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谷歌 DeepMind 借助 AI 完成 Signal 协议形式化验证

谷歌 DeepMind 在 2026 年 11 月 10 日发布 AlphaProof Code 研究成果,依靠 Gemini 4 Carbon 驱动的多 AI 智能体,完成了 Signal 协议 libsignal 参考实现的机器码层级形式化验证,用数学方式证明协议核心安全属性成立,整个验证周期仅 4 周,原本这类工作靠人工专家团队往往需要数年时间。传统安全测试只能尽可能去找漏洞,没法从数学层面证明所有场景下都安全,而形式化验证就是把安全需求写成严谨数学规范,证明代码完全符合规范;过去形式化验证门槛极高、成本巨大,很难用到大规模商用加密软件上,这次 AlphaProof Code 把 AI Agent 引入证明流程,AI 自动生成 Lean 证明脚本,最后由 Lean 内核校验,只需要少量人工审核。整套流程先梳理 Signal 安全目标,写成 Lean 规范并由专家审核,再由 AI 智能体批量生成证明代码,最后校验确认协议的 PQXDH 后量子握手、三重棘轮机制满足前向保密、身份认证、妥协后安全等核心特性,研究团队已经把规范和证明代码开源,方便密码和安全社区继续研究,同时也要留意,本次验证只覆盖协议核心密码模块,不是 Signal 整个 App 全部代码。

一、本次验证基础信息表

项目详情备注
项目名称AlphaProof CodeDeepMind 推出的多智能体形式化验证框架
底层模型Gemini 4 Carbon驱动 AI 证明 Agent
验证对象libsignal(Signal 协议参考实现)验证到 AArch64 机器码层级
产出证明代码约 650 万行 Lean 证明代码基于 2.6 万行可信规范与机器码语义
耗时4 周人工方案预估数年
覆盖安全机制PQXDH 后量子握手、Triple Ratchet 三重棘轮验证前向保密、握手保密、认证、妥协后安全
开源地址google-deepmind.github.io/code-verification规范、证明脚本对外开源

二、AlphaProof Code 整套验证流程

  1. 规范编写:人和 AI 协作,把 Signal 的安全需求翻译成 Lean 形式化规范,安全专家审核规范是否准确。
  2. 机器码语义搭建:建立 AArch64 指令集的形式语义,让验证可以直接作用于编译后的机器码,不只是源代码。
  3. AI 自动证明:多个独立证明 Agent 自动构造 Lean 证明,尝试证明机器码满足前面的安全规范。
  4. 内核校验:所有 AI 产出的证明,统一交给 Lean 可信内核自动检查,只有校验通过才算有效证明。
  5. 人工复核:标记存疑部分,本次仅约 1% 内容需要人工深度审查。

三、Signal 协议的应用范围

  • Signal 原生聊天软件,核心加密底层就是 libsignal
  • WhatsApp、Google Messages 等多款通讯产品采用该协议
  • 主打端到端加密,是全球隐私通讯领域广泛使用的密码协议

四、成果价值与局限

✅ 价值

  1. 首次对大规模商用加密协议,直接做到机器码层级的形式化安全证明,缩小协议理论设计和实际运行代码之间的差距。
  2. 证明 AI 可以大幅压低形式化验证成本,未来有机会给更多密码库、安全组件做数学层面安全证明。
  3. 开源全套证明材料,给密码学、形式化验证社区提供可复用的研究基础。

⚠️ 局限

  1. 只验证核心握手与棘轮模块,没有覆盖 Signal 完整 App、群组消息、密钥生成、侧信道攻击防护。
  2. 目前计算资源消耗巨大,暂时很难快速批量迁移到其他大量加密软件。
  3. 不代表 Signal 绝对没有任何安全风险,只是证明了指定安全属性在验证模型内成立。

【相关 FAQ】

问题 1:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,用的是什么验证框架?

回答 1:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,使用的验证框架叫做 AlphaProof Code,由 Gemini 4 Carbon 驱动多 AI 智能体协同完成证明工作。

问题 2:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,这次验证覆盖了哪些安全机制?

回答 2:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,本次验证覆盖 PQXDH 后量子握手、Triple Ratchet 三重棘轮,验证前向保密、身份认证、握手保密、妥协后安全这些安全属性。

问题 3:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,形式化验证和普通漏洞扫描测试有什么区别?

回答 3:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,普通测试只能尽力寻找漏洞,形式化验证是用数学方法证明代码在模型内满足安全承诺,证明没有这类安全缺陷,门槛和难度更高。

问题 4:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,是不是 Signal 整个 APP 全部都被验证安全了?

回答 4:谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,本次只验证 libsignal 底层密码核心模块,不包含 Signal 完整应用、群组消息、侧信道防护等内容,不等于整个 App 全部通过验证。

【参考资料】

[2026-11-11](650 万行数学证明,4 周交卷,Gemini 4 Carbon 啃下加密协议验证硬骨头)36 氪

[2026-11-10](AlphaProof Code: Verifying Signal’s Security at the Machine-Code Level)Google DeepMind 官网

[2026-11-10](谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证,数学证明其端到端加密可靠性)IT 之家

[2026-11-10](DeepMind AI formally verifies parts of the Signal protocol)Resultsense

【免责声明】

以上内容整理自 DeepMind 官方论文、博客及科技媒体报道,谷歌 DeepMind 用 AI 完成 Signal 协议形式化验证仅针对指定模型下的核心密码属性,不代表不存在侧信道、上层业务逻辑等其他风险;AlphaProof Code 属于前沿研究项目,尚未成熟商用;相关安全结论、验证范围以 DeepMind 官方论文和开源文档为准,本文仅作为技术科普,不构成安全评估、产品选型建议。