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Claude狂写1.8亿行证明,万亿次测试漏掉的Bug,被AI一锅端

全球软件的漏洞,要被Claude彻底清理了吗?

仅仅48小时内,全球就爆发了27起重大网络攻击,如今人们纷纷议论,「最黑暗的十月」已经降临。

一早,Anthropic前沿红队团队与Theorem Labs共同发布了一份重要报告——

他们让Claude深入到底层汇编指令(RISC-V),对真实的生产级开源代码库展开了全面进攻。

短短几周内,Claude完成了123个开源代码库中239个测试入口的形式化验证,生成了1.8亿行Rocq数学证明代码,全部通过了机器的核验!

谷歌平台运行了上万亿次都没有发现的隐藏漏洞,连同潜伏了十多年的高危逻辑死角,甚至x86处理器硬件自身的真实缺陷,在这次大清理中全部暴露出来。

更令人惊讶的是,在一个流行的PDF阅读器中,Claude一周内挖掘出的安全漏洞,直接相当于它通常一整年的报告数量。

这一次,Claude将发现Bug、修复Bug和验证修复连成了一条流程,展开了一场「数学级」的Bug清扫。

席卷全球的网络安全危机,或许终于有了解决方案。

万亿次测试遗漏的Bug

被数学手段逼了出来

过去十年,开源世界最依赖的防线之一,是谷歌在2016年推出的OSS-Fuzz。

这种方法叫模糊测试,它向程序入口批量注入半随机的输入,观察哪个输入能让程序崩溃。它累计运行了上万亿次测试。

但模糊测试本质上是在迷宫中碰运气。它的输入通常被限制在1MB以内,只要还有一条路径没有被覆盖,那里的Bug就能一直隐藏下去。

研究团队这次将测试入口改写为一道数学命题,在设定条件下,小于64MiB的任何输入,都不会触发约定的崩溃,包括断言失败和ASan内存检测工具能捕捉的错误。

Claude的任务,就是证明这一点。一次运行成功不算数,规定范围内的每一种输入、每一条能到达的路径,都必须被证明不会触发上述错误。

证明一旦受阻,要么是Claude还没找到证法,要么是程序里确实有Bug。找到Bug后,Claude会自己打补丁,然后继续往下证明。

于是,那些躲在测试够不着的角落里的Bug,现身了。

某个解压器里藏着一个计数器下溢,会把数据写到内存边界之外,但只有输入约20MB、排列非常罕见的输入才会触发。

研究团队称,光是尝试证明的过程,就发现了数百个Bug。

测试和证明之间的差距有多大,研究人员在Claude用Rust写的Python解释器里,故意埋了7个Bug。

随机测试放跑了其中5个,但证明一个都没有放过。

狂跑391行代码,63万行证明

这批证明,是在最底层完成的。

Claude证明的对象,是编译之后真正在CPU上运行的RISC-V机器码。源代码和编译出来的程序未必完全一致,只有证到机器指令,证明的才是实际运行的那个程序。

为此,Theorem先把RISC-V指令和Linux进程的行为写成了数学模型,目前的证明就建立在这套模型之上,限定在单线程、静态链接、固定内存预算的环境中。

证到这一层,工程量开始爆炸。JSON解析库cJSON的一个解析入口只有391行C代码,Claude为它写了63万行Rocq证明。

膨胀上千倍,是因为证明要覆盖整个进程。C程序的启动、内存分配器、printf、内存检测工具自己的运行时,全都要一并证明,和cJSON本身相关的只占十分之一。

整个项目里,Claude累计写了约10亿行证明,最后约1.8亿行通过了检查。其中超过一半,是Claude给自己写的工具自动生成的。

最后把关的,是Rocq证明检查器,它按逻辑规则逐步验算,一份证明要花30分钟到几个小时的CPU时间。检查器确认的是证明符合规范,人类仍要审查规范和机器模型是否对应真实需求。

模型写得再流畅,过不了检查器,就一行都不算数。写出这样规模的证明,放在过去是一个不敢想象的工程量。

传奇微内核seL4,写代码只用了2人年,但给它做完形式化验证却花了整整20人年。所以几十年来,这种级别的安全保证,只有空客飞控这类人命关天的代码才用得起。

而这一次,123个开源库,Claude只用了几周。

Claude给芯片写了一套数学

顺手揪出硬件Bug

要说Claude证明能挖得有多深,看一眼cpp-httplib就知道了。

为了排除递归太深、撑爆栈内存的可能,Claude追进了C++标准库libc++的红黑树,在机器码上证明这棵树的高度始终被压在对数级别。树的高度受控,销毁时的递归层数才有上限,才能继续证明栈空间不会被耗尽。

它先把zlib压缩格式的标准写成形式化规范,再证明Linux内核自带的zlib实现完全符合它。

这一次,证明做在了x86机器码上。而x86指令集的数学模型,是Claude完全自主写出来的。

这套模型准到什么程度呢?在模型里一条指令一条指令地单步推演,能在Linux内核上把Ubuntu的用户态完整启动起来。

写模型的过程中,Claude找出了x86官方参考文档里的数百处错误,还发现了少量藏在CPU硬件本身里的Bug。

从软件一路证到芯片,AI已经在帮人类重新核对整台计算机的地基。

证明速度两个月翻一番

1.34亿美元的验证路线图

形式化验证最大的门槛是贵,一份证明往往要烧掉数亿token。如今这笔账,正在飞快变小。

Anthropic用36个小型验证任务做了测试,Opus 5.5完成其中一半所需的token,比Opus 5少了约40%。

Theorem测试了今年5月到9月发布的7款前沿模型,验证速度大约每两个月翻一番。

而且,证明可以复用。

Agent们共享工作区之后,同一组任务少花了17%的token。libcups、freerdp、libzmq这几个八竿子打不着的项目,共用了运行库等底层代码,因此大段证明都是从别人证好的部分抄过来,改一改就用上了。

顺着这个思路,Theorem算了一笔以Nix软件生态为样本的总账。

在Nix软件生态里,只要9MB的共享基础库,就是三分之二机器码的全部依赖。光是OpenSSL一个库,就出现在近1.6万个软件包的运行依赖里。

按今天的价格,把OpenSSL证穿一次约22万美元,摊到每个下游软件包,只要14美元左右。

Theorem推算,如果验证能力保持两个月翻倍,并按每年1亿美元的预算推进,到2027年底,总成本约1.34亿美元,就有望把Nix生态95%的机器码纳入证明。

作为对照,GovAI估计,全球网络犯罪相关损失、应对和防御支出,每年合计约5000亿美元。

全球网安至暗48小时,让数学来兜底

Linux内核是全世界测试得最狠的软件之一,9月的一份Debian内核安全公告,就列出了1000多个漏洞。前沿大模型已经能把几个看似无害的小Bug,串成一条致命的攻击链。

找Bug的AI越来越强,靠人类一个个打补丁,已经追不上它的速度。

论文作者之一Aengus Lynch写道,「对互联网来说,这是一段可怕的日子。我相信,这是一束希望之光。」

他还相信,终有一天,Theorem会把所有关键软件都形式化验证一遍。

现在,首批25个库、60个入口的证明已经在GitHub公开,任何人都能下载下来,亲手验算一遍。

写代码的机器越来越多,人类也正在把一条路走通,让支撑数字世界的关键代码,都带上一份数学证明。

参考资料:

https://x.com/AnthropicAI/status/2113390212911083894?s=20

本文来自微信公众号“新智元”,作者:ASI启示录,编辑:摩西 桃子,36氪经授权发布。

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张明辉

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