密碼專家王小云：左手科研，右手煙火

阿楓

王小云是未來科學大獎首位女性獲獎者。她從事的密碼學在常人眼中晦澀難懂，但卻與我們的生活息息相關，小到行李箱、電腦、手機密碼，大到上億張銀行卡、整個國家的網絡安全，涉及隱私及數據保護、芯片安全。王小云創造出全世界領先的密碼分析方法，破解了很多國際通用的算法，對中國密碼學事業作出巨大貢獻。“密碼學界的巾幗英雄”“震驚世界的巾幗密碼專家”，這是國內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。她的父親畢業于諸城師范學校的數學與化學班，受父親影響，王小云從小就對數理化表現出濃厚的興趣。

由于高考數學成績優異，她報考了山東大學數學系。當時，山東大學數學系師資力量雄厚，授課的都是著名數學家潘承洞等專業上非常優秀的教授。

1987年，王小云考上山東大學的研究生，師從著名數學家潘承洞學習解析數論。一年多后，在導師的建議下，王小云轉學密碼學。這個決定成為她科研生涯的一大轉折點。

獲得山東大學基礎數學專業博士學位后，王小云留校任教。沒有科研經費，她就在僅有的一張小書桌上開始了她的密碼研究。“剛開始，感覺學習密碼很簡單，后來隨著理論知識的加深，才發現還是挺難的，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。好在王小云有強大的數學知識做支撐，經過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步獎一項！因此2002年，36歲的王小云晉升為山東大學教授職稱。

此后，王小云一面忙著帶研究生，一面攻讀密碼學知識。短短5年，她就破解了HAVAL-128和RIPEMD等算法，但科研永無止境，王小云還有更遠大的雄心壯志，她要破譯國際公認最先進、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會議上，全球密碼學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MD5和SHA-1。多年來，哈希函數MD5和SHA-1是國際上公認最先進、應用范圍最廣的兩大重要算法。廣泛應用于金融、證券等電子商務領域。按照常規方法，即使先進的計算機也需運算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隊的研究成果——對MD5和SHA-1密碼算法的破解結果，現場學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：“現在看來，當初選擇這個研究方向是冒著很大風險的，事實上這個方向里的科學家，99%的人永遠也不會取得成功。但我對這個問題很感興趣。”彼時，她的導師潘承洞教授已經去世整整20年了。回憶起導師，王小云依然充滿感激之情：“我非常感謝潘老師當時給我指明了一個非常正確的研究方向。”

王小云針對MD5和SHA-1的破解，導致《華盛頓時報》發表報道稱，中國解碼專家開發的新解碼技術，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。中國人追尋先進從來不是為攻擊別人，而是為了保護自己。”

計算機網絡、移動網絡、物聯網、衛星網絡還有大數據、云計算，這些人們已經熟知的科技場景，都離不開密碼技術的支撐，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，就相當于有人偷了你家里的鑰匙，可以隨時自由進出你家，而你卻渾然不知。”

王小云不光是一位了不起的科學家，對于生活質量也從來不打折扣：她拿手的紅燒排骨深受學生歡迎；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……家里養的花多達數十盆。“推導數學難題、破解密碼算法比較熬人，需要找一件事情讓自己放松、休息。”王小云說，“澆水、種花可以換換腦子，讓我思維更快一點。”

王小云和從事醫學研究的劉瑞田于1991年結婚，女兒在四年后出生。1996年起，王小云開始著迷于HASH函數的安全性分析，由于分析過程中需要借助計算機的編程，并且需要不停打印，她自己獨創的“比特分析法”的分析表格。而每次打印，都需要專程到數學系機房里的激光打印機上進行，有時甚至要排隊等上很久。

為了節省往返于學校和家之間的時間，也為了方便照看孩子，王小云和丈夫商量后，花掉了當時家里的所有存款買了計算機、打印機和掃描儀，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。

就這樣日復一日、年復一年，王小云相繼在家中攻破了SHA-0、MD4、HAVAL-128、RIPEMD、MD5、SHA-1等哈希函數算法。盡管她的工作在國際上引發巨大轟動，但國內知道的人并不多，連她的閨蜜都說：知道你很會做數學題，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，然后繼續過日子了。”王小云說。

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！憑借在密碼學上的突出成就，王小云在2014年榮獲中國密碼學會“密碼創新獎”特等獎，2017年當選為中科院院士！