Cairn

Mehr als nur KI-Penetrationstests – hin zu allgemeiner Zustandsraumsuche

Cairn ist eine universelle Problemlösungs-Engine.
Sie definiert keine Rollen, keine Arbeitsabläufe. Mit einem Ursprung und einem Ziel sucht sie nach einem Pfad durch einen unbekannten Zustandsraum.
KI-Penetrationstests sind ein solches Problem – und ein bewährtes.

Was ist Cairn?

Penetrationstests sind grundlegend eine gerichtete Suche durch einen nahezu unendlichen Zustandsraum:

• Ursprung: bekannt (Ziel-IP, Zielsystem)
• Ziel: definiert (eine Shell bekommen, die Flagge erobern)
• Pfad: unbekannt

Diese Struktur ist nicht auf Penetrationstests beschränkt. Schwachstellenforschung, mathematische Beweise, CTF-Herausforderungen – jedes Problem mit einem klaren Startpunkt, einer klaren Erfolgsbedingung und einem unbekannten Pfad dazwischen hat die gleiche Form.

Cairn wurde für diese Klasse von Problemen entwickelt. Penetrationstests sind der erste Bereich, in dem es validiert wurde.

Die Engine basiert auf einer Blackboard-Architektur mit einem expliziten Fact-Intent-Graph. Drei Primitive sind alles, was sie benötigt:

Der Graph wächst von origin in Richtung goal. Jeder neue Fakt ist ein Meilenstein; jede Absicht ist ein Schritt ins Unbekannte.

Agent Workers durchlaufen eine OODA-Schleife – Beobachte den gesamten Graphen, Orientiere dich am aktuellen Zustand, Entscheide über nächste Absichten, Handle um zu erkunden – und schreiben ihre Ergebnisse als neue Fakten zurück. Workers haben keine festen Rollen. Aufgaben werden zur Laufzeit aus dem aktuellen Zustand des Graphen generiert, nicht aus vordefinierten Jobbeschreibungen.

Agenten koordinieren ausschließlich über das gemeinsame Board (Stigmergie). Keine direkte Kommunikation. Keine Informationssilos.

Cairn in Aktion

https://github.com/user-attachments/assets/e557b1ac-dda4-41cb-87dd-9d56dbf05133

So funktioniert es

Drei Aufgabentypen, alle vom selben Worker ausgeführt:

Systemarchitektur:

          ┌──────────────────────────────────┐
          │           Cairn Server           │
          │    Facts + Intents + Hints       │
          └─────────────────┬────────────────┘
                            │
                     Read / Write API
                            │
          ┌─────────────────┴────────────────┐
          │             Dispatcher           │
          │   Schedules tasks, manages       │
          │   containers, writes protocol    │
          └──────────┬───────────────┬───────┘
                     │               │
     ┌───────────────┴──┐     ┌──────┴──────────────┐
     │  Worker Container│     │  Worker Container   │
     │   (Project A)    │     │   (Project B)       │
     │  ┌────┐  ┌────┐  │     │  ┌────┐  ┌────┐     │
     │  │ W. │  │ W. │  │     │  │ W. │  │ W. │     │
     │  └────┘  └────┘  │     │  └────┘  └────┘     │
     └──────────────────┘     └─────────────────────┘

Cairn Server pflegt nur die Konsistenz des Graphen.

Cairn Dispatcher liest den Graphen, plant Aufgaben, startet und stoppt Worker-Container und ist der alleinige Schreiber des Protokolls. Jedes Projekt erhält seinen eigenen Worker-Container; mehrere Agent Workers laufen gleichzeitig darin. Agent Workers erhalten nur ein Prompt und geben strukturierte Ausgaben zurück.

Unterstützte Worker-Backends: Claude Code, Codex und Pi.

Ergebnisse

Tencent Cloud Hackathon · KI-Penetrationstest Challenge · 2. Auflage

610 Teams · 1.345 Teilnehmer · führende Universitäten und Sicherheitsfirmen in ganz China

Das System wurde nie vor dem Wettbewerb getestet. Die gesamte Pipeline wurde zum ersten Mal um 4 Uhr morgens am Wettkampftag in Betrieb genommen. Kein Training, kein Feintuning, keine domänenspezifischen Werkzeuge. Null MCP-Tools, null RAG, keine vordefinierten Agentenrollen.

Weiterführende Lektüre

• Der stärkste KI-Penetrationstest-Agent: Postmortem des einzigen Teams, das AK beim TCH Tencent Cloud Hackathon Intelligent Penetration Testing Challenge (2. Auflage) erreicht hat
• Der pfadlose Pfad: Cairn AI von Penetrationstests zur allgemeinen Problemlösung

Erste Schritte

Voraussetzungen

• macOS oder Linux
• Python ≥ 3.12
• Docker

Erforderliche Images pullen

Beide Setup-Methoden benötigen das Worker-Container-Image:

docker pull --platform=linux/amd64 ghcr.io/oritera/cairn-worker-container:latest

Erstellen Sie Ihre lokale Dispatcher-Konfiguration und füllen Sie Ihre LLM-Endpunkte und API-Schlüssel ein:

cp dispatch.example.yaml dispatch.yaml

Docker Compose (empfohlen)

Ziehen Sie das Basis-Image, das zum Bau von Cairn verwendet wird:

docker pull ghcr.io/astral-sh/uv:python3.13-trixie

docker compose up --build

Dies startet cairn-server auf Port 8000 und cairn-dispatcher, sobald der Server den Health Check besteht. Der Dispatcher mountet dispatch.yaml aus dem Projektstamm und verbindet sich über den Host-Socket mit Docker. Daten werden unter ./datas/cairn/ persistent gespeichert.

Manuell

# Start the server
uv run --project cairn cairn serve

# Run the dispatcher
uv run --project cairn cairn dispatch --config dispatch.yaml

# Run startup health checks only
uv run --project cairn cairn dispatch --config dispatch.yaml --startup-healthcheck-only

Tests

Führen Sie die schnelle Regressionstestsuite ohne Docker oder Live-Modell-Endpunkte aus:

uv run --project cairn --group dev pytest

Haftungsausschluss

Cairn ist eine universelle Problemlösungs-Engine. Obwohl es Penetrationstests, CTF-Lösungen, Sicherheitsbewertungen und Schwachstellenforschung unterstützt, ist es nur für Umgebungen bestimmt, in denen Sie ausdrücklich zur Durchführung autorisiert sind.

Sie sind allein dafür verantwortlich, wie Sie dieses Projekt nutzen. Verwenden Sie Cairn nicht gegen Systeme, Netzwerke, Anwendungen oder Daten ohne vorherige ausdrückliche Genehmigung des Eigentümers oder Betreibers. Nicht autorisierte Sicherheitstests, Ausnutzung oder Datenzugriff können illegal sein und Schaden verursachen.

Die Entwickler und Mitwirkenden dieses Projekts befürworten keine missbräuchliche Verwendung und übernehmen keine Verantwortung für Missbrauch, Schäden, Verluste oder rechtliche Konsequenzen, die aus der Nutzung entstehen. Durch die Nutzung dieses Projekts stimmen Sie zu, dass Ihre Aktivitäten mit allen geltenden Gesetzen, Vorschriften, vertraglichen Verpflichtungen sowie beruflichen oder organisatorischen Richtlinien in Ihrer Rechtsordnung übereinstimmen.

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