中國密碼專家連破兩項頂級密碼,獲711萬國家獎勵,她到底多厲害

時小慢 發佈 2024-04-08T05:40:38.278550+00:00

她是一位傳奇的高齡寶媽,坐月子期間,她抱著孩子,邊做家務邊養花,還勢如破竹地破譯了5個頂級國際密碼。她從未學過編碼,全靠手算,連美國自認為最安全的「白宮密碼」也被成功解鎖。

她是一位傳奇的高齡寶媽,坐月子期間,她抱著孩子,邊做家務邊養花,還勢如破竹地破譯了5個頂級國際密碼。


她從未學過編碼,全靠手算,連美國自認為最安全的「白宮密碼」也被成功解鎖。


她也曾一度落選中國科學院院士評選,轉頭卻成為未來科學大獎的首位女性得主,最終因過人的密碼天賦,獲得711萬人民幣的國家獎勵。


她就是震驚世界的巾幗密碼專家,王小雲。


沒學過編碼,只靠一手數學就艷驚四座,她到底是如何在密碼世界裡攪起一番風雲的呢?




1966年,王小雲出生在山東諸城的一個小鄉村。她的父親是一名鄉村數學教師,母親就經常在家做農活,照顧孩子。最困難時候,一家人用玉米磨粉泡水喝。


雖說那時候家境窘迫,但父母沒有放鬆對王小雲的教育。小時候,父親就是王小雲的數學啟蒙老師。王小雲回憶起童年,父親經常會教她有關雞兔同籠的題目,寓教於樂。


這激發她對數學產生了濃厚興趣,她也學著思考這背後千絲萬縷的數學邏輯。


小學和初中,王小雲基本上是半玩耍半學習的心態,學習欲望並不強烈,成績屬於中等水平。


到了高中的時候,王小雲覺得荒廢了時光,才開始刻苦學習。沒想到僅僅40多天時間,她便拿下了第一名。此時,王小雲才發現自己或許在理科方面有些天賦。


1983年,王小雲填報高考志願,父親鼓勵她以後要成為居里夫人那樣的人,建議她從事核物理的研究。


沒想到,拿到成績的那一刻,她發現物理成績沒有特別理想。因此,她在高考志願那一欄,填上了山東大學數學系。


上了大學後,王小雲絲毫不敢放鬆,甚至比高中還賣力。一次課堂上,老師布置了一項高難度作業,讓全班同學證明著名的拉馬努金公式。


拉馬努金公式是印度天才數學家留下的數學寶藏,要證明它並不容易。對於數學學生來說,推導拉馬努金公式,需要開掛的運算能力,很多人都感到巨大的壓力。



不過,王小雲完全沒有內耗,她每天背著乾糧和一瓶水,一個星期的時間,幾乎每天忘我地泡在圖書館和教室里,最後硬是把這個公式解了出來。


當時,她忐忑不已,畢竟已經花掉了一個星期的時間,想著會不會被老師批評。


沒想到,老師卻意外地表揚了她,原來她是第一個交作業的人。老師讚不絕口地說:「這個推算很多人要用一個月時間,你卻只用了一個星期。」


雖然是一句簡單的稱讚,但蘊含著巨大的肯定價值。與此同時,王小雲過人的數學天賦,引起了當時的山東大學校長院士、著名的數學家潘承洞的注意。


當時,潘教授想選拔一些優秀的男學生,培養成密碼學的人才。但是王小雲的出現,讓他改變了主意。


他問王小云:「你想不想學密碼學呢?」王小雲不知道什麼是密碼學,當時,國內學密碼學的人很少。她想都沒想,就直接回絕了。


潘承洞教授說:「不用著急,我介紹你先去聽一個課程。」王小雲接過入場券一看,原來是日本密碼學專家一松信的密碼學講座,他將在西安主講公鑰密碼課程。




就這樣,王小雲誤打誤撞地旁聽了學術權威的課程,逐漸對神秘的密碼學有了新的認識。


簡單的二進位組合,竟然有這麼多複雜的變化和可能性。王小雲聽完講座後,一股腦鑽進圖書館研究。研究得越多,她對密碼學就越痴迷。


後來,王小雲乾脆把研究方向從解析數論轉為密碼學,本科畢業後又繼續深造。


同時,她也興致盎然地要拜潘承洞教授為師。潘承洞教授看到王小雲有天賦又好學,也因此破格錄取她為自己的第一位女徒弟。在導師的幫助下,王小雲開始了新興密碼領域的探索。


博士畢業後,王小雲拒絕了一些高薪的工作邀請,而是留在山東大學留校任教,同時繼續研究密碼學。


關於研究密碼學,王小雲一是因為自身熱愛,二是她知道密碼學對於國家的戰略意義。研究它,就是掌握一把打開情報戰略的鑰匙。


但是,一種密碼算法的破解要經過漫長的時間,且失敗率高達99%。所以,很多人不願意去啃這把硬骨頭。


尤其是90年代,國家科研投入緊張,高校也不能給王小雲提供太多的研究資金。


也只有她,願意孤注一擲,砸下家裡所有的儲蓄,配備了電腦、掃描儀等一系列研究工具,開始研究密碼學。她心想:不管能不能研究出來,我一定要嘗試一下。



事業紅紅火火,婚姻也沒落下。1991年,王小雲和從事醫學研究的劉瑞田喜結連理。4年後,她懷孕了。


當時,王小雲已是接近30歲的高齡產婦,學校為了照顧她,給她放了長假休養。


生完孩子第一個月,每個產後媽媽都恨不得能多睡一會。可是,王小雲卻覺得無聊,便開始研究起Hash函數,試圖找到破解國際頂級密碼MD5和SHA-1的方法。


MD5和SHA-1算法,一直是美方最難破譯的兩大加密算法,尤其是SHA-1更是有「白宮密碼」之稱。


可以說當時,MD5和SHA-1算法,一直是科研者可望而不可即的領域。王小雲想,要是能夠證明這兩個算法都不安全,或者有漏洞,那應該非常有意義。


於是,她趁著休假,決定挑戰破解美國的頂尖密碼。王小雲並沒有沿用美國人複雜的算法,而是嘗試自己尋找另一種運算模式。


不過,這種密碼的級別很高,解鎖推算的工作量非常龐大。有陣子,孩子經常生病,她只能被迫放緩進度。


直到兩年後,孩子上了幼兒園,她才有了空閒時間,在原有的基礎上繼續摸索。每天忙完家務,王小雲把女兒哄睡後,自己就起來,繼續把家裡的小檯燈打開,熬夜演算方程函數。


有一天,王小雲感覺自己有了頭緒,兩晚都沒有合眼,連續演算了兩天兩夜。


這一次連王小雲自己也沒想到,她運用自己一套辦法——模差分比特分析法,MD5密碼迎刃而解。


當時,她還是一邊休假一邊照顧孩子,並沒有對外聲張。




2004年8月,王小雲的研究結果才讓業界一片譁然。她在國際密碼大會上,首次向外界宣布她和團隊多年來的研究成果,表示自己已經成功破解了MD5密碼系統。密碼學界為之震驚:MD5被重創了,它即將在應用中被淘汰。


當時的王小雲籍籍無名,對於她能破解MD5,大多數人都不敢置信。因為MD5密碼算法,即使調用全球最快最先進的大型計算機,估計也要運算100萬年以上才能破解,更不用說用手寫推導了。


王小雲的徒弟吳彥冰曾回憶說:「那時候王老師沒有編程基礎,堅持靠手寫400多頁紙,推導了幾百個方程式,這個毅力讓她最後破解了MD5。」


王小雲還現場演示了一次,自己如何通過自研算法模塊,建立一套分析模型,手工設計破解路徑。這一做法震驚了全場專業人士。


當時,現場的演示報告還沒結束,會場上已是掌聲雷動,甚至有殘疾學者,因為手殘無法拍掌,而高興地拍自己大腿。


後來,王小雲回憶說,當時的感覺,就像獲得站在奧運金牌的領獎台上。


沒過幾個月,王小雲又宣布破解了SHA-1,這可是密碼學界裡程碑式的大事件。



她按捺不住內心的小喜悅,和朋友一起吃飯慶祝。她說:「我是第一個知道這個世界級秘密的人了。」


SHA-1算法被破譯後,美方都坐不住了。美方媒體甚至報導,王小雲開發的新解碼技術,將可能「攻陷」SHA-1所構築成的保安系統,威脅美方官方的情報安全。


美方甚至緊急頒布新政策——美國聯邦機構必須在2010年之前停止使用SHA-1。此外,一些知名的IT公司,也在積極商討應對辦法。


通過找到密碼的破解方法,王小雲向人們發出警醒:任何頂級的密碼算法都有漏洞,可能會被攻擊。


而為了做好防守,密碼設計專家需要疊代更好地設計密碼算法,這是一個不斷循環推進的過程。


在破解一系列國際密碼的10年裡,王小雲的科研終於得到巨大突破,她的女兒也已經慢慢長大,家裡的一切也是打理得井井有條。別人的科研是在實驗室里,而她的科研是兼顧著照顧孩子,包辦家務。


2005年,王小雲的愛人從國外交流歸來。兩個人決定舉家搬遷,一起從山東濟南前往北京,繼續在更濃厚的學術環境中開展研究。


她現在所在的北京這幢辦公樓頗具傳奇色彩,被視為中國最先進的純學術理論研究機構。我國23位國家兩彈一星元勛中,有14位曾在這幢樓里任教、學習或工作過。


在這種氛圍下,她在隨後幾年取得了更多突出成果,學術論文的發表量比她過去十年還要多上20倍,更是先後獲得863項目和國家自然科學基金項目資助,連部級科技進步獎也收入囊中。




2009年,中國科學院院士增選,憑藉過去的成果,王小雲以明顯優勢的綜合評分進入候選名單。沒想到結果卻很意外,她竟然在第一輪的評比被淘汰出局。


很多人問她,怎麼看待這個事情?王小雲對名利都特別看得開,她淡淡一笑說:「無所謂了,評不評上都是一樣做工作。」


直到2017年,這份殊榮才終於塵埃落定,王小雲上榜了中國科學院院士名單,此時她已經51歲。


隨後,王小雲又迎來她人生最重要的日子。2019年9月7日,她成為國內未來科學大獎第一位女性得主。


未來科學大獎被譽為中國的諾貝爾獎,獲得這個獎勵,代表獲得國家級別和民間的廣泛認可。


同時,這位密碼學才女還贏得100萬美金獎勵,大約折合人民幣711萬元,成為20多年來對她的最大嘉獎。


這一年,很多朋友都在問她,拿了那麼多獎,考慮獎金怎麼花呢?


她微微一笑說道:「十年前,我愛人義無反顧地支持我,就算我花掉了家裡所有積蓄搞科研他都同意。所以我也想從獎金里拿出50萬,支持他籌建自己的生物醫藥研究實驗室。」


很多網友在網上了解王小雲的故事後,紛紛羨慕她夫妻兩人同心,其利斷金。也佩服她既能兼顧家庭,事業又成功,坐著月子就攻破國際難題。


還有角度刁鑽的人,羨慕她做了這麼多年科研,頭髮還這麼多,猜測她心態一定很好。


其實,王小雲的成功,不僅是在於她對密碼學的執著和追求,更在於她的人格魅力。她擁有忠誠的報效祖國的信仰,值得尊敬。



因為這些矚目的成就,美國曾經向王小雲拋出高薪誘惑,邀請她到美國發展,許諾給她頂級的待遇。


但是王小雲卻頭腦非常清醒,果斷地拒絕了。她知道,自己是中國人,就應該為自己的國家效力。


所以,在破解了兩大國際密碼算法後,她依然全力效力國家密碼工作,專注投入設計國內的密碼算法標準。


後來,她和國內其他專家設計了我國首個哈希函數算法標準SM3。其安全性遠超MD5和SHA-1。SM3保護著上億張老百姓的銀行卡,如今,在我國電網、交通等重要經濟領域也被廣泛使用。


現在,王小雲不僅紮根研究,也在北京潛心教學,是國內權威的密碼學界的老師。在這裡,她也將像前輩一樣,培養出一個個優秀的密碼界人才。


王小雲,就是在這樣一個個普通的日子裡,干出了驚天動地的大事情。雖然她只是一名普通的中國女性,但是她一個人的力量,甚至比一支軍隊的力量還要強大,真是當之無愧的民族英雄。

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