朗读者王小云:朝抵抗力最大的路径走

大学 作者:山东大学 2021-11-15 22:11:02



MD5曾是世界上最先进的密码算法

即使是最先进的计算机也要推算数年

中国科学院院士、山大网络空间研究院院长王小云以纸笔为矛

刺破了几乎坚不可摧的MD5


王小云以女性的优雅

科学家的理性笃行

肩抗国家赋予的责任使命

手筑百姓安全的“黄河大堤”

坚定地走在勘破真理的结界

近日,王小云院士做客央视朗读者

讲述“密码女王”的解密故事

请跟随姗姗一起来聆听吧


2004年夏天,美国加州圣芭芭拉召开国际密码学会议,这是密码学研究领域中水平很高、影响广泛的标识性会议。


一位中国女科学家有条不紊地走到台上,语气平静地向全世界宣布:包括MD5在内的四大国际密码算法全部存在漏洞。此言一出,举座皆惊。


随后,她的报告数次被雷鸣般的掌声打断,其中更有一名教授因左手骨折无法鼓掌,就一直用右手猛拍大腿。


她就是中国的“密码女王”王小云,国际著名密码学家Lenstra在她的评价信里写道:“我参加了美密会所有的密码会议,从来没有经历过这样的场景。”



王小云在访谈中介绍破解MD5过程


01



在一些人眼里,所谓的密码学就是人们日常用到的账户密码。但实际上,那些生活中的“密码”只能算作最简单的口令,并不是密码学所说的真正的“密码”。


王小云的工作也并非是研究如何抵御病毒木马的入侵,她所打交道的“密码”更像是一把锁,把人们的密码保护完整,拒“偷东西”的人于千里之外。



在2004年的美密会上,得知她成功破解了MD5,大会主席黑沃斯教授非常激动。别人的报告时间一般是两三分钟,他破例为王小云安排了十五分钟。这十五分钟,便足以在密码学界搅起一番风云。


有不少人对王小云说,你的结果算错了。但她却不为所动:“肯定没错,你放心好了。”比哈姆教授找到她,告诉她MD5的结果确实是错的,而王小云仍旧坚持:“不会有错的,你放心。”


王小云与比哈姆教授  

图源:《数学文化》2019第10卷第2期


MD5一共有64步,她提议来一个现场测试,两人从最后一位分别往前推算。从倒数第一步到第一步,他们的结果始终不同。王小云自信地指出:“我们两个有一个初始值错了。”


王小云的初始值来自来自施奈尔的《密码学与安全:从理论到应用》,当比哈姆教授将书中的初始值放入程序运行后,不到一秒钟,王小云听见他说:


“妙极了,祝贺你,你破解了MD5。”


后来,蔡院士给王小云打电话:“你为中国人争了光。”闺蜜也替她高兴:“我天天和你吃饭,竟然不知道你的工作这么厉害!”


MD5被公认为“最安全的密码”,想要破解它可能需要上百万年的时间。然而,随着王小云的破解,其安全性降到了最低。美国立即召开研讨会,“MD5已经死了,赶快撤出使用”。


在王小云看来,科学没有运气,更没有巧合,破译MD5背后,是自己多年的坚持与努力。


02



在王小云之前,其实不断有世界顶级的密码学家试图破解MD5。


“破解MD5是我一生的梦想”,比哈姆教授对王小云说:“现在你破解了,你赢了,这就是游戏规则。”


一开始,王小云打算和学生一起破解MD5,但学生觉得,“这个事情太难了”。王小云便自己研究,当时她只想着“试试它的破解有多难”,然而过了两个星期,她就知道:“我肯定能破了。”


谁也想不到,那个时候王小云还在家里坐月子,她每天除了照看刚出生的女儿,就靠破解密码来“解闷”。


在破解MD5之后,王小云把目光瞄准了有着“白宫密码”之称的SHA-1。


当时正值寒假,她让学生协助编程,再让山大数学院机房里所有的电脑全都来运行SHA-1的推演。她本以为,这么多台电脑,应该一天就能运行出结果。但足足等了8天,仍旧毫无进展。


谁也想不到,数台电脑推演8天都没有得出的结果,却在王小云一支笔的运算下,渐渐露出了真容。她心里有数了:“SHA-1能破!”



“我所有的数学模型,几百个方程,都是用手一个一个推出来的。这种逻辑思维是非常纯粹的数学逻辑,如果用计算机自动化推的话,它很难去处理方程之间的矛盾。”


王小云相信自己的数学推导,“我能马上感觉到我需要调整哪些路线,当十个方程都出现矛盾的时候,我估计计算机也不知道该往哪里走,它就崩溃了。”


让她十分自豪的是,目前为止,自己手推的效率和同行用计算机自动化推出来的效率是一致的。


2005年2月14日,王小云把破译SHA-1的论文投给了美密会的密码专家。第二天,世界RSA大会召开,会上宣布了SHA-1已被破译的消息,世界上最为坚固的密码堡垒再一次轰然倒塌。


美国国家标准与技术研究院不得不宣布,美国政府在未来五年内将全部停用SHA-1。


03



2019年,王小云成为未来科学大奖设立4年以来首位获奖的女科学家。


在颁奖典礼现场,她特意准备了英语演讲,即便她的英语并不流利,但她觉得,“就跟我的科研一样,人是需要不断挑战的。”



王小云英文获奖感言


在人们眼中,站在舞台中央的王小云,身着精美旗袍,用英文分享着密码学的魅力,眉宇之间流淌的是那份专属于她的自信与从容。


回归生活,除了密码研究,其实她还爱养花和集邮。家和实验室里都摆着她的花,一有时间,她也会去集邮市场逛一逛,久而久之,还混了个脸熟。


她其实很爱美,在家工作的时候也习惯以正式的状态进行。“我就简单抹抹脸,涂涂口红,梳梳头发,换上出门会穿的衣服,然后才开始在桌子前开始工作。”


潜心科研的她,也不会因此而疏于家里的卫生。“我在家破解密码的时候,家里的卫生要比现在好很多,是非常非常干净的。”


常常有人说,王小云教授在穿衣打扮上很有品味。


“我穿的衣服、戴的首饰都是女儿帮我挑选、设计的。”有一次,女儿得知王小云要出席一场颁奖典礼,当天晚上便为她画好设计草图,隔天就送去加工了。


当年女儿在参加面试时,被问到最想干的事情是什么,女儿脱口而出:给科学家设计首饰。面试官二话不说,当下就决定“无条件给offer”。


王小云连破多个国际密码算法,在密码学界名声远扬,许多国家相继朝她抛出了橄榄枝。


但她却说,科学家要把国家的责任摆在第一位,任何条件都比不上祖国的需要。


她转而投身于国内密码算法的开发,在破译MD5两年之后,国内第一个基于Hash函数设计的算法SM3诞生了。


SM3算法的安全性非常高,一直沿用至今,为我国在交通、电力系统和金融等多个行业保驾护航。在中国航天工程所用到的通信加密上,也同样运用到了王小云设计的算法。


她逆利而行,秉持初心,一直在为守护国家和人民的信息安全而努力着。


在过去的日子里,王小云仿佛手持长矛,不断攻击密码算法铸就的坚固盾牌,为世人建造更为牢固的信息阵地。她用理性的智慧和对美的追求,改变了大众对科学家的认知,正如美国第一位女电气工程师伊迪丝·克拉克所说,世界上并没有对女电气工程师的需求,或者对女医生的需求。


人们只有对做好事情的人的需求。


“事实证明,只要我们感觉能做,就一定要做到最好。”


未来,王小云还要一直朝前走,尽管她并不知道密码学的边界在哪,但她会一直坚持走下去,朝抵抗力最大的路径走:“生命就是一种奋斗,不能奋斗,就失去生命的意义与价值;能奋斗,则世间很少有不能征服的困难。”



素材来源 | 央视综艺朗读者微信公众号

编辑 | 潘子羽

责任编辑 | 苗立群 胥雯惠


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