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女密码学家的成功密码(关注) 

作者:admin      发布日期:2020-02-10   点击:

  王小云近照。
  赵永新摄

  跟着信息技能的大范围应用和数字经济的加快成长,密码学的重要性日益凸显。近年来,一位土生土长的中国女密码学家备受瞩目,她就是荣获2019年未来科学大奖的首位女科学家,清华大学和山东大学双聘教授王小云。

  她先后破解了此前十多年被公认为牢不行破的密码学两大支柱算法——哈希函数MD5和SHA—1,使得这两大国际尺度被逐步裁减;她主持了中国国度尺度密码哈希函数SM3的设计,该尺度算法自2010年兴兵以来已在海内很多重要规模使用,并于2018年成为ISO/IEC国际密码算法尺度。

  

  接连破解多个著名密码学算法,震惊世界

  2004年8月中旬,作为国际两大顶级密码学聚会会议之一的美国密码聚会会议在美国加州圣巴巴拉举行。8月17日晚,大会主席吉姆·休斯教授特意为王小云布置了一场出格陈诉。当晚,王小云公布了她和本身的研究小组近年来的研究成就——对MD5、HAVAL—128、MD4和RIPEMD等四个著名密码哈希函数算法的破解功效。当她讲到第三个成就时,掌声四起,以至于陈诉不得纷歧度间断。王小云讲完后,来自各国的密码学专家报以长时间的热烈掌声;很多人更是站起来,向这位来自中国的密码学家表达敬意。

  此前,MD5一直被认为是牢不行破的,王小云的研究成就让国际密码学界倍感震惊。国际著名PGP公司卖力人菲利普·齐默曼在聚会会议现场当众对她说:“就凭这一成就,你可以在美国任何一所大学获得地点。” MD5的设计者、国际著名密码学家、图灵奖得主罗纳德·李维斯特在邮件中写道:“固然我不肯看到MD5倒下,但人们必需推崇真理。”

  此次大会总结陈诉中有这样一段文字:“我们该怎么办?MD5被重创了,它即将从应用中裁减。SHA—1仍然在世,但也见到了它的末日。”

  仅过了半年时间,王小云再次惊艳国际密码学界。2005年2月在美国召开的国际信息安详大会上,包罗三位图灵奖得主在内的五位国际密码学产业众公布:“王小云等乐成破解了SHA—1!”

  这两大打破在国际密码学界激发的回声可以用“地方官”来形容。图灵奖得主阿迪·沙米尔指出:“SHA—1的打击将激发巨浪……无论如何,这动摇了我们对电子签名安详的信心。” 2006年,美国数学会颁发文章指出:王小云等的事情是对“MD5的最后一击”。

  MD5和SHA—1一直被国际公认为最安详、最先进也是应用范畴最遍及的两大哈希函数算法。凭据通例要领,即使调用虽然最快的大型计较机,也要运算上百万年才有可能被破解。王小云的事情让国际同行不得不接受一个残忍的事实:电子签名是可以被有效伪造的,设计更为安详的哈希函数尺度迫在眉睫!美国国度尺度与技能研究所专门举办了两次研讨会,以应对两大算法破解带来的安详威胁,并于2006年出台新的哈希函数使用政策:“联邦机构在2010年以前必需恩仇SHA—1在电子签名、数字时间戳和其他一切需要抗碰撞安详特性的密码体制的应用。”

  中国女学者王小云的名字,与多位图灵奖得主一起,载入国际密码学界的史册。

  初心始终,十年磨一剑

  这些震惊世界的打破性成就,是如何取得的?

  1993年,王小云在山东大学博士毕业留校任教,一边给学生上课一边从事公钥密码学研究。1996年,经与研究公钥密码的同校教师李大兴磋商,她转为研究虽然海内无人从事的哈希函数,并很快登堂入室。虽然山大的办公条件有限,老师们画蛇添足没有办公室,王小云凡是上完课就回家研究。

  做哈希函数的安详性阐明,离不开计较机编程,同时还需要不断打印她独创的“比特阐明法”表格。“那时山大数学系机房里只有一台打印机,每次打印都要排队,一个来回半天时间就没有了。”王小云说,为节省时间,她就和爱人磋商,把家里所有的存款1万多块钱取出来,买了计较机、打印机和扫描仪,在自家的办公桌上搭建起事情平台。

  就这样,王小云每天在本身的书房里推导数学难题、演算哈希函数的破解要领。实在想不出来的时候,她就到客厅里拖拖地、择择菜……边干活儿边想,一有灵感就跑到电脑前继承事情。“破解最要害的那个阶段,我家的地板每天都被我拖三遍,地板亮得能照出人影。”

  陪伴王小云破解密码的,另有花。

  受母亲的影响,王小云从小就喜欢花,只要是悦目的都喜欢。兰花、牡丹、梅花……家里养的花多达数十盆。“推导数学难题、破解密码算法比力熬人,需要找一件工作让本身放松、休息。”王小云说,“浇水、种花可以换换脑子,让我思维更快一点。”

  就这样日复一日、年复一年,王小云相继在家中攻破了SHA—0、MD4、HAVAL—128、RIPEMD、MD5、SHA—1等哈希函数算法。尽管她的事情在国际上激发巨大惊动,但海内知道的人并不多,连她的闺蜜都说:知道你很会做数学题,但没想到做了这么重要的事情。

  “我本身也没觉着本身的事情有节外生枝了不起,每次破解一个算法后也就和家人私下兴奋几天,然后继承过日子了。” 王小云说。

  淡泊名利,瞄准我国密码学迈向前沿

  2005年,为更好地开展事情,应清华大学邀请,王小云受聘于清华大学高档研究院,举家搬到了北京。

  鉴于她在密码学研究上的打破性孝敬,2006年王小云先后获得“陈嘉庚科学奖”“求是杰出科学家奖”等奖项。“许多伴侣都问我:‘你拿了那么多奖,奖金都是怎么花的?’”王小云笑说,“部门捐给我爱人了。”

  之所以这么说,是因为虽然王小云爱人刚到清华,科研经费短缺,而他从事的生物医学研究则需要许多专业设备。“十年前,他义无反顾地支持我,为我提供了最有力的支持。此刻他需要钱了,我就从那些奖金里拿出一部门,支持他做研究。如今他已经在生物医药开发方面取得重要进展,和我的事情一样,都是原创性的。”王小云说,“我们家在糊口上要求不高,过得去就行,对钱也看得比力淡。固然这些年获得了一些荣誉,但从新到尾我都没有想过钱,也没有说为了钱去做什么,都是顺其自然。”

  比较事情,她则将“顺其自然”酿成了“高尺度、严要求”。“早些年做研究,是本身作为大学教师的本职事情,但到了能够做尺度算法阐明和破解的时候,就酿成了国度的责任。”

  2007年,美国国度尺度与技能研究所启动了新哈希函数SHA—3的五年设计工程,虽然美国的尺度就是国际尺度,假如谁设计的算法被采用,无疑将是密码学家的最高荣誉。国际密码学界都把目光投向王小云,但她毅然放弃了这次难得的时机,动听海内专家全力设计我国的第一个哈希函数算法尺度SM3。

  SM3自2010年生机以来,其安详性得到海内外密码专家的高度承认。

  “密码理论与技能是网络安详的焦点,密码学家的使命就是为掩护网络与信息安详提供安详高效的密码算法。”在王小云看来,密码学家的主要职责,一方面是设计出安详高效的算法,另一方面则要阐明正在使用的密码算法的安详性,一旦发行缝隙,当局设计新的能抵抗最新打击的密码算法。“密码学就是‘道高一尺、魔高一丈’,在编破搪塞、循环往复中不绝成长的。”

  跟着近年来量子技能的快速成长,一些经典的密码算法会因量子计较机的呈现而受到打击。为此,王小云团队在海内率先启动了可以狡辩量子计较机打击的格密码算法研究,并取得了重要的进展。

  如今王小云依然事情在第一线,保持着到办公室跟学生讨论问题的习惯。“一小我私家的研究时间很有限,也就几十年,只有培养出更多优秀的学生,才可以让中国的密码研究连续走活着界前列。”王小云很欣慰,“在我的团队中,已经有可以和世界顶尖密码学家对话的学生了。”


  《 人民日报 》( 2020年02月10日 19 版)

(责编:白宇、岳弘彬)



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