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瞭望王小云令世界密码学界震动

发布时间:2020-03-20 10:33:17阅读:来源:欧贝特试验设备

2004年8月,在美国加州召开的国际密码学大会上,我是拿着自己的研究成果找到会议主席要求进行大会发言的.在2005年的会议上,我被安排在第一个时间作重要报告.这个会议的目的,就是针对我们破解的MD5和SHA-1密码算法,评估Hash函数的安全现状和未来Hash函数的设计.用现在业界1句流行的话说,MD5和SHA-1的破解,动摇了目前数字签名的理论根基.”

操着一口浓重山东口音的王小云教授面对《瞭望》新闻周刊记者说这番话时,脸上弥漫着自豪的笑容。

9月末的一天下午,《瞭望》新闻周刊记者如约来到王小云教授位于清华大学数学楼的办公室。刚从山东大学返京的王小云正和自己眼前的学生讨论课题进展。

国际密码大会上的“地震”

说起自己和自己的团队破解的MD5和SHA-1密码算法,王小云开心地笑了。

在2004年8月之前,国际密码学界其实不熟习“王小云”这个名字。2004年8月,在美国加州圣芭芭拉召开的国际密码大会上,并没有被安排发言的王小云找到会议主席,要求进行大会发言。

就是在这次会议上,王小云首次宣布了她及她的研究小组近年来的研究成果——对MD5、HAVAL-128、MD4和RIPEMD等著名密码算法的破译结果。

在公布到第三个成果的时候,会场上已是掌声四起。报告结束后,所有预会专家对王小云及其团队的突出工作报以长时间的热烈掌声。大会主席、普林斯顿Hewlett-Packard实验室教授StuartHaber形容道:“这真是一个极具冲击力和令人鼓舞的结果。”

作为密码学领域的重大发现,王小云的研究成果引发了国际密码学界的高度关注和重视。2004年国际密码大会的总结报告中就写道:“我们该怎么办?MD5被重创了,它行将从运用中淘汰。SHA-1依然活着,但也见到了它的末日。现在就得开始更换SHA-1了。”

虽然说在MD5被王小云领衔的中国专家破译以后,世界密码学界依然认为SHA-1是安全的,没有被攻破,并且没有足够的理由怀疑它会很快被攻破。但仅仅几个月以后,王小云就宣布了破译SHA-1的消息,再一次震动了国际密码学界。

国际顶级密码学家Shamir评论道:“这是近几年密码学领域最美好的结果,我相信这将会引发轩然大波,设计新的Hash函数算法极为重要。”

美国国家标准与技术研究院的密码学家WilliamBurr说:“去年(2004),我还庆幸地说,还好她没有把SHA-1也破解了,但是现在,她真的这样做了。”

MD5的设计者Rivest评论道,“SHA-1的破译使人吃惊”,“数字签名的安全性在下降,这再一次提示需要替换算法。”

为了电子商务的安全

据了解,Hash算法,或称Hash函数,被普遍应用于数字安全的几近所有方面。登录办公室局域网、进入个人邮箱和安全页面都要用它来保护用户的密码;电子签名系统利用它来认证客户及其发来的信息;法律文书、财务信息和有版权的重要文件用它作为时间戳来确保数据不被篡改;银行系统使用它在用户输入信用卡密码之前确保网页的安全……

可以说,密码学家在他们设计密码协议的时候,可以灵活地使用Hash函数来增加安全性。“它们就像万灵药一样。”

Hash函数的种类很多,而王小云破解的正是当前国际上使用最广泛的两种——MD5和SHA-1。

MD5是由国际著名密码学家、“图灵奖”获得者兼公钥加密算法RSA的创始人、麻省理工大学的RonaldRivest教授于1991年设计的;SHA-1是由美国专门制定密码算法的标准机构——美国国家标准技术研究院(NIST)与美国国家安全局(NSA)设计。两大算法是目前国际电子签名及许多其它密码应用领域的关键技术,广泛应用于金融、证券等电子商务领域。其中,SHA-1早在1994年便为美国政府采用,是目前美国政府广泛运用的计算机密码系统。

王小云介绍说,世界上由于没有两个完全相同的指纹,因此手印(指纹)成为人们身份唯一和安全的标志。在网络安全协议中,使用Hash函数来处理电子签名,能够产生理论上独一无二的电子文件的“指纹”,构成“数字手印”。依照理想安全要求,经过Hash函数产生的指纹,原始信息即便只改变一名,其产生的“指纹”也会截然不同。即便调用全球的计算机,也难以找到两个相同的“数字手印”,因此能够保证数字签名没法被捏造。如果能找到Hash函数的碰撞,就意味着两个不同的文件可以产生相同的“指纹”,这样就可以捏造签名。

而王小云和她的研究小组通过对函数MD5和SHA-1的研究发现,不同的数据能够产生相同的Hash值!这意味着,可以找到两份具有相同数字手印的不同电子文件。也就是说,从理论上讲,电子签名可以捏造。必须及时添加限制条件,或重新选用更加安全的密码标准,才能保证电子商务的安全。

王小云告知记者,MD5的破译已不但仅是理论破译结果,而且存在致使实际的攻击的可能,由于MD5可以找出碰撞实例。王小云说,目前SHA-1在理论上已被破译,但还没有找出碰撞实例。理论上讲,一个计算机需要运行上百万年才能找到一个碰撞实例,但现在只需要几年就可以找到。届时SHA-1就真的不能再广泛运用了。

师从名师研究密码学

今年40岁的王小云1988年考上山东大学数学系后开始接触、学习密码学,1990年师从著名数学家潘承洞教授攻读数论与密码学专业博士,在潘承洞、于秀源、展涛等多位名师的指点下,她成功地将数论知识应用到密码学中,并从上世纪90年代末开始进行Hash函数的研究。

据介绍,70年代中期现代密码学开始兴起,公钥密码学是基于单向函数设计的,而单向函数通常基于数论、代数方面的数学困难来设计,这使其具有非常大的运用潜力。“在导师的建议下,我比较早的接触了密码学,其新颖的思惟方式和研究方向引发了我的兴趣。与数学研究相比,密码学有更多吸引人的地方,非常有趣,也更具有挑战性。”

身兼山东大学数学与系统科学学院密码技术与信息安全实验室主任、清华大学“长江学者嘉奖计划”特聘教授,王小云的时间可以说是以分钟计算的。“忙”成了她的常态,许多爱好都取消了,就连爱好的花都拜托给爱人照看。她常常来回于山东和北京两地,除身旁的人,很少有人能说得清她到底在哪儿。

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