女解碼高手:她破譯了美國政府密碼(圖)

她十年內破譯 五部頂級密碼

　　-她，比《暗算》裡的「黃依依」還要聰明

　　-她說，破譯密碼的那10年是她生活最輕鬆的10年

　　-她很愛美，曾走進倫敦最貴的百貨公司買鞋

　　-她熱愛生活，拿手菜燒排骨是學生們公認的美食

　　在剛剛舉行的「中國青年女科學家獎」的頒獎典禮上，由18位來自中科院和中國工程院的院士組成的評審委員會，將獎項授予了清華大學和山東大學的雙聘教授王小雲，以表彰她在密碼分析領域裡的傑出貢獻。

　　王小雲，是一位現實中的女解碼高手。

　　她破譯了美國政府使用的密碼

　　MD5密碼演算法，運算量達到2的80次方。即使採用現在最快的巨型計算機，也要運算100萬年以上才能破解。但王小雲和她的研究小組用普通的個人電腦，幾分鐘內就可以找到有效結果。


清華大學和山東大學的雙聘教授王小雲


　　SHA-1密碼演算法，由美國專門制定密碼演算法的標準機構———美國國家標準技術研究院與美國國家安全局設計，早在1994年就被推薦給美國政府和金融系統採用，是美國政府目前應用最廣泛的密碼演算法。2005年初，王小雲和她的研究小組宣布，成功破解SHA-1。

　　《崩潰！密碼學的危機》，美國《新科學家》雜誌用這樣富有驚聳的標題概括王小雲里程碑式的成就。因為王小雲的出現，美國國家標準與技術研究院宣布，美國政府5年內將不再使用SHA-1，取而代之的是更為先進的新演算法，微軟、Sun和Atmel等知名公司也紛紛發表各自的應對之策。

　　「她具有一種破譯密碼的直覺」

　　王小雲個子不高、短髮、戴著厚鏡片的金邊眼鏡。一說話，口音裡帶著淳樸的山東腔。有10年的時間，她走在山東大學的校園裡，能認出她的人很少。在記者採訪前，她已經有半年沒有接受過採訪，

　　就是她，兩年前，在美國加州聖芭芭拉召開的國際密碼大會上主動要求發言，宣布她及她的研究小組已經成功破解了MD5、HAVAL-128、 MD4和RIPEMD四大國際著名密碼演算法。當她公布到第三個成果的時候，會場上已經是掌聲四起。她的發言結束後，會場裡爆發的掌聲經久不息。而為了這一天，王小雲已經默默工作了10年。幾個月後，她又破譯了更難的SHA-1。

　　王小雲從事的是Hash函數的研究。目前在世界上應用最廣泛的兩大密碼演算法MD5和SHA-1就是Hash函數中最重要的兩種。MD5是由國際著名密碼學家、麻省理工大學的RonaldRivest教授於 1991年設計的；SHA-1背後更是有美國國家安全局的背景。兩大演算法是目前國際電子簽名及許多其他密碼應用領域的關鍵技術，廣泛應用於金融、證券等電子商務領域。其中SHA-1更是被認為是現代網路安全不可動搖的基石。

　　在王小雲開始Hash函數研究之初，雖然也有一些密碼學家嘗試去破譯它，但是都沒有突破性的成果。因此，15年來Hash函數研究成為不少密碼學家心目中最無望攻克的領域。但王小雲不相信，她想知道，Hash函數真像看上去的那麼牢不可破嗎？

　　王小雲破解密碼的方法與眾不同。雖然現在是信息時代，密碼分析離不開電腦，但對王小雲來說，電腦只是自己破解密碼的輔助手段。更多的時候，她是用手算。手工設計破解途徑。

　　圖靈獎獲得者姚期智評價她說：「她具有一種直覺，能從成千上萬的可能性中挑出最好的路徑。」

　　「破譯密碼後我去外面吃了一頓飯」

　　當王小雲帶領她的團隊終結MD5後，《華盛頓時報》隨後發表報導稱，中國解碼專家開發的新解碼技術，可以「攻擊白宮」。王小雲說，在公眾的理解上，密碼分析者很像黑客，但我們的工作與黑客是有明顯區別的。她說：「黑客破解密碼是惡意的，希望盜取密碼演算法保護的信息獲得利益。而密碼分析科學家的工作則是評估一種密碼演算法的安全性，尋找更安全的密碼演算法。」

　　與電視劇裡《暗算》裡的高手不同，王小雲的工作更準確地說是「明算」。王小雲說：「與黑客的隱蔽攻擊不同，全世界的密碼分析學家是在一個公開的平台上工作。密碼演算法設計的函數方法和密碼分析的理論都是公開的。」

　　她說：「在破解了SHA-1的那天，我去外面吃了一頓飯。心裏有些興奮，因為自己是第一個知道一個世界級秘密的人。」

　　「破解一種先進的密碼需要10年」

　　看過電影《U-571》的人一定記得，美軍為了獲得德國潛艇使用的密碼，不惜用一艘潛艇偽裝成德國潛艇去盜取一艘受傷德國潛艇上的解碼機和密碼本。王小雲說，真實的情況絕不是電影裡描述的那樣。她說：「盟軍當年為了破解德軍使用的英格曼密碼，動用了大批數學家，其中包括圖靈，現在數學界中的崇高榮譽‘圖靈獎’就是以這個數學家的名字命名的。」「這一批數學家前後經歷了10年的時間最後才破解了英格曼密碼。」

　　王小雲說，一般而言，一種先進的密碼被設計出來後，要破解需要10年左右的時間，而設計一種新的密碼大約需要8年的時間。密碼學就是在這種不斷的創立和破解中發展的。王小雲是從 1994年開始破解MD5和SHA-1的，到她2004年成功破解恰恰經過了10年。她說，從現在開始世界密碼學界已經開始了新密碼的設計工作，預計到 2012年新一代安全密碼將產生。

　　「99%的人在這個領域裡永遠也不會成功」

　　破解密碼，在電視劇裡，這個職業充滿了緊張與刺激。王小雲說，現實中的密碼破解工作遠沒有那麼戲劇性。她說：「事實上這個領域裡的科學家， 99%的人永遠也不會取得成功。」在破解密碼演算法RIPEMD的過程中，為了找到最後的破解方法，王小雲曾經先後嘗試了30多條破解路線。王小雲回憶說，經常是破解進行到深夜，一條破解路線在最後的關鍵兩步被證明是不可能的，只好第二天從零開始再找下一種破解方法。如此堅持了3個月，才成功破解。

　　王小雲說：「現在看來，當初選擇這個研究領域是有很大風險的，可能永遠不會取得實質性的成果。但我對這個問題有興趣。」

　　生活裡的王小雲

　　破譯密碼的10年是我過得最輕鬆的10年

　　10年破解世界5大著名密碼，很多人會想，這個科學家一定是一個生活非常刻苦的人。但出人意料，王小雲說：「那10年是我感覺過得很輕鬆的10年。」

　　高考失敗才當了數學家

　　現在王小雲已經是世界公認的密碼分析高手，但其實王小雲最初的夢想是當一個物理學家，高考出了意外才成了數學家。在高中時，王小雲一直就是學校的物理狀元。「考試沒考好，才報了數學專業。」說起這段往事，她搖搖頭，彷彿有點不甘心地說：「意外！」

　　進入大學後，王小雲不死心。她曾經用一年的時間重新進入物理學研究領域。但一年下來，她發現，她已經不能在物理領域取得突破了。此後才安心地在密碼學領域探索，而且在這個別人認為無望的領域一鑽就是10年。10年裡，有一次她跟丈夫打賭說，有一天，你用GOOGLE搜索王小雲，一定能有上千條記錄。而現在，在GOOGLE輸入「王小雲」3個字，得到的記錄已經超過40000條。

　　破解密碼的同時生了一個

　　女兒還養了一陽臺的花

　　在破解密碼的10年中，王小雲生了一個女兒，還養了一陽臺的花。王小雲說：「我的科研就是抱孩子抱出來、做家務做出來、養花養出來的。」她說， 「那段時間，我抱著孩子、做著家務的間隙，各種密碼可能的破解路徑就在我腦中盤旋，一有想法我就會立即記到電腦裡。到現在我還懷念那10年的生活，那時候，我會在一段時間裏拚命工作，感覺累了，就休息一段時間。」

　　事實上，王小雲是一個非常注重生活細節的人。她很愛美，曾經走進號稱倫敦最昂貴的百貨公司裡買上一雙鞋。她們家的午飯，只要她在家就從不像現代都市人那樣簡單。她最拿手的是燒排骨，澆上醋、小火蒸、大火燒……有一套完整程序。燒出來的排骨口味獨到，是實驗室裡所有研究生公認的美食。

　　拖地是王小雲的一個嗜好

　　去過她家的人說，她家的地板特別乾淨。拖地是王小雲的一個嗜好。工作累了，她會去拖地；閑下來了，她也忍不住要去拖地，所以她家的地板總是一塵不染。在她家的陽台上，一年四季都有鮮花，君子蘭、鶴望蘭、杜鵑花……

　　記出租車號是生活中

　　與數字的唯一聯繫

　　作為世界級密碼分析專家，王小雲的生活與數字卻沒有多少聯繫，更沒有像《暗算》裡黃依依那樣用密碼向意中人表白。在生活中她唯一與數字有關的習慣竟然是記出租車號。

　　原來，王小雲的課題組中有超過一半都是女博士生。工作晚了，沒有公交車，王小雲總要送學生們打車回家。為了保證學生們的安全，她總要記住學生們乘坐出租車的車號，等學生到家了，給她發回平安簡訊，她才把記住的出租車號從腦子裡刪除。一次，王小雲自己乘出租車，她用手機把出租車號發給一個朋友。朋友以為她要自己接站，查遍了當天的航班和火車車次都沒找到那個號碼，最後才知道原來是出租車號。是王小雲怕遭遇壞人留下的「線索」。

　　王小雲教授簡介

　　1966年生於山東諸城，1983年至1993年就讀於山東大學數學系，先後獲得學士、碩士和博士學位，1993年畢業後留校任教。2005年 6月受聘為清華大學高等研究中心「楊振寧講座教授」，現為清華大學「長江學者特聘教授」。本月，她獲得由全國婦聯、中國聯合國教科文組織全國委員會、中國科協和歐萊雅(中國)有限公司創立的，被譽為女性諾貝爾獎的中國青年女科學家獎。