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2004年8月17日，美國(guó)加州圣巴巴拉正在召開(kāi)國(guó)際密碼學(xué)會(huì)議，當(dāng)山東大學(xué)王小云教授公布了MD系列算法的破解結(jié)果之后，報(bào)告被激動(dòng)的掌聲打斷。王小云的報(bào)告轟動(dòng)了全場(chǎng)。
這次會(huì)議的總結(jié)報(bào)告這樣寫(xiě)道：“我們?cè)撛趺崔k？MD5被重創(chuàng)了，它即將從應(yīng)用中淘汰。SHA-1仍然活著，但也見(jiàn)到了它的末日�，F(xiàn)在就得開(kāi)始更換SHA-1了�！�
然而，更讓密碼學(xué)界震驚的是，2005年2月15日，在美國(guó)召開(kāi)的國(guó)際信息安全RSA研討會(huì)上，國(guó)際著名密碼學(xué)專(zhuān)家Adi Shamir宣布，他收到了來(lái)自中國(guó)山東大學(xué)王小云、尹依群、于紅波等三人的論文，論文證明SHA-1在理論上也被破解。這是繼王小云破譯MD5之后，國(guó)際密碼學(xué)領(lǐng)域的又一突破性研究成果，而破譯只用了兩個(gè)多月的時(shí)間。 Shamir說(shuō)：“這是近幾年密碼學(xué)領(lǐng)域最美妙的結(jié)果，我相信這將會(huì)引起軒然大波，設(shè)計(jì)新的HASH函數(shù)算法顯得尤其重要�！盡D5的設(shè)計(jì)者，同時(shí)也是國(guó)際著名的公鑰加密算法標(biāo)準(zhǔn)RSA的第一設(shè)計(jì)者R.Rivest表示：“MD5函數(shù)十幾年來(lái)經(jīng)受住了眾多密碼學(xué)專(zhuān)家的攻擊，而王小云教授卻成功地破解了它，這實(shí)在是一種令人印象極深的卓越成就，是高水平的世界級(jí)研究成果�！�
MD5和SHA-1相繼被破解，引起了軒然大波。王小云的研究成果表明了從理論上講電子簽名可以偽造，必須及時(shí)添加限制條件，或者重新選用更為安全的密碼標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院隨即表示，為配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，美國(guó)政府5年內(nèi)將不再使用SHA-1，并計(jì)劃在2010年改用先進(jìn)的SHA-224、SHA-256、SHA-384及SHA-512的密碼系統(tǒng)。此外，微軟、SUN和Atmel等幾家知名公司的專(zhuān)家也發(fā)表了他們的應(yīng)對(duì)之策。
選擇最不活躍的領(lǐng)域突破
20世紀(jì)80年代末，國(guó)際上開(kāi)始研究密碼算法。當(dāng)時(shí)師從著名數(shù)學(xué)家潘承洞教授、于秀源教授攻讀解析數(shù)論研究生的王小云，在潘承洞、于秀源、展?jié)榷辔幻麕煹闹笇?dǎo)下，轉(zhuǎn)讀密碼學(xué)方向的研究生，分別于1990年、1993年獲得理學(xué)碩士、博士學(xué)位。
現(xiàn)在，她擔(dān)任山東大學(xué)信息安全研究所所長(zhǎng)。
“剛開(kāi)始，感覺(jué)學(xué)習(xí)密碼算法很簡(jiǎn)單，后來(lái)隨著理論越來(lái)越深，感覺(jué)還是挺難的，但也覺(jué)得越來(lái)越有意思�！蓖跣≡茖�(duì)看似枯燥的密碼學(xué)研究越來(lái)越感興趣，她興奮地說(shuō)：“密碼學(xué)上有些思想是別的學(xué)科沒(méi)有的，比如說(shuō)可證明安全性的一些思想，利用零知識(shí)、知識(shí)證明等思想證明某些算法為什么是安全的，是密碼學(xué)獨(dú)特的理論體系，是非常有意思的�！�
當(dāng)時(shí)，在公鑰密碼算法里，除了加密算法外，大多數(shù)密碼體系都是用HASH函數(shù)確立的，其中一個(gè)非常重要的應(yīng)用是HASH函數(shù)是用來(lái)保證電子簽名安全的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在電子商務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。MD5和SHA-1算法被設(shè)計(jì)出來(lái)后，人們認(rèn)為它很安全，是牢不可破的。雖然也有一些密碼學(xué)家嘗試去破譯它，但是都沒(méi)有突破性的成果。正因?yàn)檫@樣，HASH函數(shù)被認(rèn)為是近15年來(lái)密碼學(xué)研究中最不活躍的領(lǐng)域。
然而，王小云堅(jiān)定地選擇了這一不活躍的領(lǐng)域，以獨(dú)特的方式打破了這種沉悶的局面。雪崩性是衡量HASH函數(shù)安全的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)，如果HASH函數(shù)安全的話，雪崩性是非常強(qiáng)的，找不到任何規(guī)律。這就像雪頂上有一個(gè)東西，突然雪崩了，你根本找不到它。經(jīng)過(guò)不斷的分析研究，王小云發(fā)現(xiàn)HASH函數(shù)沒(méi)有很強(qiáng)的雪崩性，這說(shuō)明能夠找出一些規(guī)律。于是，王小云開(kāi)始找規(guī)律，試圖找到一些有效的攻擊方法。在不斷的摸索和反復(fù)的驗(yàn)證中，最后她幸運(yùn)地找到了“比特追蹤法”，也就是目前大家公認(rèn)的模差分方法，并結(jié)合一些其他的新技術(shù)，最終使攻擊方法變得非常有效。
破解算法王小云投入了100%的精力，沒(méi)有節(jié)假日和雙休日，沒(méi)有8小時(shí)工作概念，通宵達(dá)旦連軸轉(zhuǎn)，陪伴她的是不眠的燈火和天邊疲憊的星辰。回憶起那個(gè)令她難忘的過(guò)程，王小云說(shuō)：“一開(kāi)始，我也覺(jué)得很難，破不了，但是后來(lái)從數(shù)學(xué)的角度來(lái)思考，慢慢地發(fā)現(xiàn)了很多規(guī)律，影響其安全性。這個(gè)過(guò)程是一點(diǎn)點(diǎn)積累，一步一步解決的。”
鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點(diǎn)
由于現(xiàn)代密碼學(xué)是1976年才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，而信息安全則是20世紀(jì)末新興起的專(zhuān)業(yè)。因此，應(yīng)用密碼學(xué)不但難以找到合適的教材，而且每年隨著重大研究進(jìn)展的產(chǎn)生，教學(xué)內(nèi)容都要有不小的變動(dòng)。這種狀況無(wú)疑對(duì)王小云是一個(gè)很大的考驗(yàn)�！耙婚_(kāi)始我很迷茫，不知道這課該怎么上�！苯�(jīng)過(guò)不斷地探索，王小云認(rèn)為，必須讓學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)典的文章，讓他們經(jīng)過(guò)思考，抓住一個(gè)研究方向，從某個(gè)方向找到突破點(diǎn)。她說(shuō)，要讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點(diǎn)，完全依靠教師是不行的，研究生要成為一個(gè)獨(dú)立的研究者。
在王小云的課上，討論是經(jīng)常性的，學(xué)生們有什么說(shuō)什么，沒(méi)有什么顧慮。觀點(diǎn)對(duì)的也好，錯(cuò)的也好，王小云都會(huì)及時(shí)指出來(lái)。參加MD5與SHA-1破解過(guò)程的博士生于紅波剛開(kāi)始對(duì)這種教學(xué)方式不太適應(yīng)，但漸漸感到這種方式能學(xué)到很多東西。
現(xiàn)在，王小云有8名博士生和十多名碩士生，令她非常欣慰的是，有幾個(gè)博士生已能承擔(dān)一些研究工作。她對(duì)這些研究生贊不絕口：“看到我的研究生能一心鉆到科研中去，成為真正的研究人員，而不是進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，這是我最高興的事�！�
將近中年的王小云，帶著濃濃的鄉(xiāng)音，樸實(shí)而平和，鏡片后面的雙眼透露出堅(jiān)定而又自信的目光。她在成功之前，一直默默無(wú)聞，同行評(píng)價(jià)她從不急功近利，沒(méi)有新思想、新進(jìn)展的論文絕不主張發(fā)表，平時(shí)對(duì)一些耽誤研究工作時(shí)間的榮譽(yù)或應(yīng)酬也沒(méi)有熱情。正像她在科研上追求完美一樣，王小云在生活上也不斷追求完美，她家的陽(yáng)臺(tái)上擺放著她精心培育的幾十盆花，她與她的精通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的博士生王美琴親手把實(shí)驗(yàn)室布置得非常雅致。最近，眾多媒體和學(xué)者的來(lái)訪已讓王小云無(wú)暇顧及這些�，F(xiàn)在，她最希望的是這種非正常的工作方式盡快結(jié)束，讓她恢復(fù)以前的樣子。
國(guó)際兩大密碼算法
MD5、SHA-1是當(dāng)前國(guó)際通行的兩大密碼標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，MD5由國(guó)際著名密碼學(xué)家圖靈獎(jiǎng)獲得者兼公鑰加密算法RSA的創(chuàng)始人Rivest設(shè)計(jì)，SHA-1是由美國(guó)專(zhuān)門(mén)制定密碼算法的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)——美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)與美國(guó)國(guó)家安全局(NSA)設(shè)計(jì)。
兩大算法是目前國(guó)際電子簽名及許多其他密碼應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于金融、證券等電子商務(wù)領(lǐng)域。其中，SHA-1早在1994年便為美國(guó)政府采納，目前是美國(guó)政府廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)密碼系統(tǒng)。 中國(guó)教育報(bào) 記者 紀(jì)秀君 |
