王小云,让全世界的密码学专家跟着中国跑

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  65后的王小云出生于山东诸城的一个农村家庭,受数学教师父亲影响,她从小就对数学感兴趣。考入山东大学数学系后,王小云身上潜藏的解密天赋日渐显露。一次,老师给了大家一个关于印度数学家拉马努金未经证明的数学公式题。而王小云只用1周时间,就用最简单的证明正确佐证了这个公式。她的高效令老师非常欣赏,考研时,老师将她推荐给了数学家潘承洞院士。她也没有辜负潘教授的期许,顺利考上了博士。王小云毕业留校任教后,还在导师的建议下,将研究方向从解析数论改为新兴的密码学。
  从零起点开始一个新方向的研究,其难度不言而喻。好在王小云有强大的数学知识做支撑,经过8年的潜心钻研,她先后取得了多个突破性成果,由此也获得了国家密码基金、863项目等资助,并且获得部级科技进步奖。因此2002年,36岁的王小云晋升为山东大学教授职称。此后,王小云一边忙着带研究生,一边攻读密码学知识。短短5年,她就破解了HAVAL-128和RIPEMD等算法,接着,她和密码学专家安东尼·茹,几乎同时独立破解了SHA-0。而以上3种密码,都是当时国际上非常领先的加密算法。
  但科研永无止境,王小云有更远大的雄心壮志,她要破译国际公认最先进、最安全的密码。人类步入21世纪,世界上应用最广泛的两大密码,就是MD5和SHA-1。这是由美国标准技术局颁布的算法。尤其MD5,全球计算机网络大量使用,运算量达到2的80次方,即使采用现在最快的巨型计算机,也要运算100万年以上才可能破解。
  王小云的第一个大目标,就是破解MD5。可这是极难的题,因为已经有不少顶尖密码学家尝试破译MD5,他们在这个难题上摸索了15年之久,都没有突破性的成果。因此,MD5也被称为“密码学家们最无望攻克的堡垒”。但王小云不相信,MD5真那么牢不可破吗?
  转眼到了2004年,在当年的国际最重要密码学会议“美密会”上,全球密码学界为一位中国女性而轰动,因为她破解了全球最安全的密码算法MD5。此人就是王小云。当她站在台上,宣布成功破解MD5,并拿出诸多有力证据的时候,会场突然一片寂静,接着全场人都站起来报以排山倒海般的掌声。世界顶尖密码学家Yvo Desmedt,参会前胳膊骨折了,但他竟然兴奋的用另一只手使劲击打大腿表示祝贺。王小云做完报告的第二天早上,一个密码专家跑来问她:“王女士,我为日本政府工作,他们政府让我咨询您,现在哪个Hash函数还是安全的?”还有顶尖密码学家惊羡感慨道:“王,你知道吗?破解MD5是我一生的梦想,现在你破解了,你赢了!”
  因为这名中国女性的出现,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MD5。但美国一家科研院的密码技术负责人,却公开信誓旦旦说:“MD5虽然被破解了,我们的SHA-1还没发现任何安全隐患。”他们做梦也想不到,没过多长时间,王小云将这个美国人认为没有任何安全隐患的密码SHA-1,也破解了。当时,她和其他国际专家讨论到SHA-1时,研究Hash函数的著名专家多伯丁曾骄傲地说:“这个密码他能破解57步,其他人只能到40步。”王小云随口说了一句:“我回去试试。”2005年2月15日,世界公钥加密算法大会上,王小云又抛出一个让人意想不到的成果,她又破译了美国人觉得天衣无缝的SHA-1,而且只用了2個月!结果再一次引发轰动。
  王小云最厉害的是,她破解密码的方法与众不同。在大家都借助电脑破密时,她大部分是手算,包括那两个国际最安全的密码,也是被她采用大量的手算攻破的。国际专家评价:“王小云教授的出现,让全世界的密码学专家不得不跟着中国跑。”
  之后,美国方面专门研讨,在国际征集新的Hash函数标准的竞争策略,邀请函也送到王小云手中。她却放弃了这个在国际科研界更进一步的机会。因为在她心中,自己不仅是一名密码学家,更是一名中国的密码学家。网络信息技术高度发展的时代,密码信息是国家各行各业的屏障,王小云正在为祖国守住这一领域。
  十多年来,在王小云的带领下,科学家们为我国设计了第一个哈希函数算法标准,经过国内外顶尖密码专家评估,它的安全性极高。王小云还主持设计了国家密码算法标准Hash函数SM3,该算法在我国金融、交通、电力、社保、教育等重要领域得到广泛使用。凭借在密码学上的突出成就,王小云在2014年荣获中国密码学会“密码创新奖”特等奖,2017年当选为中科院院士。
  但令人更钦佩的是,王小云不光是一个了不起的科学家,更是一位称职的宝妈。她许多巨大的科研成就,都是在带孩子的同时完成的。在繁忙的科研工作之外,王小云对于生活质量从来不打折扣:她每天要拖3次地,像母亲一样将家里收拾得井井有条;家中阳台上一年四季都有鲜花,照顾刚出生女儿的间隙,她都不忘给自己泡一杯现磨咖啡。
  王小云和从事医学研究的刘瑞田于1991年结婚,女儿在4年后出生。此后,每天忙完家务,哄睡女儿,王小云就会坐在家里的电脑前,开始演算各种密码的破解方法。女儿入眠后,她继续编程工作到深夜一点左右,有次攻关时间长达3个月,而那个阶段恰好是爱人在美国读博士后期间。“那段日子,经常是在深夜里精神正足的时候,考虑到第二天女儿还要上学,不得不怀着遗憾的心情去休息。次日送女儿到幼儿园后,赶紧回家继续寻找新的攻击路线……”就这样,在抱孩子、做着家务的间隙,各种密码可能的破解路径就在她脑中盘旋,一有想法她就会立即记到电脑里。在破解一系列国际密码算法的10年中,王小云慢慢带大了一个女儿,还养了一阳台的花。后来她受聘于清华大学,举家搬到北京,才开始了全家人的新生活。
  如今,王小云这位密码学家、清华大学女教授、中科院院士仍工作在第一线。每天到办公室跟学生讨论问题,已成为她的一个习惯。对王小云而言,密码研究是兴趣与社会责任的完美结合,也是她生活的重要组成部分。
  2019年9月7日,有“中国版诺贝尔奖”之称的第四届“未来科学大奖”评出,密码学才女王小云获奖。她也是该奖项开设4年以来首位女性得主,奖金100万美元。“一个人的研究时间太有限,也就几十年。培养出更多优秀的学生,才可以不断延续下去,使中国密码研究更长久地走在世界前列。”王小云说,她余生的梦想是带领学生们构筑好密码防御体系,使我们的国家更安全,人民的幸福生活得到保障。
  (编辑/张金余)
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