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小学数学星期推算方法

来源:baiyundou.net   日期:2024-07-12

她是一位传奇的高龄宝妈,坐月子期间,她抱着孩子,边做家务边养花,还势如破竹地破译了5个顶级国际密码。


她从未学过编码,全靠手算,连美国自认为最安全的“白宫密码”也被成功解锁。


她也曾一度落选中国科学院院士评选,转头却成为未来科学大奖的首位女性得主,最终因过人的密码天赋,获得711万人民币的国家奖励。


她就是震惊世界的巾帼密码专家,王小云。


没学过编码,只靠一手数学就艳惊四座,她到底是如何在密码世界里搅起一番风云的呢?

1966年,王小云出生在山东诸城的一个小乡村。她的父亲是一名乡村数学教师,母亲就经常在家做农活,照顾孩子。最困难时候,一家人用玉米磨粉泡水喝。


虽说那时候家境窘迫,但父母没有放松对王小云的教育。小时候,父亲就是王小云的数学启蒙老师。王小云回忆起童年,父亲经常会教她有关鸡兔同笼的题目,寓教于乐。


这激发她对数学产生了浓厚兴趣,她也学着思考这背后千丝万缕的数学逻辑。


小学和初中,王小云基本上是半玩耍半学习的心态,学习欲望并不强烈,成绩属于中等水平。


到了高中的时候,王小云觉得荒废了时光,才开始刻苦学习。没想到仅仅40多天时间,她便拿下了第一名。此时,王小云才发现自己或许在理科方面有些天赋。


1983年,王小云填报高考志愿,父亲鼓励她以后要成为居里夫人那样的人,建议她从事核物理的研究。


没想到,拿到成绩的那一刻,她发现物理成绩没有特别理想。因此,她在高考志愿那一栏,填上了山东大学数学系。


上了大学后,王小云丝毫不敢放松,甚至比高中还卖力。一次课堂上,老师布置了一项高难度作业,让全班同学证明著名的拉马努金公式。


拉马努金公式是印度天才数学家留下的数学宝藏,要证明它并不容易。对于数学学生来说,推导拉马努金公式,需要开挂的运算能力,很多人都感到巨大的压力。

不过,王小云完全没有内耗,她每天背着干粮和一瓶水,一个星期的时间,几乎每天忘我地泡在图书馆和教室里,最后硬是把这个公式解了出来。


当时,她忐忑不已,毕竟已经花掉了一个星期的时间,想着会不会被老师批评。


没想到,老师却意外地表扬了她,原来她是第一个交作业的人。老师赞不绝口地说:“这个推算很多人要用一个月时间,你却只用了一个星期。”


虽然是一句简单的称赞,但蕴含着巨大的肯定价值。与此同时,王小云过人的数学天赋,引起了当时的山东大学校长院士、著名的数学家潘承洞的注意。


当时,潘教授想选拔一些优秀的男学生,培养成密码学的人才。但是王小云的出现,让他改变了主意。


他问王小云:“你想不想学密码学呢?”王小云不知道什么是密码学,当时,国内学密码学的人很少。她想都没想,就直接回绝了。


潘承洞教授说:“不用着急,我介绍你先去听一个课程。”王小云接过入场券一看,原来是日本密码学专家一松信的密码学讲座,他将在西安主讲公钥密码课程。

就这样,王小云误打误撞地旁听了学术权威的课程,逐渐对神秘的密码学有了新的认识。


简单的二进制组合,竟然有这么多复杂的变化和可能性。王小云听完讲座后,一股脑钻进图书馆研究。研究得越多,她对密码学就越痴迷。


后来,王小云干脆把研究方向从解析数论转为密码学,本科毕业后又继续深造。


同时,她也兴致盎然地要拜潘承洞教授为师。潘承洞教授看到王小云有天赋又好学,也因此破格录取她为自己的第一位女徒弟。在导师的帮助下,王小云开始了新兴密码领域的探索。


博士毕业后,王小云拒绝了一些高薪的工作邀请,而是留在山东大学留校任教,同时继续研究密码学。


关于研究密码学,王小云一是因为自身热爱,二是她知道密码学对于国家的战略意义。研究它,就是掌握一把打开情报战略的钥匙。


但是,一种密码算法的破解要经过漫长的时间,且失败率高达99%。所以,很多人不愿意去啃这把硬骨头。


尤其是90年代,国家科研投入紧张,高校也不能给王小云提供太多的研究资金。


也只有她,愿意孤注一掷,砸下家里所有的储蓄,配备了电脑、扫描仪等一系列研究工具,开始研究密码学。她心想:不管能不能研究出来,我一定要尝试一下。

事业红红火火,婚姻也没落下。1991年,王小云和从事医学研究的刘瑞田喜结连理。4年后,她怀孕了。


当时,王小云已是接近30岁的高龄产妇,学校为了照顾她,给她放了长假休养。


生完孩子第一个月,每个产后妈妈都恨不得能多睡一会。可是,王小云却觉得无聊,便开始研究起Hash函数,试图找到破解国际顶级密码MD5和SHA-1的方法。


MD5和SHA-1算法,一直是美方最难破译的两大加密算法,尤其是SHA-1更是有“白宫密码”之称。


可以说当时,MD5和SHA-1算法,一直是科研者可望而不可即的领域。王小云想,要是能够证明这两个算法都不安全,或者有漏洞,那应该非常有意义。


于是,她趁着休假,决定挑战破解美国的顶尖密码。王小云并没有沿用美国人复杂的算法,而是尝试自己寻找另一种运算模式。


不过,这种密码的级别很高,解锁推算的工作量非常庞大。有阵子,孩子经常生病,她只能被迫放缓进度。


直到两年后,孩子上了幼儿园,她才有了空闲时间,在原有的基础上继续摸索。每天忙完家务,王小云把女儿哄睡后,自己就起来,继续把家里的小台灯打开,熬夜演算方程函数。


有一天,王小云感觉自己有了头绪,两晚都没有合眼,连续演算了两天两夜。


这一次连王小云自己也没想到,她运用自己一套办法——模差分比特分析法,MD5密码迎刃而解。


当时,她还是一边休假一边照顾孩子,并没有对外声张。


2004年8月,王小云的研究结果才让业界一片哗然。她在国际密码大会上,首次向外界宣布她和团队多年来的研究成果,表示自己已经成功破解了MD5密码系统。密码学界为之震惊:MD5被重创了,它即将在应用中被淘汰。


当时的王小云籍籍无名,对于她能破解MD5,大多数人都不敢置信。因为MD5密码算法,即使调用全球最快最先进的大型计算机,估计也要运算100万年以上才能破解,更不用说用手写推导了。


王小云的徒弟吴彦冰曾回忆说:“那时候王老师没有编程基础,坚持靠手写400多页纸,推导了几百个方程式,这个毅力让她最后破解了MD5。”


王小云还现场演示了一次,自己如何通过自研算法模块,建立一套分析模型,手工设计破解路径。这一做法震惊了全场专业人士。


当时,现场的演示报告还没结束,会场上已是掌声雷动,甚至有残疾学者,因为手残无法拍掌,而高兴地拍自己大腿。


后来,王小云回忆说,当时的感觉,就像获得站在奥运金牌的领奖台上。


没过几个月,王小云又宣布破解了SHA-1,这可是密码学界里程碑式的大事件。

她按捺不住内心的小喜悦,和朋友一起吃饭庆祝。她说:“我是第一个知道这个世界级秘密的人了。”


SHA-1算法被破译后,美方都坐不住了。美方媒体甚至报道,王小云开发的新解码技术,将可能“攻陷”SHA-1所构筑成的保安系统,威胁美方官方的情报安全。


美方甚至紧急颁布新政策——美国联邦机构必须在2010年之前停止使用SHA-1。此外,一些知名的IT公司,也在积极商讨应对办法。


通过找到密码的破解方法,王小云向人们发出警醒:任何顶级的密码算法都有漏洞,可能会被攻击。


而为了做好防守,密码设计专家需要迭代更好地设计密码算法,这是一个不断循环推进的过程。


在破解一系列国际密码的10年里,王小云的科研终于得到巨大突破,她的女儿也已经慢慢长大,家里的一切也是打理得井井有条。别人的科研是在实验室里,而她的科研是兼顾着照顾孩子,包办家务。


2005年,王小云的爱人从国外交流归来。两个人决定举家搬迁,一起从山东济南前往北京,继续在更浓厚的学术环境中开展研究。


她现在所在的北京这幢办公楼颇具传奇色彩,被视为中国最先进的纯学术理论研究机构。我国23位国家两弹一星元勋中,有14位曾在这幢楼里任教、学习或工作过。


在这种氛围下,她在随后几年取得了更多突出成果,学术论文的发表量比她过去十年还要多上20倍,更是先后获得863项目和国家自然科学基金项目资助,连部级科技进步奖也收入囊中。


2009年,中国科学院院士增选,凭借过去的成果,王小云以明显优势的综合评分进入候选名单。没想到结果却很意外,她竟然在第一轮的评比被淘汰出局。


很多人问她,怎么看待这个事情?王小云对名利都特别看得开,她淡淡一笑说:“无所谓了,评不评上都是一样做工作。”


直到2017年,这份殊荣才终于尘埃落定,王小云上榜了中国科学院院士名单,此时她已经51岁。


随后,王小云又迎来她人生最重要的日子。2019年9月7日,她成为国内未来科学大奖第一位女性得主。


未来科学大奖被誉为中国的诺贝尔奖,获得这个奖励,代表获得国家级别和民间的广泛认可。


同时,这位密码学才女还赢得100万美金奖励,大约折合人民币711万元,成为20多年来对她的最大嘉奖。


这一年,很多朋友都在问她,拿了那么多奖,考虑奖金怎么花呢?


她微微一笑说道:“十年前,我爱人义无反顾地支持我,就算我花掉了家里所有积蓄搞科研他都同意。所以我也想从奖金里拿出50万,支持他筹建自己的生物医药研究实验室。”


很多网友在网上了解王小云的故事后,纷纷羡慕她夫妻两人同心,其利断金。也佩服她既能兼顾家庭,事业又成功,坐着月子就攻破国际难题。


还有角度刁钻的人,羡慕她做了这么多年科研,头发还这么多,猜测她心态一定很好。


其实,王小云的成功,不仅是在于她对密码学的执着和追求,更在于她的人格魅力。她拥有忠诚的报效祖国的信仰,值得尊敬。

因为这些瞩目的成就,美国曾经向王小云抛出高薪诱惑,邀请她到美国发展,许诺给她顶级的待遇。


但是王小云却头脑非常清醒,果断地拒绝了。她知道,自己是中国人,就应该为自己的国家效力。


所以,在破解了两大国际密码算法后,她依然全力效力国家密码工作,专注投入设计国内的密码算法标准。


后来,她和国内其他专家设计了我国首个哈希函数算法标准SM3。其安全性远超MD5和SHA-1。SM3保护着上亿张老百姓的银行卡,如今,在我国电网、交通等重要经济领域也被广泛使用。


现在,王小云不仅扎根研究,也在北京潜心教学,是国内权威的密码学界的老师。在这里,她也将像前辈一样,培养出一个个优秀的密码界人才。


王小云,就是在这样一个个普通的日子里,干出了惊天动地的大事情。虽然她只是一名普通的中国女性,但是她一个人的力量,甚至比一支军队的力量还要强大,真是当之无愧的民族英雄。

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(编辑:自媒体)
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