黑客高手噼里啪啦敲幾下鍵盤,屏幕上代碼飛速滾動(dòng),隨著進(jìn)度條跑完,反派精心設(shè)計(jì)的密碼就土崩瓦解,這是電影中常見的精彩情節(jié)。但你知道嗎?這不過是藝術(shù)加工而已,現(xiàn)實(shí)中真正的密碼破解要比電影情節(jié)復(fù)雜得多。
國際上一些公認(rèn)的頂級(jí)密碼算法,其復(fù)雜程度之高,連專家都曾斷言需要上百萬年才有可能破解。然而就在十幾年前,這個(gè)看似不可逾越的"百萬神話",竟被一位中國女科學(xué)家接連打破了兩次!如今,她又為國家贏得了新的世界級(jí)大獎(jiǎng)。
數(shù)學(xué)才女
這位女科學(xué)家的名字叫王小云,來自山東諸城。1983年,她考入山東大學(xué)數(shù)學(xué)系。其實(shí)最初她報(bào)考的是物理專業(yè),因分?jǐn)?shù)不夠才選了數(shù)學(xué)。不過,王小云沒有因此消沉。反而在接觸數(shù)學(xué)后,很快被這門學(xué)科所吸引,那些精妙的公式和定理讓她無比沉醉。
學(xué)習(xí)中,王小云似乎天生就擅長(zhǎng) “走捷徑”,當(dāng)別人按常規(guī)思路解題時(shí),她總能另辟蹊徑找到更巧妙的解法。別人花一個(gè)月才能解出的難題,她一天就能搞定,這種天賦讓她在同學(xué)中脫穎而出。
很快,她的才華引起了著名數(shù)學(xué)家潘承洞院士的注意。要知道,潘院士此前從未帶過女學(xué)生,但為了王小云,他破例收下了這位得意弟子。在潘院士的教導(dǎo)下,王小云打下了堅(jiān)實(shí)的數(shù)論基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí),潘承洞建議她轉(zhuǎn)向密碼學(xué)研究。
密碼學(xué)作為數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支,是一個(gè)相當(dāng)枯燥的學(xué)科,學(xué)習(xí)中只有沒完沒了的“猜謎”和“解謎”。起初,王小云是并不太愿意的,于是潘承洞便建議她先去西安電大旁聽日本密碼學(xué)專家易松信的課程,聽完再做決定。
一開始王小云的態(tài)度并不積極,想著只要“聽完課程就可以回去繼續(xù)搞數(shù)學(xué)”,但幾節(jié)課下來,她完全被這門學(xué)科迷住了。
那些簡(jiǎn)單的0和1(二進(jìn)制)組合,蘊(yùn)含著無窮的變化和可能性,在她眼里變成了一場(chǎng)充滿挑戰(zhàn)的“捉迷藏”游戲。課程結(jié)束后,已經(jīng)沉醉其中的王小云還專門跑到圖書館復(fù)印了一本密碼學(xué)書籍帶回山大研讀。
27歲博士畢業(yè)后,王小云拒絕了高薪工作,選擇留校任職。因?yàn)檫@樣可以讓她在工作之余,繼續(xù)深耕密碼學(xué)研究。
百萬密碼 十年破譯
20世紀(jì)90年代起,王小云就將研究重心放在了哈希函數(shù)領(lǐng)域。1994年,她開始向當(dāng)時(shí)公認(rèn)最安全的兩種密碼算法MD5和SHA-1發(fā)起挑戰(zhàn)。這兩種算法都是基于哈希函數(shù)的加密技術(shù)。
通俗地說,這類算法就像給文件裝上了一把"數(shù)字指紋鎖"。它們通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算(包括進(jìn)制轉(zhuǎn)換,位移,異或等操作),把原始數(shù)據(jù)變成一長(zhǎng)串看似毫無規(guī)律的十六進(jìn)制字符。
比如"hello"經(jīng)過MD5加密后就會(huì)變成"
5d41402abc4b2a76b9719d911017c592"這樣的字符串。而且,哪怕原始數(shù)據(jù)只改動(dòng)一個(gè)字母(比如改成"Hello"),生成的密碼就會(huì)完全不同。
在王小云之前,MD5和SHA-1從未被成功破解過。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,即使用計(jì)算機(jī),也需要上百萬年才能破解。然而王小云只用了十年就做到了。
2004年8月,美國舉般加州國際密碼學(xué)大會(huì)上,當(dāng)一口山東口音的王小云走上講臺(tái)時(shí),臺(tái)下的歐美專家們并沒有特別關(guān)注。畢竟,當(dāng)時(shí)中國的密碼學(xué)領(lǐng)域剛剛起步,只能算是“新手菜鳥”。
可當(dāng)王小云平靜地宣布,她和團(tuán)隊(duì)已經(jīng)破解了MD5,以及HAVAL-128,MD4和RIPEMD四大密碼學(xué)著名密碼算法時(shí),整個(gè)會(huì)場(chǎng)先是陷入一片寂靜,緊接著爆發(fā)出經(jīng)久不息的掌聲?,F(xiàn)場(chǎng)專家們完全被震住了!
更震驚的還在后面。僅僅四個(gè)月后的2005年2月,王小云又宣布破解了難度更高的SHA-1算法。這一系列突破在國際信息安全領(lǐng)域引發(fā)了一場(chǎng)"大地震":MD5算法被迫退出歷史舞臺(tái),美國政府更是緊急出臺(tái)規(guī)定,要求所有機(jī)構(gòu)在2010年前必須停用SHA-1算法。
王小云用實(shí)實(shí)在在的成就,震撼了 世界,成為了密碼學(xué)領(lǐng)域里一位了不起的“破壁人”。
從"破壁人"到"鑄盾者"
王小云不僅擅長(zhǎng)"攻破"密碼,更精通如何"構(gòu)建"密碼,守護(hù)信息安全。
2005年,她和國內(nèi)專家們一起,設(shè)計(jì)出了中國首個(gè)自主的哈希函數(shù)算法:SM3。該算法的安全性遠(yuǎn)超之前被她破解的MD5和SHA-1。如今,SM3算法已廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,從銀行卡、社??ǖ礁咚俟稥TC系統(tǒng),都在使用這套算法守護(hù)信息安全。
多年來,歐美頂尖密碼學(xué)研究機(jī)構(gòu)多次以優(yōu)厚條件向王小云拋出橄欖枝,但都被她拒絕了。"密碼研究首先要為國家服務(wù),國家利益永遠(yuǎn)是第一位的。"王小云這樣說道。
在她的培養(yǎng)下,一大批優(yōu)秀的密碼學(xué)人才脫穎而出。如今,我國在密碼學(xué)領(lǐng)域的國際地位已獲得廣泛認(rèn)可。包括美國在內(nèi)的30多個(gè)國家在設(shè)計(jì)新密碼算法時(shí),都會(huì)首先采用中國團(tuán)隊(duì)的破解方法來評(píng)估其安全性。
2019年,王小云榮獲"未來科學(xué)大獎(jiǎng)",并獲得100萬美元獎(jiǎng)金。拿到這筆"巨款",她的想法相當(dāng)務(wù)實(shí):這下研究經(jīng)費(fèi)可以更充裕了。
2025年5月,王小云再獲殊榮。聯(lián)合國教科文組織授予了她" 世界杰出女科學(xué)家獎(jiǎng)"。她是該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來第九位獲此殊榮的中國女科學(xué)家,再次向世界展現(xiàn)了中國科研人員的卓越成就。
結(jié)尾
一個(gè)山東姑娘,從陰差陽錯(cuò)學(xué)數(shù)學(xué),到成為讓歐美密碼學(xué)界震驚四座的"密碼殺手",再到為中國打造信息安全"金鐘罩",這劇情簡(jiǎn)直是一部現(xiàn)實(shí)版的“爽文”。這些看似開掛的成就背后,是無數(shù)個(gè)日夜的枯燥演算。
她的實(shí)際行動(dòng),證明了我國在密碼學(xué)領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力,生動(dòng)詮釋了中國科學(xué)家攻堅(jiān)克難,勇攀高峰的精神品格。在建設(shè)科技強(qiáng)國的征程上,我們需要更多像王小云這樣既有家國情懷,又有科研韌性的科學(xué)家,用智慧和汗水一起鑄就國家安全的銅墻鐵壁。
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