文／記者完顏文豪、李牧鳴

在王小云眼中的密碼學是矛與盾的交鋒，攻與防的藝術。

她和其他專家共同設計了中國大陸第一個哈希函數算法標準SM3。如今，SM3已為大陸多個行業保駕護航，在金融、國家電網、交通等重要經濟領域廣泛使用。

二○一九年十一月十七日，梳著幹練短髮、戴著金邊眼鏡的王小云，走進「未來科學大獎周」的報告廳，用一口淳樸的山東口音，開始講述她與密碼的往事。

第一個由中國大陸民間發起的「未來科學大獎」，迎來了首位女性得主——五十三歲的清華大學高等研究院楊振寧講座教授王小云。她獲得了「數學與計算機科學獎」，因為她「在密碼學中的開創性貢獻，她的創新性密碼分析方式揭示了被廣泛使用的密碼哈希函數的弱點，促進了新一代密碼哈希函數標準」。

五年前，四川大學信息安全專業本科生吳彥冰，在閱讀公認世界第一駭客的凱文．米特尼克所著《欺騙的藝術》時，發現一段文字中有個中國人的名字，這是一條關於「MD5已被王小云教授破解」的注釋。

了解這條注釋背後的故事後，吳彥冰被密碼學深深吸引了。畢業前他向王小云發了郵件，決定探索密碼學這個迷人的世界。如今，他已師從王小云，漫遊密碼世界。

塑造密碼天才

一九六六年，王小云出生於山東諸城一個教師家庭。童年時，做數學老師的父親講「雞兔同籠」的故事，就是她最早的數學啟蒙。一九八三年，十七歲的王小云考入山東大學數學系，師從著名數學家潘承洞。讀完了本科、碩士與博士，她留在山東大學任教。後聽從導師建議，將研究方向從解析數論轉向密碼學。

三十九歲時，王小云被聘為清華大學高等研究院楊振寧講座教授，之後曾獲得中國密碼學會「密碼創新獎特等獎」以及「網絡安全優秀人才獎」，五十一歲當選中國科學院院士。

多年後，王小云回憶起讀書經歷時，提到老師潘承洞對學生的一個特別要求，不管是出國深造，還是做訪問學者，兩年或者三年，時間到了就得回國，堅決立足於大陸境內發展。

或許是耳濡目染了老一代學者身上的這種家國情懷，破解了兩大國際密碼算法後，王小云放棄了參與設計美國向全球徵集的新國際標準密碼算法，轉而設計大陸的密碼算法標準。

此後，王小云和中國大陸其他專家設計了中國首個哈希函數算法標準SM3。如今，SM3已為中國多個行業保駕護航，在金融、國家電網、交通等國家重要經濟領域廣泛使用。

「密碼破解非常重要，沒有破解，就很難有密碼應用的標準化、規範化，商用密碼體系也很難加強起來。」王小云眼中的密碼學是矛與盾的交鋒，攻與防的藝術。

「天書」哈希函數

今天，計算機網絡、移動網絡、物聯網、衛星網絡還有大數據、雲計算，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，就相當於有人偷了家裡的鑰匙，可以隨時自由進出你家，而你卻渾然不知。」

密碼學重要到何種地步？不得不從一個密碼學中的基本工具說起，它就是王小云打了多年交道的哈希函數。

這個時代的所有網絡信息安全，需要滿足機密性、可認證性、不可抵賴性、完整性與有效性這五大安全屬性，才可以有效防禦駭客的攻擊。其中，有效性是指效率問題，而前四個屬性中，機密算法保障機密性，即不被竊取、看到；數字簽名算法滿足的是可認證性和不可抵賴性；哈希函數算法保證信息的完整性。

不過，數字簽名算法必須和哈希函數一起才能保證可認證性和不可抵賴性。因此，五大安全屬性裡有三個，都離不開哈希函數。

密碼上的哈希函數，可以將任意長度的消息壓縮成固定長度的哈希值，而哈希值就像每個人都擁有唯一的「指紋」一樣，哈希函數的重要之處就是能夠賦予每個消息唯一的「數字指紋」，即使更改該消息的一個比特，對應的哈希值也會變為截然不同的「指紋」。

清華大學高等研究院數學博士吳彥冰打了個比方，就像把一本書裡的某一頁或一個字更改了，但看書的人很難判斷更改的地方，即便全書通讀一遍也未必能發現，「但通過哈希函數，輸入稍有不同，輸出結果就會完全不同」。