科學(xué)家王小云：以密碼之盾，護(hù)大國安全

她在坐月子期間，以令人驚嘆的速度和智慧，半年內(nèi)連續(xù)攻克兩項美國頂尖密碼，震驚國際密碼學(xué)界；她面對國外開出的天價薪資和頂級科研條件，她毅然選擇扎根祖國，培養(yǎng)大批密碼學(xué)人才，守護(hù)國家信息安全。她就是中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)高等研究院“楊振寧講座”教授王小云。2025年5月26日，她因在密碼學(xué)領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，獲得2025年“歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織世界杰出女科學(xué)家獎”，成為中國歷史上第九位獲獎?wù)摺?/p>

意外結(jié)緣，數(shù)學(xué)才女轉(zhuǎn)行密碼學(xué)

1966年，王小云出生在山東諸城一個普通的教師家庭。王小云的父親是小學(xué)數(shù)學(xué)老師，有著獨特的教育方式，擅長通過觀察孩子的興趣愛好來設(shè)計個性化的引導(dǎo)方案。當(dāng)年幼的王小云趴在父親的書桌前，癡迷地看著算珠在他手下飛舞，眼中透露著對數(shù)字的心馳神往時，父親敏銳地覺察到女兒對數(shù)學(xué)的濃厚興趣。

從那時起，父親便開始為王小云設(shè)計數(shù)學(xué)游戲、講“雞兔同籠”的故事。這些奇妙的數(shù)學(xué)問題像一把把鑰匙，開啟了她探索數(shù)學(xué)世界的大門。除了學(xué)校布置的基礎(chǔ)作業(yè)，王小云暢游在演算各種難題的海洋里。小學(xué)階段，王小云已經(jīng)能輕松解答遠(yuǎn)超同齡人能力的數(shù)學(xué)題，甚至能應(yīng)對初中水平的難題。

17歲那年，王小云以優(yōu)異的成績考入山東大學(xué)數(shù)學(xué)系。大學(xué)期間，她一如既往地勤奮專注。上課之余，她常窩在圖書館的一角鉆研數(shù)學(xué)題，手邊永遠(yuǎn)堆著一摞草稿紙，上面密密麻麻地寫滿了算式，一本本厚重的參考書也被她翻得頁角都卷了起來。有時碰到實在解不開的難題，她會將問題逐條整理出來，然后虛心向教授請教，直到把問題徹底弄懂心里才踏實。四年后，她獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，并考上了山東大學(xué)數(shù)學(xué)系研究生，師從著名數(shù)學(xué)家潘承洞，繼續(xù)深造。

在潘承洞的指導(dǎo)下，王小云在數(shù)學(xué)領(lǐng)域不斷深耕。潘承洞十分欣賞這位女弟子在數(shù)學(xué)方面的天分，于是建議她在研修數(shù)學(xué)的同時將研究方向轉(zhuǎn)向密碼理論及相關(guān)數(shù)學(xué)問題研究。因為密碼學(xué)對國家安全和科技進(jìn)步至關(guān)重要，但當(dāng)時中國的密碼學(xué)研究幾乎是一片空白，專業(yè)人才稀缺，潘承洞十分希望王小云發(fā)揮自己的數(shù)學(xué)天賦，投身于中國的密碼事業(yè)。

起初，王小云對密碼學(xué)并不了解也興趣不高，覺得自己在數(shù)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)投入了大量精力，取得了不錯的成績，轉(zhuǎn)行太可惜。但她看著老師殷切的目光，還是答應(yīng)接觸這個學(xué)科。就這樣，她報名參加了西安電子科技大學(xué)日本密碼學(xué)家易松信教授的短期班。

沒想到，參加了短期班后，密碼學(xué)中數(shù)學(xué)組合的千變?nèi)f化瞬間俘獲了王小云的心，當(dāng)易松信教授因骨折提前結(jié)束課程時，她感到十分不舍、可惜。不過，她并沒有就此中斷學(xué)習(xí)，而是跑到學(xué)校圖書館，如饑似渴地研讀密碼學(xué)的相關(guān)書籍，其中一本關(guān)于比特安全思想的書，更是讓她如獲至寶。由此，她決定專心投入密碼學(xué)研究中。

轉(zhuǎn)行并非易事。密碼學(xué)不僅需要扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，還涉及復(fù)雜的算法和計算機(jī)科學(xué)知識。為此，王小云為自己制訂嚴(yán)格的學(xué)習(xí)計劃，并積極詢問前輩。經(jīng)過她的不懈努力，終于從不習(xí)慣到漸入佳境。

博士畢業(yè)后，王小云婉拒了導(dǎo)師推薦的高薪工作，選擇留在山東大學(xué)任教。在她看來，留校能夠讓她繼續(xù)在密碼學(xué)領(lǐng)域深耕，有更多的時間和精力去探索這個神秘的領(lǐng)域。從此，她白天承擔(dān)教學(xué)工作，晚上潛心研究密碼學(xué)，日子過得忙碌而充實。

坐月子不忘科研，兩次破解頂級密碼

1996年，在同校老師李大興的建議下，王小云從公鑰密碼轉(zhuǎn)攻一條少有人走的路——哈希（Hash）函數(shù)研究，并初涉MD5和SHA-1的研究。

20世紀(jì)90年代，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）頒布的基于哈希函數(shù)的MD5和SHA-1，廣泛應(yīng)用于銀行、政府、軍事等系統(tǒng)，是國際上公認(rèn)最先進(jìn)、應(yīng)用范圍最廣的兩大密碼算法。

這兩種算法的厲害之處在于，對于輸入信息的任何一次小的竄改都會立刻引起“雪崩效應(yīng)”，從而保證信息的數(shù)字指紋的唯一性和不可偽造性。很多密碼學(xué)家嘗試去破解這兩種算法，但都以失敗告終。美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院甚至斷言，即使調(diào)用軍用超級計算機(jī)，也至少需要100萬年才能破解。

王小云偏偏不信這個邪，一頭扎進(jìn)了對MD5的研究中。她的研究環(huán)境并不優(yōu)越，由于沒有足夠的計算機(jī)資源來輔助計算，只能用筆一個公式一個公式地推導(dǎo)。一連數(shù)年，她幾乎把教學(xué)任務(wù)之外的所有精力都放在了研究上。

2003年，37歲的王小云迎來了人生的雙重角色：山東大學(xué)副教授和新晉母親。由于是高齡產(chǎn)婦，學(xué)校安排她休假在家安養(yǎng)。“坐月子期間太無聊了，我就想找點事做?！弊伦訒r，別人都在享受初為人母的喜悅，王小云卻沒有停下研究的腳步。她一邊抱著襁褓中的女兒，一邊在腦海中思考著密碼學(xué)問題。那些看似枯燥的公式和算法，在她眼里就像是一個個有趣的謎題。

每次哄女兒睡熟后，王小云就拿出紙和筆推演公式。兩個月內(nèi)，她寫了400多頁紙、幾百個方程式，與數(shù)學(xué)和密碼展開了一場激烈的較量，終于創(chuàng)造性地提出了“模差分比特分析法”，成功找到了MD5算法的漏洞，完成了看似不可能的任務(wù)。

2004年8月17日，在美國加州圣巴巴拉召開的國際密碼大會上，王小云用15分鐘的時間，向全世界公布了MD5的破解方法！這一消息猶如一顆重磅炸彈，震驚了整個國際密碼學(xué)界。當(dāng)時，在場的很多密碼學(xué)專家都不敢相信自己的耳朵，因為MD5的安全性經(jīng)過了多年的驗證，卻被一位中國女科學(xué)家破解了，這讓他們難以置信?？墒聦崉儆谛坜q，現(xiàn)場陷入短暫的寂靜后，還是爆發(fā)了雷鳴般的掌聲。這一成績不僅讓中國在國際密碼學(xué)界嶄露頭角，也讓王小云成了國際密碼學(xué)領(lǐng)域的焦點人物。

然而，王小云并沒有滿足于此。在破解MD5之后，她將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了SHA-1算法。SHA-1算法比MD5更加復(fù)雜，安全性也更高，很多密碼學(xué)家認(rèn)為它幾乎是不可破解的。參與設(shè)計SHA-1的相關(guān)機(jī)構(gòu)也站出來公開表態(tài)：“不要擔(dān)心，雖然MD5被破解了，但SHA-1的加密算法沒有任何安全隱患！”

王小云卻并不這么認(rèn)為，被清華大學(xué)聘為“楊振寧講座”教授后，她繼續(xù)憑借自己獨特的研究思路，對SHA-1展開深入研究。功夫不負(fù)有心人，時隔不到半年，2005年2月15日，她又宣布破解了難度更高的SHA-1算法。這下美國輿論嘩然，因為這意味著中國的密碼解密已超越美國，成為世界領(lǐng)先?！斑@就像一場‘密碼地震’?！币晃幻绹艽a學(xué)家感嘆道。

2005年，美國《新科學(xué)家》雜志在一篇文章中，用《崩潰！密碼學(xué)的危機(jī)》這樣具有震撼力的標(biāo)題，報道了王小云近10年取得的學(xué)術(shù)成果?！拔耶?dāng)時的感覺，就像是獲得了奧運(yùn)金牌的冠軍?！蓖跣≡铺寡?。

厚植家國情懷，助力人才成長

鉆研近10年，破解了世界上公認(rèn)的兩種最安全、最先進(jìn)、應(yīng)用最廣泛的密碼算法，王小云在全球密碼學(xué)界一鳴驚人，多家知名密碼學(xué)研究機(jī)構(gòu)紛紛向她拋出橄欖枝，邀請她去國外工作。美國一所知名大學(xué)更是開出百萬美元的年薪待遇，邀請她攜家人赴美工作，并承諾提供“最先進(jìn)的實驗室和資源”。但她毫不猶豫地拒絕了這些邀請，原因只有5個字：“我是中國人。”

“密碼研究首先要為國家服務(wù)，國家的利益高于一切?！蓖跣≡普f。在她看來，密碼學(xué)不僅是學(xué)術(shù)挑戰(zhàn)，更是國家安全的基石。帶著這樣的信念，在哈希函數(shù)兩大支柱算法遭受重創(chuàng)后，王小云將精力投入設(shè)計國內(nèi)的密碼算法標(biāo)準(zhǔn)SM3上。

歷時2年，王小云和國內(nèi)其他專家一起設(shè)計了我國首個哈希函數(shù)算法標(biāo)準(zhǔn)SM3，其安全性遠(yuǎn)超MD5和SHA-1，得到了國內(nèi)外密碼專家的高度認(rèn)可，在金融、國家電網(wǎng)、交通等國家重要經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域廣泛使用。2017年，王小云當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。2018年10月，SM3算法被認(rèn)定為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，受到全球各國的廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。2019年，王小云獲得“未來科學(xué)大獎”，并獲得100萬美元獎金，她用這筆錢設(shè)立了“密碼學(xué)研究基金”，支持更多年輕人投身這一領(lǐng)域。

在科研工作之余，王小云始終堅守著當(dāng)年恩師的教誨，將大力培養(yǎng)高水平密碼人才和網(wǎng)絡(luò)安全人才視為己任。在學(xué)生的眼中，王小云在學(xué)術(shù)領(lǐng)域堪稱“嚴(yán)師”。她對學(xué)生論文的質(zhì)量要求近乎嚴(yán)苛，堅持只有達(dá)到頂尖水準(zhǔn)方可發(fā)表。但凡論文存在優(yōu)化空間，她都會督促學(xué)生埋頭鉆研，直至完美。然而，卸下學(xué)術(shù)的“嚴(yán)肅面孔”，王小云又展現(xiàn)出無比溫和的一面。當(dāng)學(xué)生計劃申請國外實踐項目時，她總會反復(fù)確認(rèn)對方的出行安排與住宿情況，字里行間滿是對學(xué)生安全的關(guān)心。

在王小云的悉心指導(dǎo)下，一批批優(yōu)秀的密碼學(xué)人才脫穎而出。他們在國內(nèi)外的密碼學(xué)領(lǐng)域取得了優(yōu)秀的成績，為我國的信息安全事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，山東大學(xué)青島校區(qū)校長王美琴就是其中一位。王美琴在王小云的指導(dǎo)下，深入研究密碼學(xué)，取得了一系列科研成果。王美琴說：“是王老師的言傳身教，讓我對密碼學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，也讓我在科研道路上不斷前進(jìn)。”

即便科研事務(wù)繁忙，王小云依然用心經(jīng)營生活。烹飪是她調(diào)劑生活的方式，她做的紅燒排骨肉香濃郁、色澤紅亮，常引得學(xué)生贊不絕口；家中的每個角落都被她打掃得纖塵不染，陽臺更是她裝點生活的小天地，一年四季都有鮮花。但一旦進(jìn)入科研狀態(tài)，她便像上緊發(fā)條的時鐘，是不折不扣的“工作狂”，現(xiàn)年59歲的她仍活躍在密碼學(xué)研究一線。在清華大學(xué)，她正帶領(lǐng)團(tuán)隊攻關(guān)“后量子密碼”，設(shè)計更強(qiáng)大的密碼算法。

作為2025年全球五位獲獎?wù)咧?，王小云在榮獲“歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織世界杰出女科學(xué)家獎”的那一刻，喜悅之情溢于言表，她說：“這份榮譽(yù)不僅是對我個人科技成就的高度認(rèn)可，更是對全球女科學(xué)家非凡韌性與智慧的禮贊。”這一獎項，不僅是對她在科研領(lǐng)域卓越成就的高度認(rèn)可，更是女性力量在世界舞臺上的一次有力彰顯。王小云的獲獎，是女性覺醒的生動注腳，她用自己的行動向世界宣告：女性在科研的廣闊天地中，同樣能夠綻放出耀眼的光芒，書寫屬于自己的輝煌篇章。

編輯|張辰玥