• 首  页
  • 视  频
  • 图  片
  • 上海科技报
  • 上海市科技传播学会
王小云:解密人生
2019年09月12日  作者:曲田   编辑:chunchun   审核:刘纯  版面:B2

  近日,2019未来科学大奖获奖名单揭晓。中国科学院院士、山东大学网络空间安全学院院长王小云获得数学与计算机科学奖,成为未来科学大奖第一位女性获奖人。

  王小云的“作战”工具并不复杂,一支笔,一沓纸,一台电脑,方法全在头脑里。她常常手指搭下巴仰头望天花板,很静,几乎没有动。如果不是眼瞳中射出的锐利目光,看起来很像是发呆。而此刻,王小云正在科学的迷宫里探索方向。

  密码学要求绝对专注,需要剔除许多干扰才能达成。在旁人眼中或许枯燥的字符,在王小云看来,处处闪动着灵动的色彩。

  “那么繁琐复杂的万物运行,就蕴藏在简洁的数与形里。真正沉下心去理解这些符号,层层剥笋由浅入深,由简单到复杂,一层比一层更接近本质,很是奇妙。”尽管在密码学领域里已经“摸爬滚打”20余年,但说起钟爱的密码学,王小云一如初恋。

“设谜”与“猜谜”,乐趣无穷

  怀有兴趣、乐于迎接挑战,这是王小云认为学好密码学需要具备的特质。作为一套精准凝练的语言,密码提炼出了事物本质,并以极简字符控制着整个世界的复杂结构。在王小云看来,密码学就像是“设谜”与“猜谜”的过程,具有成熟完备的科学体系,乐趣无穷。

  2005年,美国《新科学家》杂志上刊登了一篇文章《崩溃!密码学的危机》,用极富震撼力的语言报道了王小云取得的里程碑式成果。对于学术界来说,这个巨大震撼源自于被王小云破解的、被普遍视为“坚不可摧”的两大算法。

  多年来,由美国标准技术局(NIST)颁布的基于Hash函数的MD5和SHA-1,是国际上公认最先进、应用范围最广的两大重要算法。这两种算法的厉害之处在于,对于输入信息的任何一次小的篡改都会立刻引起“雪崩效应”,从而保证信息的数字指纹的唯一性和不可伪造性。因此,按照常规方法,即使调用大型计算机,也需运算100万年才有可能破解。这确保了电子签名在现实中的绝对安全。

  MD5和SHA-1的广泛应用源自人们对其安全性的充分信赖。从理论上讲,它们是“不可能破解的”,全世界密码学精英在它们问世后为其“验明证身”,不少密码学家的破解尝试无功而返。然而,王小云“横空出世”,频频拉响警报。2004年8月的世界密码学大会和2005年2月的RSA年会,见证了两大算法在不到半年的时间里相继告破。

  我们可以用比较粗糙简化的方式来理解“王氏攻击”的意义:目前,在最快速度下,普通PC机只需几分钟时间就能找到MD5的“碰撞信息对”。这不仅意味着数字签名安全性的降低,也意味着其它一些基于Hash函数的密码应用安全性降低的可能。果真如此的话,所谓的“安全网络站点”、各种基于Hash函数无碰撞特性的一切密码系统及应用都可能面临遭受攻击的威胁。因此美国国家标准与技术研究院宣布,美国政府5年内将不再使用SHA-1,取而代之的是更为先进的新算法,微软、Sun和Atmel等知名公司的专家也发表了他们的应对之策。

  王小云本人倒是愿意从另一个角度来看待自己的发现,那就是呼唤更先进的密码算法,使网络信息更加安全。“密码分析科学家和黑客不同。黑客是盗取密码保护的信息以获取利益,而密码分析家从事的是基础理论研究,是为了评估密码算法的安全性,找到其漏洞,以设计出更安全的密码算法。”

迎接一个又一个挑战,这个过程令我着迷

  当哈希函数的两大支柱算法遭受重创后,2007年,美国国家标准技术研究院向全球密码学者征集新的国际标准密码算法,王小云放弃参与设计新国际标准密码算法,转而设计国内的密码算法标准。时至今日,王小云也为自己的选择而自豪,祖国的需要就是她做科研的重要动力。

  2005年,王小云和国内其他专家设计了我国首个哈希函数算法标准SM3。如今,SM3已为我国多个行业保驾护航,审批的密码产品达千余款,多款产品在全国范围内使用,受SM3保护的智能电网用户6亿多,含SM3的USBKey出货量过10亿张,银行卡过亿。

  最令王小云高兴的,是国家网络安全体系在行业标准化道路上不断前进。SM3发布之后,30多项密码相关领域的行业标准出炉,国家对网络安全性问题的认识越来越清晰深刻。

  “密码学是解决现代信息安全问题的核心技术,目前国内从事密码学研究的人越来越多,他们不断完善各行业信息安全上的密码系统,这将进一步压缩黑客的生存空间,因为一般黑客攻击的无非是非标准化的密码系统或者根本没有部署密码技术的网络通信系统。”王小云说。

  在密码学领域里硕果累累,王小云当然有她与众不同的天分。然而,无论是强调灵感一瞬,还是机器般严密精准的理性,都于无形中抹杀研究者数十年的耕耘和挣扎。

  对密码学家来说,时间单位是数十年切割成的一个月、一天里的分和秒,可具体到演算纸上的每一步骤,灵感、失败,结果步步临近的欣喜,都是隐秘的个人战斗。尽管这意味着可能会默默无闻,但王小云说她不在乎,只希望能做出真正令自己满意的成果。“密码学可以给你空间慢下来,需要你完全把精神集中在一件事,深入钻到一个思维去,迎接一个又一个挑战,这个过程令我着迷。”

(摘自“清华新闻网”,有删减)

  • 热门话题

点燃经济发展的“数字引擎”

10月10日召开的2019中国国际数字经济博览会以“数字经济引领高质量发展”为主题,聚焦数字经济发展前沿,充分展示数字经济领域国际国内最新技术、产品、服务和商业模式,围绕大数据、人工智能、5G等新一代信息技...