Google Neural Network invente son propre protocole de cryptage

Les employés de Google Brain , l'un des départements de la société Google engagés dans le deep learning, ont créé un réseau de neurones qui a développé son propre protocole de cryptage. Les chercheurs Martin Abadi et David Andersen ont montré que les réseaux de neurones sont capables de développer des moyens simples pour crypter les messages.

Dans une expérience menée par des experts, un réseau de neurones a pu créer sa propre forme de cryptage grâce à l'apprentissage automatique. Ce système n'a pas appris les principes du chiffrement ou des algorithmes spéciaux. Le chiffrement développé par un ordinateur s'est avéré assez simple, surtout par rapport aux méthodes développées par l'homme. Néanmoins, il s'agit d'un résultat très intéressant d'une étude où, selon les auteurs, "il n'était pas destiné à démontrer un cryptage fort".

L'équipe Google Brain pendant l'expérience n'a pas travaillé avec un réseau de neurones, mais avec trois à la fois. Ils s'appelaient Alice, Bob et Eve. Chaque système a été formé pour communiquer avec les deux autres. Le travail d'Alice était d'envoyer des messages secrets à Bob. «Lui», à son tour, a dû déchiffrer le message envoyé par Alice. Et la tâche du réseau neuronal Eve, à son tour, était d'observer la communication de deux autres réseaux.

Afin de cacher le sens du message d'origine, Alice a dû convertir le texte en clair afin qu'Ève ne le comprenne pas. Le texte amendé, cependant, devrait être clair pour Bob, et seulement pour lui. Alice et Bob se sont d'abord entendus sur la façon de changer le texte afin qu'ils puissent se comprendre, et Eve ne comprendrait rien.

Ce graphique montre le nombre d'erreurs dans le décryptage des messages d'Alice par les réseaux de neurones Bob et Eve. Pendant le processus de formation, Bob a commis moins d'erreurs. Eva a également étudié, mais après chaque tentative réussie, le système de cryptage a changé et Eve n'a rien pu y faire.

Les premières tentatives de cryptage n'ont pas été très réussies. Au début, Bob ne pouvait rien faire avec les messages cryptés d'Alice. Mais au fil du temps, Alice a développé une méthode assez fiable que Bob a comprise. Dans le même temps, Eve n'a pas pu décrypter le message afin de comprendre ce qui était discuté ici. Parfois, elle a réussi à ouvrir le système de cryptage des messages de deux autres réseaux de neurones, mais après chaque tentative réussie d'Eva, ils ont changé le système de cryptage.

Les auteurs du projet ont décidé de choisir des cryptosystèmes symétriques comme base pour le fonctionnement de leurs réseaux de neurones. Cryptosystèmes symétriques (algorithme de clé symétrique en anglais) - une méthode de cryptage dans laquelle la même clé cryptographique est utilisée pour le cryptage et le décryptage. Le cryptage symétrique était la seule méthode de cryptage jusqu'à l'invention du cryptage asymétrique. La clé d'algorithme doit être gardée secrète par les deux parties. L'algorithme de chiffrement est choisi par les parties avant de démarrer la messagerie.

Après que le script ait été joué plus de 15 mille fois, Bob a appris à convertir le texte chiffré d'Alice en texte brut sans une seule erreur. Dans le même temps, Eve n'a pu deviner que 8 des 16 bits de données contenus dans le message. Puisque chaque bit est 1 ou 0, alors, en fait, Eve ne pouvait que deviner par hasard. Selon les chercheurs, une tentative de décrypter le message d'Alice Eve ressemble plus à une supposition avec un tirage au sort. Les résultats de l'étude sont publiés ici .

Nous ne comprenons pas exactement comment cette méthode de cryptage fonctionne, car l'apprentissage automatique nous a permis d'obtenir le résultat sans montrer comment le développer. En pratique, cela signifie que nous ne pourrons pas obtenir une méthode de cryptage compréhensible pour une personne si elle est suffisamment complexe. L'application pratique de cette technologie est donc limitée.

«Les méthodes de travail avec les réseaux de neurones ont commencé à se développer au niveau actuel ces dernières années, nous ne sommes donc qu'au début», explique Joe Sturonas, spécialiste du cryptage chez PKWARE. Jusqu'à présent, une personne peut facilement pénétrer dans le système de protection de l'information développé par les systèmes neuronaux. Il est possible qu'après un certain temps, les machines apprennent à créer des systèmes de cryptage de données plus fiables, qu'elles devront passer beaucoup de temps à pirater si elles peuvent même comprendre le résultat des machines.

Les chercheurs envisagent à l'avenir de travailler non seulement avec le chiffrement symétrique des données. Peut-être que la stéganographie sera impliquée. Les scientifiques pensent que les réseaux de neurones ne sont apparemment pas très puissants dans les cryptanalystes, mais ils peuvent être très efficaces pour analyser les métadonnées et analyser le trafic transmis sur le réseau. De plus, les chercheurs affirment que les réseaux de neurones peuvent être efficaces non seulement pour la protection des données, mais aussi pour les attaques.

Google Brain est un projet de réseau neuronal qui s'est «séparé» du département de recherche à long terme de Google X. Les employés de Google Brain sont exclusivement dédiés à l'apprentissage automatique et à la technologie des réseaux neuronaux. Selon la direction de Google, ces technologies peuvent offrir de vastes possibilités aux systèmes informatiques. Les systèmes basés sur la machine sont susceptibles de changer beaucoup - de la vitesse et de la précision d'un diagnostic médical à la conduite automobile. Au final, selon les représentants de Google Brain, tout cela peut changer l'humanité elle-même.

Source: https://habr.com/ru/post/fr398645/