密碼專家王小云：左手科研，右手煙火

阿楓

王小云是未來科學(xué)大獎首位女性獲獎?wù)?。她從事的密碼學(xué)在常人眼中晦澀難懂，但卻與我們的生活息息相關(guān)，小到行李箱、電腦、手機(jī)密碼，大到上億張銀行卡、整個國家的網(wǎng)絡(luò)安全，涉及隱私及數(shù)據(jù)保護(hù)、芯片安全。王小云創(chuàng)造出全世界領(lǐng)先的密碼分析方法，破解了很多國際通用的算法，對中國密碼學(xué)事業(yè)作出巨大貢獻(xiàn)?！懊艽a學(xué)界的巾幗英雄”“震驚世界的巾幗密碼專家”，這是國內(nèi)一些新聞報道對王小云的評價。

38歲時破解了全球最安全的密碼算法

1966年，王小云出生于山東諸城一個教師家庭。她的父親畢業(yè)于諸城師范學(xué)校的數(shù)學(xué)與化學(xué)班，受父親影響，王小云從小就對數(shù)理化表現(xiàn)出濃厚的興趣。

由于高考數(shù)學(xué)成績優(yōu)異，她報考了山東大學(xué)數(shù)學(xué)系。當(dāng)時，山東大學(xué)數(shù)學(xué)系師資力量雄厚，授課的都是著名數(shù)學(xué)家潘承洞等專業(yè)上非常優(yōu)秀的教授。

1987年，王小云考上山東大學(xué)的研究生，師從著名數(shù)學(xué)家潘承洞學(xué)習(xí)解析數(shù)論。一年多后，在導(dǎo)師的建議下，王小云轉(zhuǎn)學(xué)密碼學(xué)。這個決定成為她科研生涯的一大轉(zhuǎn)折點。

獲得山東大學(xué)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)專業(yè)博士學(xué)位后，王小云留校任教。沒有科研經(jīng)費，她就在僅有的一張小書桌上開始了她的密碼研究。“剛開始，感覺學(xué)習(xí)密碼很簡單，后來隨著理論知識的加深，才發(fā)現(xiàn)還是挺難的，但也覺得越來越有意思。”這勾起了王小云對看似枯燥的密碼學(xué)研究的興趣。

從零起點開始一個新方向的研究，其難度不言而喻。好在王小云有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)知識做支撐，經(jīng)過8年的潛心鉆研，她先后取得了多個突破性成果，由此也獲得了國家密碼基金、863項目等資助，并且獲得部級科技進(jìn)步獎一項！因此2002年，36歲的王小云晉升為山東大學(xué)教授職稱。

此后，王小云一面忙著帶研究生，一面攻讀密碼學(xué)知識。短短5年，她就破解了HAVAL-128和RIPEMD等算法，但科研永無止境，王小云還有更遠(yuǎn)大的雄心壯志，她要破譯國際公認(rèn)最先進(jìn)、最安全的密碼。

指針指向2004年，美國加州圣芭芭拉召開的國際密碼學(xué)會議上，全球密碼學(xué)界因為一個中國女性而轟動，因為她破解了全球最安全的密碼算法哈希函數(shù)MD5和SHA-1。多年來，哈希函數(shù)MD5和SHA-1是國際上公認(rèn)最先進(jìn)、應(yīng)用范圍最廣的兩大重要算法。廣泛應(yīng)用于金融、證券等電子商務(wù)領(lǐng)域。按照常規(guī)方法，即使先進(jìn)的計算機(jī)也需運算100萬年才有可能破解。

在國際密碼大會上，王小云首次宣布了她及研究團(tuán)隊的研究成果——對MD5和SHA-1密碼算法的破解結(jié)果，現(xiàn)場學(xué)者驚嘆之后報以熱烈掌聲。人們擁向講臺向她表示衷心的祝賀，她帶去的報告材料被一搶而光，那的確是個令人難以忘懷的時刻。

科研秘訣是高效、專注與眾不同的方法

王小云說：“現(xiàn)在看來，當(dāng)初選擇這個研究方向是冒著很大風(fēng)險的，事實上這個方向里的科學(xué)家，99%的人永遠(yuǎn)也不會取得成功。但我對這個問題很感興趣?！北藭r，她的導(dǎo)師潘承洞教授已經(jīng)去世整整20年了?；貞浧饘?dǎo)師，王小云依然充滿感激之情：“我非常感謝潘老師當(dāng)時給我指明了一個非常正確的研究方向?！?/p>

王小云針對MD5和SHA-1的破解，導(dǎo)致《華盛頓時報》發(fā)表報道稱，中國解碼專家開發(fā)的新解碼技術(shù)，可以“攻擊白宮”。王小云卻表示：“在公眾理解上，密碼分析者很像黑客，其實兩者有著明顯的區(qū)別。黑客破解密碼是惡意的，希望盜取密碼獲得利益。而我們的工作，是為了尋找更安全的密碼算法。中國人追尋先進(jìn)從來不是為攻擊別人，而是為了保護(hù)自己。”

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)還有大數(shù)據(jù)、云計算，這些人們已經(jīng)熟知的科技場景，都離不開密碼技術(shù)的支撐，需要密碼來解決安全問題。王小云曾將密碼比作鑰匙：“沒有密碼的保障，就相當(dāng)于有人偷了你家里的鑰匙，可以隨時自由進(jìn)出你家，而你卻渾然不知?！?p>

王小云不光是一位了不起的科學(xué)家，對于生活質(zhì)量也從來不打折扣：她拿手的紅燒排骨深受學(xué)生歡迎；她會將家里收拾得井井有條，一塵不染；家中陽臺上一年四季都有鮮花，蘭花、牡丹、梅花……家里養(yǎng)的花多達(dá)數(shù)十盆?！巴茖?dǎo)數(shù)學(xué)難題、破解密碼算法比較熬人，需要找一件事情讓自己放松、休息?！蓖跣≡普f，“澆水、種花可以換換腦子，讓我思維更快一點。”

王小云和從事醫(yī)學(xué)研究的劉瑞田于1991年結(jié)婚，女兒在四年后出生。1996年起，王小云開始著迷于HASH函數(shù)的安全性分析，由于分析過程中需要借助計算機(jī)的編程，并且需要不停打印，她自己獨創(chuàng)的“比特分析法”的分析表格。而每次打印，都需要專程到數(shù)學(xué)系機(jī)房里的激光打印機(jī)上進(jìn)行，有時甚至要排隊等上很久。

為了節(jié)省往返于學(xué)校和家之間的時間，也為了方便照看孩子，王小云和丈夫商量后，花掉了當(dāng)時家里的所有存款買了計算機(jī)、打印機(jī)和掃描儀，在自家的辦公桌上搭建了“工作平臺”，這是90年代中期，每個大學(xué)老師夢寐以求，卻沒有幾個人敢于真正付出的舉動。

就這樣日復(fù)一日、年復(fù)一年，王小云相繼在家中攻破了SHA-0、MD4、HAVAL-128、RIPEMD、MD5、SHA-1等哈希函數(shù)算法。盡管她的工作在國際上引發(fā)巨大轟動，但國內(nèi)知道的人并不多，連她的閨蜜都說：知道你很會做數(shù)學(xué)題，但沒想到做了這么重要的工作。

“我自己也沒覺著自己的工作有多么了不起，每次破解一個算法后也就和家人私下高興幾天，然后繼續(xù)過日子了?！蓖跣≡普f。

王小云的科研秘訣就是高效、專注。她的科研工作量有多大？舉個例子，一條“攻擊”線路第一輪有16步，而她電腦里保存比較好的“攻擊”線路足足有17條，還有那些測試了行不通的線路，是個難以想象的數(shù)字。

王小云最厲害的是，她破解密碼的方法與眾不同。在大家都借助電腦破密時，她大部分是手算，包括那兩個國際最安全的密碼，也是被她采用大量的手算攻破的！憑借在密碼學(xué)上的突出成就，王小云在2014年榮獲中國密碼學(xué)會“密碼創(chuàng)新獎”特等獎，2017年當(dāng)選為中科院院士！