا كان لدى شخص سيء مبلغ صغير من المال، يمكنه كسر جزء محدد ومحدود من الرمز بسعر كوب من القهوة. وإذا كان يمتلك الكثير من المال، يمكنه كسر الرمز بالكامل في يوم واحد. كما لاحظ الباحثون أنه بينما كان نهجهم القائم على الحواسيب سريعًا، فإن استخدام بطاقات الرسوميات الحديثة (التي تُستخدم في ألعاب الفيديو) يمكن أن يجعل هذا الأمر أرخص وأسرع بكثير، مما قد يقلل الوقت والتكلفة بمقدار مائة ضعف أخرى. والخلاصة واضحة: قفل الـ 56 بت لم يعد عائقًا؛ بل هو مجرد مسأية تتعلق بمقدار النقد الذي أنت مستعد لإنفاقه لكسره.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.