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ShannonProver는 암호학적 형식 증명 작성을 자동화하기 위한 에이전트 기반 프레임워크입니다. 보안 모델을 보조 정리 수준으로 분해하면 시스템이 EasyCrypt 증명 스크립트를 자동으로 생성하여 암호학 연구의 병목 현상을 해결합니다.
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원문 바로가기암호학적 증명(Cryptographic proofs)은 커뮤니티가 수동으로 검증할 수 있는 능력을 점점 더 초과하는 규모로 생성되고 있습니다. 기계 검증 증명(Machine-checked proofs)은 확장 가능한 증명 검증을 향한 경로를 제공하지만, EasyCrypt와 같이 표현력이 풍부한 증명 보조 도구(proof assistants)를 위한 증명 스크립트를 작성하는 것은 여전히 주요한 병목 현상으로 남아 있습니다. 즉, 고수준의 증명 계획(high-level proof plan)이 알려져 있더라도, 이를 증명 전술(proof tactics)로 변환하는 데에는 상당한 추론 노력이 필요합니다. 본 논문은 암호학적 증명을 자동화하기 위한 에이전트 기반 프레임워크(agentic framework)인 ShannonProver를 제시합니다. ShannonProver는 암호학자가 보안 모델(security model)과 대상 정리(target theorem)를 보조 정리 수준의 증명 의무(lemma-level proof obligations)로 분해하여 제공하면, 시스템이 해당 의무들에 대한 EasyCrypt 증명 스크립트를 자동으로 구축하는 설정을 목표로 합니다. 우리는 EasyCrypt의 형식적 암호학적 증명 데이터셋을 통해 ShannonProver를 평가합니다. 이 데이터셋은 교과서적인 프리미티브(primitives), 배포된 프로토콜, 그리고 NIST 제안과 같은 표준화 작업에 걸쳐 있으며, 이전에 온라인에서 사용할 수 없었던 코퍼스(corpus)에서 추출한 전문가 사례 연구를 포함합니다. 우리는 ShannonProver가 ChaChaPoly1305 및 MEE-CBC와 같은 사례 연구에 대해 암호학적 증명 엔지니어링(cryptographic proof engineering)의 상당 부분을 자동화할 수 있음을 보여줍니다. 더 넓게는, 본 연구는 암호학 연구를 가속화하기 위한 경로를 제시합니다. 에이전트가 증명 엔지니어링의 부담을 자동화함에 따라, 암호학자들은 새로운 구성(constructions)에 대해 더 빠르게 반복 연구를 수행하고, 더 일찍 기계 검증된 확신(machine-checked assurance)을 얻으며, 신뢰할 수 있는 프로토콜을 설계에서 배포까지 더 빠르게 가져올 수 있습니다.