Cyber Grand Challenge 2016 là cuộc thi của cơ quan DARPA (Mỹ), nơi bảy cỗ máy hacker tự đấu với nhau tại Las Vegas vào ngày 4/8/2016, không một con người nào được chạm phím. Bài viết kể lại vì sao Mayhem của ForAllSecure vô địch dù bị sập giữa trận, và vì sao chuyện này vẫn đáng nghĩ lại trong thời AI viết mã.

Tóm tắt nhanh

Cuộc thi đòi hỏi máy tự săn lỗi, tự vá, tự tấn công và tự tính toán chiến lược. Mayhem thắng không phải vì săn lỗi giỏi nhất, mà nhờ “chiếc mũ kế toán”: biết cân xem một bản vá đáng giá bao nhiêu, nên có lúc chủ động chưa vá. Nó dẫn đủ xa từ đầu nên vẫn về nhất dù ngừng hoạt động gần nửa trận.

Diễn biến chính

Bối cảnh: Heartbleed và bài toán tốc độ

Mùa xuân 2014, lỗ hổng Heartbleed bị phát hiện sau khi nằm im hơn hai năm; chừng nửa triệu máy chủ bảo mật bị phơi ra trước khi bản vá lan đi. Một lỗ hổng trung bình mất khoảng mười tháng mới được vá, trong khi kẻ tấn công chỉ cần vài phút.

DARPA từng tổ chức các “đại thử thách” (Grand Challenge) cho xe tự lái băng sa mạc. Năm 2013, Mike Walker khởi xướng một đại thử thách cho an ninh mạng. Giám đốc DARPA khi ấy, bà Arati Prabhakar, nói đại ý mục tiêu là phá vỡ vòng luẩn quẩn chờ bị tấn công rồi mới vá.

Sân chơi khép kín mang tên DECREE

Để các cỗ máy đấu nhau mà không gây hại cho Internet, ban tổ chức dựng hệ điều hành rút gọn DECREE với vài lời gọi hệ thống cơ bản. Đề thi là những chương trình viết riêng, gài sẵn lỗi, trong đó có bản mô phỏng sâu Morris và một bản Heartbleed thu nhỏ. Dữ liệu ra khỏi vùng cách ly chỉ qua một cánh tay robot chuyển đĩa Blu-ray. Giải nhất là hai triệu đô la.

Vòng loại tháng 6/2015: bảy đội vào chung kết

Hơn một trăm đội đăng ký, hai mươi tám đội thi, mỗi cỗ máy phải xử lý 131 chương trình lạ trong 24 giờ. Bảy đội vào chung kết, mỗi đội nhận 750.000 đô la để xây máy. Ba đội đáng chú ý là ForAllSecure (Mayhem), Shellphish (Mechanical Phish) và liên danh giữa một công ty phần mềm ở bang New York với Đại học Virginia (Xandra).

ForAllSecure do giáo sư David Brumley cùng hai học trò lập năm 2012 tại Carnegie Mellon sau gần mười năm nghiên cứu. Shellphish là nhóm của thầy Giovanni Vigna ở Đại học California, Santa Barbara, thành lập năm 2005. Mechanical Phish chạy trên 64 nút máy song song. Xandra bền bỉ, đều tay.

Luật chấm điểm và bốn chiếc mũ

Mỗi chương trình được chấm theo ba trục: có bị xuyên thủng không, có còn sẵn sàng phục vụ không, và hiệu năng. Trục sẵn sàng được nhân chứ không cộng, và mỗi lần nộp bản vá, chương trình phải nghỉ một vòng không điểm. Vì vậy mỗi máy phải cùng lúc săn lỗi, vá lỗi, chứng minh lỗ hổng của đối thủ và tính toán thiệt hơn.

Shellphish ước khoảng 70% chương trình sẽ bị khai thác nên chọn vá tất cả, vá ngay. Mayhem đặt mục tiêu bản vá chỉ được làm chậm chương trình từ 0 đến 5% và dùng một hệ chuyên gia để quyết định; có lúc nó giữ bản vá lại như một quân bài chưa lật.

Đêm 4/8/2016: máy sập, kết quả vẫn đảo chiều

Mayhem dẫn đầu từ những vòng đầu. Quãng vòng bốn mươi, điện năng của nó tụt xuống, không còn gì được gửi đi, và luật không cho ai khởi động lại. Trận kéo dài chừng tám đến mười tiếng, khoảng chín mươi sáu vòng.

Kết quả sơ bộ: Mayhem 270.042 điểm, Xandra 262.036, Mechanical Phish 254.452. Sau khi soát lại, ngày 5/8 Mayhem nhận giải nhất 2 triệu đô la, Xandra 1 triệu; hạng ba của Shellphish được chốt ngày 7/8 với 750.000 đô la.

DEF CON CTF: máy gặp người

Ngay sau đó, giải cướp cờ DEF CON dùng luật và hệ điều hành của cuộc thi máy, mời Mayhem đấu cùng mười bốn đội người. Trước giờ đấu, Walker nói đại ý ông không kỳ vọng Mayhem về đích tốt. Kết quả: Mayhem đứng thứ 15/15 với 72.047 điểm, kém đội thứ mười bốn khoảng 1.300 điểm; PPP của Carnegie Mellon, đội mà Brumley làm cố vấn, vô địch với 113.555 điểm. Ban tổ chức ghi nhận Mayhem nhiều lần vượt lên trên các đội người trong trận.

Về sau Shellphish công bố toàn bộ mã nguồn Mechanical Phish, DARPA mở những gì sinh ra từ trận chung kết, còn Mayhem được thương mại hoá, trong đó có khách hàng là Bộ Quốc phòng Mỹ.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • “Máy đánh bại hacker người”? Không đúng: Mayhem thắng các máy rồi đứng cuối trước người, dù cách biệt nhỏ. Bảng điểm DEF CON còn phải chấm lại vì ban tổ chức nhận lỗi không chạy lại một số bằng chứng lỗ hổng.
  • Vì sao Mayhem sập? Chưa có lời giải thích chính thức. Giả thuyết nó cố tình im lặng vì đánh hay vá đều quá rủi ro chỉ là suy đoán của báo chí; giả thuyết bị đối thủ gửi tràn dữ liệu chỉ là lời kể gián tiếp.
  • Chuyện kể theo lời người trong cuộc. Việc Mayhem sập quãng vòng 40, chi tiết đội chỉ thấy điện năng và nhiệt độ, hay con số ghi gấp đôi điểm ở vòng loại đều theo lời kể của Brumley. Chuyện Mayhem nhận huy hiệu đen DEF CON chỉ là lời kể có độ chắc thấp.
  • Số vòng và thời lượng trận chung kết được các nguồn ghi không thống nhất (96 hoặc 97 vòng; 8–11 giờ). Năm Walker khởi xướng cũng có nguồn ghi là 2014.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Người kế toán chỉ giỏi khi có người viết sẵn bảng giá. Ở Las Vegas, bảng giá ấy rõ ràng: vài lời gọi hệ thống, lỗi được gài có chủ đích, luật tính điểm in sẵn. Ngoài đời, lỗi không ai gài, đối thủ không theo luật, và cái giá của bản vá thường chỉ lộ ra khi đã muộn. Hai năm sau, một nhà nghiên cứu ở Carnegie Mellon nhận xét rằng đã có máy tự tìm lỗi, tự vá lỗi, nhưng chưa có máy tự biết chiến lược.

Cũng nên nhớ không cỗ máy nào ở đó dùng học máy hiện đại; người kế toán của Mayhem là bộ luật do con người viết. Thắng trên một sân chơi được dọn sạch là thật, nhưng mới chỉ là vòng loại. Mỗi lần nghe tin AI lập kỷ lục trên bài thi đóng gói sẵn, câu hỏi nên đặt ra là: ai đã viết bảng giá?

Câu hỏi thường gặp

Cyber Grand Challenge 2016 là gì?

Đây là cuộc thi do DARPA tổ chức, nơi bảy cỗ máy tự động phải tự tìm lỗ hổng, tự vá, tự khai thác và tự quản lý chiến lược mà không có người điều khiển. Trận chung kết diễn ra ngày 4/8/2016 tại Las Vegas.

Ai thắng Cyber Grand Challenge?

Mayhem của ForAllSecure (Carnegie Mellon) giành giải nhất 2 triệu đô la. Xandra về nhì, nhận 1 triệu đô la; Mechanical Phish của Shellphish về ba, nhận 750.000 đô la.

Vì sao Mayhem thắng dù bị sập giữa trận?

Theo kịch bản, Mayhem dẫn đầu từ sớm nhờ cân nhắc kỹ khi nào đáng vá, nên tích đủ khoảng cách để chịu được việc ngừng hoạt động. Nguyên nhân sập chưa có lời giải thích chính thức.

Máy có đánh bại hacker con người không?

Không. Tại DEF CON CTF ngay sau đó, Mayhem đứng cuối trong 15 đội, dù đã nhiều lần vượt lên trên các đội người trong trận. Đội người PPP vô địch.

Mayhem có dùng AI hiện đại không?

Không đội nào ở Las Vegas dùng học máy hiện đại. Bộ phận ra quyết định của Mayhem là một hệ chuyên gia gồm các quy tắc do con người viết.

DECREE là gì?

Là hệ điều hành rút gọn do ban tổ chức dựng để làm sân thi, chỉ có vài lời gọi hệ thống cơ bản, giúp cuộc đấu bị cách ly khỏi thế giới thật.

Nguồn tham khảo

  • DARPA: thông cáo ngày 4/8 và 5/8/2016
  • IEEE Spectrum (2016 và 2019)
  • Phrack 70 (Shellphish)
  • UCSB News
  • Khoa ECE, Đại học Carnegie Mellon (9/8/2016); CMU News 2018
  • LegitBS (ban tổ chức DEF CON CTF)
  • Communications of the ACM (trích đoạn)
  • Wikipedia: Cyber Grand Challenge, DECREE

Bài viết tóm tắt từ video của kênh; nội dung mang tính giới thiệu.