【51CTO.com快譯】Google Brain創(chuàng)造出兩套人工智能方案，能夠自行開(kāi)發(fā)加密算法以保護(hù)消息免受第三套AI的窺探——第三套AI也會(huì)不斷演進(jìn)以努力破解AI生成的加密機(jī)制。研究結(jié)果非常成功：前二者已經(jīng)順利學(xué)會(huì)了如何以安全方式彼此進(jìn)行通信。

[[183999]]

該加密系統(tǒng)的設(shè)置方式。P=輸入普通文本，K=共享密鑰，C=加密文本，而PEve與PBob則為計(jì)算后的明文輸出結(jié)果。

Google Brain團(tuán)隊(duì)（位于山景城，與倫敦的Deep Mind團(tuán)隊(duì)不同）首先構(gòu)建起三套相當(dāng)普通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分別命名為Alice、Bob與Eve。

每套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都擁有非常具體的目標(biāo)：Alice負(fù)責(zé)向Bob發(fā)送安全消息; Bob必須嘗試對(duì)消息進(jìn)行解密; Eve則必須嘗試攔截該消息并進(jìn)行解密。Alice與Bob在與Eve的對(duì)抗中擁有一大優(yōu)勢(shì)：雙方起始時(shí)擁有一條共享密鑰（對(duì)稱加密）。

重要的是，AI并不了解要如何對(duì)信息進(jìn)行加密或者應(yīng)當(dāng)使用什么加密技術(shù)：它們僅僅得到一項(xiàng)失敗函數(shù)（即失敗條件），所有工作都要以為基礎(chǔ)展開(kāi)。

在Eve方面，失敗函數(shù)非常簡(jiǎn)單：測(cè)定Alice原始輸入文本得出猜測(cè)結(jié)果之間正確與錯(cuò)誤bit的差別。對(duì)于Alice與Bob，失敗函數(shù)則更加復(fù)雜：如果Bob的猜測(cè)（針對(duì)bit測(cè)量結(jié)果）距離原始輸入文本太遠(yuǎn)，則被稱為失敗; 對(duì)于Alice，如果Eve的猜測(cè)結(jié)果較隨機(jī)猜測(cè)更準(zhǔn)確，則視為失敗。如此一來(lái)，這套對(duì)抗性創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱GAN）即構(gòu)建完畢。

Alice、Bob與Eve皆共享同樣的“混合與轉(zhuǎn)換”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但各自獨(dú)立進(jìn)行初始化，且除Alice與Bob間共享密鑰外再無(wú)其它聯(lián)系。對(duì)于Alice，密鑰與文本被輸入至該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的首層; 對(duì)于Bob，密鑰與密文作為輸入結(jié)果; 而對(duì)于Eve，則僅能獲得密文。首層完全連接，因此文本與密鑰能夠進(jìn)行融合。后則為多個(gè)卷積層，它們用于學(xué)習(xí)以對(duì)由***層交付的bit進(jìn)行函數(shù)應(yīng)用。并且并不知曉該函數(shù)具體是什么，而必須通過(guò)學(xué)習(xí)逐步了解。對(duì)于Alice，最終層將交付一些密文，而Bob與Eve則輸出認(rèn)為正確的明文。

Bob與Eve在訓(xùn)練過(guò)程中不斷重建誤差。可以看到Eve一直在不斷改進(jìn)，但Alice與Bob也在進(jìn)行加密方法變更并不斷挫敗Eve的“陰謀”。

結(jié)果是……比較復(fù)雜。一部分運(yùn)行結(jié)果徹底失敗，Bob根本無(wú)法重構(gòu)Alice給出的消息。但在大多數(shù)情況下，Alice與Bob確實(shí)能夠構(gòu)建起一套演進(jìn)系統(tǒng)，雙方間的通信理解保持著極低的誤差率。

在部分測(cè)試中，Eve確實(shí)給出了優(yōu)于隨機(jī)猜測(cè)的結(jié)果解讀，但Alice與Bob隨后往往會(huì)改進(jìn)自己的加密技術(shù)直到Eve再次陷入失?。ㄔ斠?jiàn)圖表）。

研究人員無(wú)法對(duì)Alice與Bob設(shè)計(jì)的加密方法進(jìn)行詳盡分析，但通過(guò)特定訓(xùn)練來(lái)看，他們發(fā)現(xiàn)Alice與Bob同時(shí)依賴于密鑰與明文內(nèi)容。“不過(guò)絕不是簡(jiǎn)單的XOR。具體來(lái)講，輸出的值通常為非0與1的浮點(diǎn)值，”他們解釋稱。

作為總結(jié)，研究員Martin Abadi與David G. Andersen表示，這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確實(shí)能夠?qū)W習(xí)如何通過(guò)僅告知Alice加密內(nèi)容本身保護(hù)通信內(nèi)容——而更重要的是，這種保密效果無(wú)需指定特定加密算法集合即可實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，除了數(shù)據(jù)對(duì)稱加密之外還有大量其它技術(shù)可供使用，而研究人員們指出未來(lái)的工作將著眼于隱寫（即將數(shù)據(jù)隱藏在其它媒體之內(nèi)）及非對(duì)稱（公鑰）加密。

至于Eve是否會(huì)成為一種強(qiáng)大的安全挑戰(zhàn)方案，研究人員表示：“雖然看起來(lái)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在密碼分析領(lǐng)域似乎不太可能起到重要作用，但在元數(shù)據(jù)與流量分析方面則擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?rdquo;

原文標(biāo)題：Google AI invents its own cryptographic algorithm; no one knows how it works

原文作者：SEBASTIAN ANTHONY

【51CTO譯稿，合作站點(diǎn)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原文譯者和出處為51CTO.com】