山東硬核寶媽,因坐月子無聊,破譯美國兩套密碼,國家獎勵711萬

人是社會性的動物,從遠古時期開始,人類就學會互相交流,團結合作,將個人的力量結合在一起,從而實現更大的目標。而資訊的互動是人類合作的基礎,從遠古社會到資訊時代,資訊顯得越來越重要,似乎已經成為一種新型資源,在社會的經濟、文化、政治、軍事、民生各個方面發揮著越來越重要的作用。

而相應的,需要利用資訊,就需要對重要資訊實行保護。從遠古時期開始,人們就學會了給資訊加密來防止資訊的洩露,這也就是密碼的產生,世界上最早的密碼出現於古希臘,軍隊將在戰場上傳遞的資訊按一定的方式打亂,傳達後在按一定規律復原,成功躲過了敵軍的搜查。

而在現代化社會中,個人還是國家都離不開密碼,我們需要密碼保護自己的個人資訊,國家則需要密碼,保障國家安全。

但是破譯密碼的技術也變得越來越先進,在國際競爭中,能搶先破獲他國密碼是一個極大的優勢,破譯密碼的人需要極高天賦,但我國山東卻有一女子,嫌坐月子無聊破譯了兩套美國密碼,國家給她獎勵711萬。

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密碼的起源和發展

公元前700年,古希臘軍隊用一種叫作“斯塔勒”的圓木棍來進行加密通訊,這也是最早的一種密碼,具體做法是把長帶子狀的羊皮紙纏繞在一根特定粗細的木棍上許多圈,然後在羊皮紙的截面寫上資訊,這樣把羊皮紙散開來傳遞時,羊皮紙上就看不出資訊,而重新把羊皮紙纏繞在斯塔勒上,資訊就又浮現出來。

早期中國也產生了密碼,叫作“陰符”,出現於西周時期兵書《六韜》,兵書中詳細探討了如果帶軍深入敵軍內部,而突然遇到緊急情況,需要與外部援軍取得聯絡,那麼就需要用陰符秘密聯絡,陰符共有八種,根據長短的不同,用以傳遞不同的資訊。

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到了公元前一世紀,產生了更為精密的凱撒密碼,它是將英文字母向前移動K位,從而生成字母替代的密表,K就是金鑰,得知了K也就能破解密碼。

進入近代工業化時代後,德國工程師發明出了轉輪密碼機,在二戰時被德軍廣泛運用於傳遞資訊,而同時期的圖靈則發明圖靈炸彈機來破解轉輪密碼機。

自從計算機發明以後,密碼的加密和破解引入了高數位的演算法概念,變得更為複雜,美國計算機學家迪菲和赫爾曼是現代密碼學的奠基人,他們提出了全新的金鑰交換構思,被稱為“迪菲赫爾曼”演算法,開創了密碼學研究新方向。

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天生的密碼破譯者

在資訊時代,密碼安全關乎著國家安全,各國都投入了大量精力研究密碼學,在這方面,美國是起步最早的,美國國家安全域性釋出的MD5和SHA-1兩種安全密碼被稱為是世界上最難破解也是最為安全的密碼,即使使用世界上執行最快的計算機,也需要兩百年的時間,才能透過攻克得到密碼的金鑰。

但出人意料,美國的這兩個密碼卻被我國一位女科學家破解了,並且兩個密碼接連被破解的時間間隔不超過三個月。

這位女科學家名叫王小云,1966年出生于山東諸城,其父親是數學教師,在父親的影響下,王小云從小對數學感興趣,初中時就與老師探討過斐波那契數列的證明問題,展現出不小的數學天賦。

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王小云從小就是人人豔羨的學霸,學習優秀,考上了當地最優秀的高中,在高中時數學老師們都說她適合繼續在大學深造數學,當時大部分同學都在為高考準備,刷高考數學題,但是王小云還經常花時間研究奧數題,經常找老師請教奧數題,老師們覺得她這麼做不利於高考,但她樂在其中。

最終王小云以優異的高考成績考入山東大學數學系,並且一路從本科讀到博士,堅持在數學的海洋裡汲取知識,當週圍同學忙著學習化妝打扮、週末相約出門遊玩的時候,王小云依然保持著和高考時一樣熱情,每天泡在圖書館,要麼演算數學題,要麼寫數學論文。

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王小云勤奮刻苦的求學態度得到了山東大學著名的數學系教授潘承洞的欣賞,潘教授悉心指導著她,當時學習數學的女生本來就少,能一直讀到博士的更是少之又少,因為當時大家普遍有一個刻板觀念,認為女生學習理科不如男生有天賦,還是男生的腦子轉得更快。

王小云從山東大學本科畢業時,就有人勸她說女生將來還是要以家庭為主,要回歸家庭,而研究數學需要全身心投入不適合女性,但王小云偏偏不信,她一路攻讀,還是潘教授帶的第一個女博士生,潘教授看出她對數字間的規律的敏感,逐漸引導她走向密碼學的研究。

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在潘教授引導下,王小云也逐漸了喜歡上了密碼學,自1995年開始,王小云開始從事國際密碼的研究工作,並且她取得許多矚目的研究成果,被稱為天生的“密碼破譯者”,她也代表山東大學參加了多場重要的國際密碼學研討會。

王小云博士畢業後,選擇留校任教,2001年就評上了山東大學的教授職稱,是山東大學數學系最年輕的教授之一。

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破譯美國的兩大密碼

王小云評上教授職稱不久就懷孕了,孕期臨近,她選擇休假在家靜待生產,懷孕生產對於所有女性來說都是一個不小的挑戰,因為在孕期,女性需要克服著來自生理和心理的不適和疲憊,生產時也面臨著極大的危險,而生產結束還需要哺乳孩子,總之孕產期是對女性來說,是異常勞累的一段時間。

但出人意料,王小云在孕期也堅持研究密碼學問題,當時美國的MD5密碼被稱為世界上最難被破解的密碼,而孕期的王小云想著反正不去工作也有點無聊,不如嘗試去攻克這個難題。

她就用紙筆開始演算,推演出無數條MD5可能遵循的金鑰,再一條條排除,後來王小云生產完,身體還比較虛弱,但她也繼續MD5密碼的破解。

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坐月子期間,王小云一邊照顧著自己剛出生的孩子,一邊繼續破解密碼,家人勸她好好休息,但她不肯,她感到對MD5的破解已經取得了一定進展,或許破解出密碼已經指日可待,終於,在她堅持攻克三年後,終於破解了MD5密碼,並於2004年在美密會上宣佈自己的破解結果。

她的破解結果一出,整個密碼學界都沸騰了,就連密碼學大師比哈姆都直言:“王小云所完成的,是我一直的夢想,她創造了一個奇蹟。”

而美國方面也對王小云的破譯感到不可思議,並且由於王小云的研究成果,MD5不再適應運用於維護美國的網路系統安全,美國方面趕緊用SHA-1替代。

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美國方面為了挽尊,信誓旦旦地宣佈:“王小云破獲了MD5有碰巧的因素在,而美國目前使用的SHA-1的防護效能堪稱完美,不存在一點的安全隱患。”但是僅僅過了三個月,王小云就又一次宣佈自己和團隊破解了SHA-1,美國方面無奈宣佈,政府部門將會在5年內全部停用SHA-1,而多家著名美國網際網路公司也不得不放棄SHA-1,轉而開發新密碼。

在破解了美國的兩大密碼後,王小云名揚整個密碼學界,同時多家海外公司花了天價高薪邀請王小云出國任職,但王小云統統都拒絕了,她認為科學家首先需要熱愛自己的祖國,密碼學的研究關乎國家安危,自己是絕對不會離開中國,後來國家也為表彰她的貢獻,獎勵其711萬。

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小結:

王小云女士無愧為科學界的巾幗英雄,她在辛勞地坐月子期間也不忘繼續專研密碼學,並且最後成功破獲了美國的兩大密碼,這兩大密碼之前一直號稱無法被破解。她實現了一個奇蹟,名揚全球,聲震整個密碼學界。

一時間,名譽、金錢、地位都擺在她面前。但她高潔傲岸,志懷高遠,不被這些世俗的利益誘惑,她熱愛著科學和祖國,並且一直致力於用科學為自己的祖國做貢獻。

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