中国天才女科学家王小云破解世界最难密码

时间 :2019-11-06 09:48:10

编者按:她已经解锁了美国认为最安全的密码。破解密码需要一台大型计算机100万年。她的名字震惊了全球密码学界。她对我国密码学领域更为重要,解决了实际问题。是她让中国密码学在世界上领先!

2019年9月7日,一个激动人心的消息传来,第四届“未来科学奖”中国世界级科学奖——被称为“诺贝尔奖的中文版”——宣布了获奖者。

其中,清华大学的王小云教授获得了“数学与计算机科学奖”。她是四年前设立的未来科学奖的第一位女性获奖者。奖金是100万美元!(人民币711万元)这引起了网民的注意,他们也很好奇:王小云?她有多好?

说到王小云,她的专业是密码学。她是一个女天才,十年内破解了五大密码!她解开了美国认为最安全的密码。一台大型计算机需要一百万年才能破解密码。她的名字震惊了全球密码学界。她对我国密码学领域更为重要,解决了实际问题。是她让中国密码学在世界上领先!她的成就令人惊叹,但更令人钦佩的是,在她多年的科学研究中,她还考虑了两个身份:一个是创造不可能的顶级密码学科学家,另一个是照顾孩子的家庭主妇和宝贝母亲。然而,她在工作和事业上取得了令人难以置信的双重成功。她是怎么做到的?

来自普通家庭的有才华的年轻女孩的力量证明了“谁说女人不如男人”?王小云1966年8月出生于山东诸城一个普通的五兄弟姐妹家庭。受父亲当老师的影响,王小云从小就对数学、物理和化学感兴趣。父亲指导王小云的生活,母亲是她的向导。父亲一年到头都在外面教书,为了让孩子们安心学习,家务和农活都在母亲的肩上,但即使很辛苦很累,母亲也总能把事情处理得井井有条。母亲的井然有序,王小云都把眼睛看在心里,不管是生活还是工作,她都养成了简单高效的习惯。最初,她有普通的学业成绩。她只花了40天就参加了高中入学考试,并被诸城最好的高中诸城一中录取。在高中,她的物理和数学成绩总是班上最高的,她被同学们称赞为“天才女孩”。1983年,她以优异的成绩被山东大学数学系录取。也从那时起,她隐藏的“解密天赋”逐渐显露出来。

在山东大学的自学课上,王小云的老师给了每个人一个关于印度数学家拉玛努金未经证实的数学公式的话题。一个成绩优异的学生做了整整一个月,证明方法非常复杂。然而,王小云只用了一周的时间就用最简单的证据证明了公式的正确性。她的效率受到老师们的高度赞赏,老师们在她的研究生入学考试中将她推荐给潘成东院士。以前,潘小姐没有录取任何女学生,但是她的成绩非常优秀,她从优柔寡断变成了不正常。王小云没有辜负潘老师的期望。她又成功地被博士生录取了!王小云用自己的力量一点一点地证明了这一点。谁说女人不如男人?!

1993年博士论文答辩会(左起:詹涛、潘成彪、裴丁一、潘成东、王小云、袁一朗、王伟、俞修远)

王小云于1993年获得山东大学数学博士学位。1993年从王小云毕业后,她留在学校教书。她曾担任讲师、副教授和教授。当时,她接受了潘成东院士的建议,转而从事密码学。潘院士认为,在数学方面取得优异成绩的王小云,将来一定会取得巨大成就。王小云接受了顾问的建议,转向密码学。那时,她不会想到这是她一生中最重要的转折点!此外,我认为她未来的成就不足以让世界惊叹!

王小云正忙于招收研究生和学习密码学。仅仅在五年内,她破解了haval-128、ripemd和其他算法。然后,她和密码学专家安东尼·鲁几乎同时独立破解了sha-0。Haval-128、ripemd、sha-0是世界上非常先进的加密算法。科学研究永无止境。王小云有更大的野心。她想破译国际公认的最先进、最安全的密码!第二,她破解了美国政府使用的密码,声称是世界上最安全的!看过电影《u-571》的人一定记得,为了获得德国潜艇使用的密码,美国军方会毫不犹豫地使用伪装成德国潜艇的潜艇窃取受伤的德国潜艇上的解码器和密码本。

王小云说:真实情况绝不是电影中描述的那样。盟军使用了大量数学家,包括图灵,来破解德国军队使用的英格曼密码。这群数学家花了10年时间才最终破解了英格曼密码。一般来说,设计一个高级密码需要大约10年的时间,而设计一个新密码需要大约8年的时间。密码学是在不断的创造和破解中发展起来的。当人类刚刚进入21世纪时,世界上使用最广泛的两个密码是md5和sha-1。这是美国标准与技术局发布的一种算法,特别是md5,广泛应用于全球计算机网络,运算量为2到80次方。即使现在使用最快的超级计算机,破解它也需要100多万年!王小云的目标是破解md5,但这是一个极其困难的问题,因为许多顶级密码学家试图破解md5,他们在这个难题上摸索了15年,却没有任何突破性的结果。因此md5也被称为“密码学家最无望的领域”。但是王小云不相信md5真的如此牢不可破?时间指针指向2004年。在今年的美国秘密会议(美国秘密会议,最重要的国际密码会议)上,全球密码学界因一名中国女性破解了世界上最安全的密码算法md5而引起轰动!是的,她是王小云!

当她站在舞台上宣布她成功破解md5时,会议厅突然陷入了沉默,随之而来的是雪崩般的掌声!当她完成报告时,几乎所有的人都站了起来。王小云说:“首席密码学家伊沃·德梅特在出席会议前折断了手臂。他太激动了,以至于用另一只手拍了拍大腿以示掌声。我完全被蒙住了眼睛。”后来,一位国际科学研究工作者阿尔金·k·伦斯特拉(arjen k. lenstra)对当时耸人听闻的场景描述如下:“自20世纪90年代初以来,我几乎参加了世界上所有最重要的密码会议,但我从未经历过像2004年美国秘密会议这样的盛大场合;当王小云教授的报告完成时,每个人都难以相信她惊人的成就。全体观众起立给王教授热烈的掌声。人们站在讲台上向她表示衷心的祝贺。她带来的报告材料被抢了。这的确是一个难忘的时刻。”就在王小云完成报告的第二天早上,一名密码专家来到王小云,问道:“王女士,我为日本政府工作。他们的政府让我咨询你。现在哪个散列函数是安全的?”其他顶级密码学家感叹道,“王,你知道吗?破解md5是我一生的梦想。既然你已经破解并赢了,这就是游戏规则。”

打破世界上最安全的密码是中国王小云创造的一个里程碑式的成就。由于王小云的出现,美国国家标准与技术研究所宣布,美国政府将在5年内不再使用md5。然而,美国研究所密码技术负责人公开发誓,“md5已经被破解,但是sha-1没有发现任何安全风险。”然而,我没有想到不久后王小云破解了密码sha-1,美国人认为这个密码没有任何安全风险。当时,王小云和其他国际专家讨论了sha-1。哈希函数方面的著名专家杜伯姆丁(Dobermuddin)自豪地说:他可以用57步破解这个密码,而其他人只能用40步。王小云心想:那不一定是真的。他漫不经心地说,“我回去试试。”

2005年2月15日,在世界rsa(公钥加密算法)大会上,王小云抛出了另一个意想不到的耸人听闻的结果。她甚至破解了美国人认为完美无缺的sha-1!只花了两个多月!结果引起了另一种感觉。国际专家评论道:“世界各地的其他密码学家仍在努力跟上王教授的步伐,了解她的成果和方法,这对正确评估其影响至关重要。”中国王小云,在国际密码学界,让世界跟随中国!

但是王小云更糟糕的是她破解密码的方式不同。当每个人在电脑的帮助下破解代码时,她大多是用手破解的。世界上最安全的两个密码大部分都是手动的!王小云破解md5和sha-1导致《华盛顿时报》报道,中国解码专家开发的新解码技术可能“攻击白宫”。但王小云表示:就公众理解而言,密码分析师非常像黑客,但我们的工作显然不同于黑客。黑客恶意破解密码,并希望通过窃取密码获得好处。密码分析师的工作是寻找更安全的密码算法。我们中国人从来没有为了进攻而追求进步,而是为了保护自己。此后,美国专门讨论了在世界范围内收集新散列函数标准的竞争策略,并向王小云发出了邀请。然而,她放弃了这个在世界上进一步研究的机会,因为在她看来,她不仅是一个密码学家,也是一个中国密码学家!祖国是第一!获奖第三名,她只在网络信息技术高度发达的时代为祖国捍卫密码信息领域。密码信息是这个国家各行各业的障碍。王小云正在为祖国捍卫这片土地。2007年,在王小云的领导下,科学家为我国设计了第一个散列函数算法标准sm3。经过国内外顶级密码专家的评估,其安全性极高。她还主持了国家密码算法标准哈希函数sm3的设计,该函数广泛应用于中国金融、交通、电力、社会保障、教育等重要领域。

2006年,她获得陈嘉庚科学奖、丘实杰出科学家奖和第三届中国青年女科学家奖。

2006年,他获得了“丘石杰出科学家奖”(左起:查·姬敏的女儿周赵广、刘碧如、王小云、杨振宁和姚期智)。2010年获得苏黥布应用数学奖,2014年获得中国密码学会密码创新奖特别奖,2017年当选中国科学院院士。

但是,你知道吗?那些年,王小云在什么样的生活条件下取得了巨大的成就?令人惊讶的是,除了科学研究之外,她的地位是“宝贝母亲”,她是抱着孩子进行科学研究的。4号是一个宝藏妈妈,同时也在做科学研究。她的梦想是让中国密码学在世界上发展!早些时候在央视的“开幕式”上,作为嘉宾发言人,她透露,当她获得研究突破的主要想法时,她并不在研究室或学校班级,而是在她生孩子和在家生孩子的时候!

除了繁忙的科学研究工作,她从不轻视生活质量。她不得不一天拖两三次家,把它整理好。在她的阳台上,一年四季都有鲜花,她必须照顾她的新生女儿...她说:“我的科学研究是带孩子、做家务和种花。”

她从事科学研究的秘密是:高效率和专注。每天晚上哄女儿入睡后,王小云在小灯下计算散列函数。第二天,送她上学后,她匆匆回家继续寻找新的“攻击”路线。她的科研工作量是多少?例如,一条攻击路线在第一轮有16个步骤,而她的电脑有17条好的攻击路线,那些未经测试的路线是难以想象的数字。

许多人认为,男性凭借其天生的理性优势,可能比女性更容易在科学研究方面取得更多成就,但这一次,王小云打破了世界上“宝母”的概念。今年8月11日,在北京举行的“妇女与数学教育和研究发展论坛”上,王小云直言不讳地说:“在我看来,男女在做研究方面没有区别。我做最好研究的时期也是我做最好家务的时期。做家务是一种放松,我可以思考研究中的问题。”在她赢得这次未来科学奖后,网民们震惊地听到她是一位“珍宝母亲”科学家,并留下了许多信息:“伟大,伟大的母亲!”我钦佩这种家庭和工作一起提升的人!其他人羡慕道:“经过这么多年的科学研究,我还有这么多头发。”。王小云说:“我的梦想是永远不要忘记你的首创精神,做好全国的密码保护工作,在全国重要地区部署我们的密码防御系统,让我们的国家更加安全,人民的生活更加幸福!”!"

在物联网时代,密码是信息安全的重要保障,它与每一个中国人息息相关,从手提箱密码到电脑和手机密码,再到上亿张银行卡,乃至整个国家的网络安全,涉及隐私、数据保护和芯片安全。然而,王小云的加密工作不仅给我们带来了更先进的加密方法,也成为保护祖国网络信息安全的重要屏障,使中国的密码学走在世界前列。

铿锵玫瑰的花朵!在王小云,不仅有女性科学家耀眼的才华,也有中国研究人员的国家使命和责任。我们希望中国能有更多像她这样的女性人才,带领祖国的科学研究走向更远的未来。



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