大陸資優生高杏欣出賣國家的下場兼提及台灣張憲義

龙血树

挺有意思。原文链接：https://news.owlting.com/articles/21233



大陸資優生高杏欣留美出賣國家的下場兼提及台灣張憲義事件 / 波新聞

波新聞

8 月. 31, 2021

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波新聞 - 馬自成 / 綜合報導

高杏欣（Grace Xingxin Gao）， 哈爾濱人，清華大學精儀系本科畢業，斯坦福（史丹佛）大學博士，其父為高德林，原黑龍江省公安廳常務副廳長。2001 年本科畢業於清華大學精儀系，2003 年碩士畢業於清華大學電子工程研究所，2008 年博士畢業於斯坦福大學電子工程系。

高杏欣已經在衞星導航領域做出了非常值得一提的貢獻。她的研究專注於新型全球導航衞星系統所使用的信號及其接收機。高杏欣是首個破解伽利略試驗衞星和北斗一代地球中軌道衞星所使用的編碼規則的人。

2005 年 10 月，歐洲人發射了伽利略系統的首顆試驗衞星，即 GIOVE-A。該衞星的信號於 2006 年 1 月被激活。在幾個小時之內，高杏欣與實驗室裏的其它工作人員一道捕捉到了三個波段上的新民用信號，在接下來的幾週裡，高杏欣獨立工作，破解了 GIOVE-A 用於生成編碼的底層算法，並對其三個波段上所使用的頻率進行了解碼。她的成果作在 2006 年 5-6 月份的《Inside GNSS》封面故事《新一代全球衞星導航系統信號的願景與全貌》中被刊發。

在此之後不久，全世界的接收機公司都使用她的編碼來製造原型接收機以獲取和跟蹤伽利略衞星的信號。

2007 年 4 月，中國發射了屬於其北斗一號系統的首顆地球中軌道衞星。在其先前取得成功的技術基礎上，高杏欣解調了這顆 M1 衞星上所有民用碼廣播的三個波段頻率（E2，E5b，E6），證實了所有的北斗 - M1 編碼都是 Gold 碼，並且破解出其編碼生成器為線性移位反饋寄存器。她還將這些偽隨機數碼應用於一個軟件接收機中獲取並跟蹤北斗 - M1 衞星。

如果當初發現北斗的弱點，不必急於在美國邀功，而是暗中通知中國大陸，這個貢獻最很大，可惜，她留洋一心想取得綠卡，想在美國獲得資金或是工作機會，把研究成果提供給美國，這個心態註定後來變成兩面不是人。

2008 年 4 月，歐洲人發射了 GIOVE-B，即伽利略系統的另一枚試驗用原型衞星。高杏欣又在第一時間破解了其底層編碼生成器。同年 9 月，高杏欣在斯坦福大學取得博士學位。

之後她繼續從事斯坦福研究項目中有關衞星導航系統的研究，聯邦航空局資助了這一項目。她已經在各類會議上提交併發表了 16 篇高質量的論文。她是 2007 年國際導航技術大會的資助學生，在這屆大會上，她的論文贏得了該屆大會的最佳論文獎。

清華大學精儀系本科畢業的女學生高杏欣，在斯坦佛大學攻讀博士學位期間破解了中國北斗二代定位導航衞星的信道編碼規則，隨之發表了多篇高水平的論文，並獲得了美國航空無線電委員會的表彰。消息傳回，一石引起千層浪，招來罵聲一片。有人稱她在清華大學就讀時就參與過北斗項目。

坊間流言，她在清華參加過北斗項目，其真實性我們不得而知，但想必讓其掌握核心機密的可能性很小。而且，若她在美國的研究真的破解了中國軍事機密，美國想必會對此嚴格保密，在未來的軍事對抗中拿將出來，一定可以搞個大陸措手不及，不太會像現在這樣高調公開，從而讓大陸提前防範。至於徐穎說明，當初參與北斗的研發人員都無法掌握全面的資料，何況一個研究生？徐穎還指出，破解北斗民用部分的底層編碼，於國家安全，軍事方面沒有影響。這發言一出，高杏欣就「搖擺」不久，利用價值，宣傳價值就漸漸失去了。

衞星要對信號按信源編碼 + 加密編碼 + 信道編碼的次序進行處理，其中信源編碼的作用是使用更精煉的符號來攜帶更多的信息，加密編碼的作用當然就是加密了，信道編碼的作用是將前面已經生成的碼處理成更適應信道傳輸的碼。

衞星使用電池工作，發射功率不可能很大，加上其距離地面成千上萬公里，信號傳到地面時功率會衰減到很小，甚至會被淹沒在背景噪聲之中。

該如何保證接收端能正確接受呢？關鍵就在於信道編碼，導航衞星普遍採用了擴頻技術，即用一個擴頻碼序列代表原碼中的 “1”，用它的反碼代表原碼中的 “0”，這個擴頻碼序列被稱為碼片（chip），原來的 10 序列就變成了由碼片組成的新序列。舉個例子，如果由碼片 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1” 代表原碼中的 “1”，由 “+1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1” 代表原碼中的 “0”，則原碼序列 “101” 就變成 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1” 這樣的碼片序列了，為了便於您區分這三段，中間加了兩處空格，而實際序列中是沒有空格的。

地面的接收站收到信號後，要按上述的編碼次序的反序進行解碼，這就好比下牀時按先內衣後外衣的次序穿衣服，上牀時就要按先外衣後內衣的次序脱。

在進行信道解碼時，將接收到的序列按每 8 位分成一段，然後用已知的碼片序列 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1” 去跟每段逐位相乘，然後再相加，以上述的 “101” 為例，其三段的第一段 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”，跟 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1” 逐位相乘，第一位是 - 1 乘 - 1 得 + 1……，相加的結果是 + 8，第二段結果是 - 8，第三段是 + 8。由於信道中有很大幹擾，在碼片序列中的每一位上都會迭加上不同的干擾值，這些干擾值跟 “-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1” 逐位相乘再相加，會因為正負相抵而削弱。

顯然，若碼片長度是 100，則上述結果就會是 “+100 -100 +100”，而隨着碼片長度的增加，信號增強噪聲抵消的效果就越發明顯，實際中的碼片長度會成千上萬。

由此可以看出，序列越長，接收效果就越好，但是，由一大長串正負 1 來表示原始的一個 “1” 或 “0”，效率會隨着序列的增加而降低，這就有個效率與可靠性的平衡問題了，一般説來，幾千位的序列是比較常見的。

回到北斗，北斗一代是由幾顆對地靜止同步軌道衞星組成的，位於大陸上空，提供區域級的定位導航服務。2007 年 4 月 14 日，中共發射了 M-1 衞星，這是北斗二代的第一顆衞星，北斗二代跟一代有很大不同，預計發射 35 顆星，其中非靜止軌道 30 顆，靜止軌道 5 顆。與美國 GPS 和俄羅斯 GLONASS 一樣，北斗二代是全球定位導航系統，中國有望搶在歐洲的伽利略系統之前成為第三個 GNSS（Global Navigation Satellites System）俱樂部成員。國外常用的北斗英文名是 Beidou 或 Compass。

按照國際法，衞星軌道和衞星頻率信道先佔先得，歐洲的伽利略系統跟北斗二代的頻率有重合部分，但伽利略系統的第一顆實驗衞星於 05 年打上去後很長時間沒有動靜，而北斗二代 07 年後卻是連續地打，與伽利略形成了競爭關係。雖説頻率信道先佔先得，但總是要先備案的，中國在國際電信聯盟備案了四個頻率，分別是 1590MHz、1561MHz、1269MHz、1207MHz。

M-1 打上去後引起了廣泛關注，法國的國家空間研究中心就盯着研究了一個月，並公佈了 1589.74 MHz（E1）、1561.1 MHz（E2）、1268.52 MHz（E6）、1207.14 MHz（E5b）四個實測頻率。

北斗二代並不是高杏欣的第一個破解目標，伽利略系統的首顆試驗衞星於 2006 年 1 月被激活後，在幾個小時之內，她就與實驗室裏工作人員一道捕捉到了三個波段上的信號，並在接下來的幾周裏破解了信道編碼，對北斗二代 M-1 衞星的破解，更多的是上述工作的重複。

高和她的團隊使用了斯坦福大學的 GNSS 監控站，圖 2 為 1.8 米的監控站碟形天線，圖 3 為監控站的便攜式地面設備。地面設備的核心是安捷倫 89600 矢量信號分析系統，配合其專用的 VXI 總線的測試設備，可對射頻信號進行非常深入的分析，這套組合非常高端，可對三種國際 3G 標準設備進行測試分析，包括我國提出的 TD-SCDMA 標準的設備，甚至下一代的 LTE 設備。

衞星信號經過長徒跋涉後衰減很大，到天線那裏的功率就只剩下區區 10 的十六次方分之一瓦特了，雖然斯坦佛 GNSS 監控站很先進，可以把信號放大 300 多倍，但信號還是會弱到無法識別。有人可能會問，這麼高端的設備都識別不了，那丁點大小的用户機是咋識別的呢？原因就在於合法的用户機裏有前面説的碼片序列，與帶擾信號進行逐位相乘再相加後，可以大幅度的放大信號和抵消干擾。作為破解者，高杏欣並不知道這個碼片序列（事實上這個碼片序列正是她想要知道的），那她會怎麼辦呢？

她採用的是相同碼片累加法，從很長的接收序列中找出相同的段落，然後對齊累加，原碼片部分正正加得更大的正，負負加得更小的負，而不同時段的干擾部分因互不相關，會趨向於正負抵消，對齊累加的段落數越多，則干擾被抑制得越多，碼片幅度被放大得越大。

那她如何猜呢？她會要求玩很多把這個遊戲，等手上攢了一大把新序列的紙條後，就把這些紙條對齊，逐位都累加起來再得到一個更新的序列，例如 - 78，-82，-69，+89，+58，-56，+66，+77。

説着容易做着難，特別是如何找到相同的段落？如何對齊？這涉及到多普勒頻偏消除、相位調整等很複雜的技術問題，但她的文章並沒有詳細地介紹。

她們用 MATLAB 軟件把這個移位寄存器的結構給分析出來了，這個結構直接對應着生成多項式，而生成多項式相當於 f (x)=2x 這樣的公式，知道輸入，經這個生成多項式一計算，碼片就編出來了。

高杏欣在沒有得到授權的情況下，就可以跟蹤利用北斗二代了，但她所獲知的東西，在北斗二代將來民用化後都是會提供給用户的，現在所使用的短碼是民用的，而且也並未有意做防破解處理。

北斗二代的頻率是不能隨便換的，但其中的編碼和算法等都是可以任意重設的，在將來實際應用時，完全可以做到與 GPS 的 P 碼一樣，重複一次需要 267 天，那這種靠對齊累加來提取碼片的方法就不靈光了。

北斗一代除了定位導航外，還有一個與眾不同的功能，即可以進行數據通信，報道稱北斗二代繼承了一代的優點，想必這個優點也繼承了，而數據通信的安全取決於加密編碼體制，這是不同於信道編碼的另一個層面的問題，她的研究與此無關。

高杏欣的研究也並不是沒有意義，北斗在一些波段上覆蓋了 GPS 和伽利略系統，研究北斗衞星信號的編碼調製方式可以幫助搞清楚系統之間是否會產生衝突。

高杏欣將現行的民用短碼的信道編碼生成多項式公開，想必並不是北斗設計者所樂見的，但對北斗二代的安全，特別是軍事應用的安全，並不會產生實質性的危害。

現在發現北斗衛星民用底層編碼，意義不大了，背叛國家民族利益的高杏欣，讓父親被迫提早退休，還公開宣布切斷父女關係。失去宣傳價值，高杏欣變成國人痛罵，洋人不愛的人球，兩面不是人，有家歸不得。這個結局讓更多海外華人看清洋人的嘴臉。阿富汗撤逃，當初幫美國出力賣命的阿富汗人，下場悲慘。如此一來，全球美國收買培養的情報人員或是聘用者能夠不心寒？

倒是 1988 年，台灣正積極發展首枚核彈，一名軍事科學家叛逃至美國，揭露了台灣發展核武的計劃。這名科學家認為，只有叛國才能救國──這就是當年中華民國中科院張憲義。時至今日，批評者仍認為張憲義是叛徒，不過他並沒有感到後悔。張憲義在美國愛達荷州接受訪問時說：「假如讓我重新再來，我仍然會這樣做。」1990 年，張憲義一家定居愛達荷州。張憲義在美國政府的愛達荷州國家實驗室擔任顧問工程師及科學家──直至 2013 年退休。

蕭靄君訪問張，他說：「唯一的遺憾就是他的父母過世前，他未能見到他們最後一面。」張憲義還說：「你不需要身在台灣才能愛台灣。我愛台灣。」「我是台灣人，我是中國人。我不想在台灣海峽兩邊的中國人自相殘殺。」如此看來，張能夠安養老年，子女平安成長，倒是比高杏欣幸運吧！

波新聞 https://www.bo6s.com.tw/

圖文引用來源／百度百科、蕭靄君 BBC news，高杏欣圖片引用自 youtube

龙血树

原文链接 https://c.m.163.com/news/a/HR2KKEUF0552NSSC.html

清华才女高杏欣：欲效仿许可馨改名回国，今迎来现世报大快人心！
     时代读财

2023-01-14 19:22河南

不知道大家还记不记得北斗卫星编码系统破解事件。事件中的“留学汉奸”高杏欣仗着自己拥有超高的编码能力，居然试图破解我国的北斗卫星。为此，美国还许诺了高杏欣一点甜头，只要成功破解北斗，就给她发放绿卡。

尽管高杏欣十分渴望这张绿卡，但她使尽浑身解数也没能成功破解北斗，反而还被美国人扫地出门。回国后也沦为了过街老鼠，有一段时间甚至想效仿许可馨更名改姓，如今她过的怎么样了？

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[size=0.36]一、投机取巧的少年天才

[size=0.36]1980年出生的高杏欣，从小就过着衣食无忧的生活。父亲是黑龙江省的一位高官，所以高杏欣从小学到高中，一直都是精英教育的受益者。因为各种资源禀赋的加持，18岁那年，高杏欣考上了清华大学电子工程系。

[size=0.36]父母看到女儿的成绩如此出众，于是便奖励她一台车。每到周末的时候，高杏欣便开车去往中科北斗卫星研究所参与项目的开发。在这个过程中，她逐渐窥测到了北斗卫星的一部分项目细节。在项目现场，导师还夸高杏欣学习能力强，眼前的东西一看就会。

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[size=0.36]从大学毕业后，高杏欣因为成绩优秀，申请到了斯坦福大学的留学资格。来到美国后，高杏欣一直致力于卫星编码的研究。在这个过程中，她逐渐意识到，可能美国的科研环境更适合她。于是为了拿到美国绿卡，高杏欣开始不遗余力的投身于各大科研项目。只因她听说，美国可以给高级技术人才发放绿卡。

[size=0.36]然而，尽管高杏欣把全部精力都投身于科研当中，但出来的成果却寥寥无几。毕竟高杏欣只是一个二十多岁的年轻人，在卫星编码这个领域，没有个十几年经验是玩不转的。既然玩不转，那想些歪门邪道总可以吧？

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[size=0.36]高杏欣抱着这种想法，开始自己写程序，逐步攻破一些已有卫星的编码段。果不其然，在经过一个月时间的测试后，高杏欣成功攻破了欧洲一些卫星的编码系统。此时的高杏欣就像是窥破天机一样，惊喜的跳了起来。

[size=0.36]随后她便把自己攻破卫星系统的技术写成了论文，然后发布到美国的各大科研平台上。许多美国的技术型研究人员一看，发现这小姑娘还挺厉害，于是纷纷给予了她极高的评价，她的导师更是直接夸赞她是少年天才。

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[size=0.36]二、为了绿卡充当卖国贼

[size=0.36]在这种思潮的鼓舞下，高杏欣决定再接再厉，玩票儿大的。她根据以前在北斗卫星项目上共事过的经历，慢慢勾画出一个邪恶的计划。那就是攻破北斗卫星的编码系统，将其作为自己的投名状，以获得美国绿卡。

[size=0.36]当她把这个想法告诉导师后，导师喜不自禁，赶紧跟美国的有关人员取得联系。导师告诉高杏欣，只要她攻破了北斗卫星编码系统，马上就能获得美国绿卡。

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[size=0.36]在极致的诱惑下，高杏欣走上了一条不归路。她利用毕生所学，将北斗卫星的潜藏代码波段分析了个透彻，然后设计出十六套方案，一一进行测试。两个月后，高杏欣果然破解了北斗卫星的编码系统。

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[size=0.36]随后她把这项“伟大的成果”告诉了自己的导师，并因此获得了斯坦福大学的5000美元奖学金。正当高杏欣沉浸在胜利的喜悦中时，我国的“北斗女神”徐颖过来打脸了。徐颖声称，高杏欣破解的只是民用北斗卫星系统，至于军用系统，她八辈子也破解不了。

[size=0.36]三、破解失败，被扫地出门

[size=0.36]听到徐颖这么说，高杏欣气急败坏，声称一定会在三个月时间里破解军用系统。美方为了利用高杏欣，于是便给她许下了一个更大的承诺：只要破解了军用系统，别说绿卡了，全家人过来移民都可以。

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[size=0.36]在这种激励的刺激下，高杏欣妥妥的当上了卖国贼。然而无论高杏欣如何努力的破解，北斗卫星军用系统始终像一堵城墙一样，挡在她面前。经过三个月的鏖战后，高杏欣以失败告终。

[size=0.36]此时的她仍然贼心不死，还想继续和美国商量，希望给她一点时间来做攻略。但美方已经看出了她的技术比较菜，于是断然拒绝了高杏欣的提议。就这样，高杏欣被美国太平洋西北国家实验室扫地出门。

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[size=0.36]失去价值的高杏欣，原本还想回国发展。没想到此时中国已经将她开除国籍，母校清华大学更是直接销毁了她的入学档案。回国无门的她，只能打电话给自己的父母求助。然而此时高杏欣的父母也因为她的原因，被强制下岗。

[size=0.36]虽然最后高杏欣还是通过特殊手段回到了国内，但国内已经没有任何一家科研单位想要她，亲朋好友也离她而去。如今严格意义上来讲，高杏欣已经面临“社会性死亡”。

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[size=0.36]有消息称，尽管后来高杏欣还想效仿另一位“汉奸”许可馨，改名换姓“重新做人”，但人们早已认清了她这副丑恶的嘴脸，并对她产生了极大的厌恶感。这下高杏欣真正沦为了过街老鼠，人人喊打。对此，我只能说一句：“该！”

[size=0.36]结尾

[size=0.36]关于高杏欣的做法，如果要用两个字来形容，那就是妥妥的“汉奸”。这种为了自身利益，出卖国家机密的人，实在不值得同情。可能她这辈子都得在悔恨的泪水中度过余生了。

[size=0.36]免责声明：本文不作商业用途，无意侵犯任何人的权益，图片来源网络。如有信息错误、侵权事由请私信作者修正、删除。

走两步

龙血树 发表于 2023-7-23 12:55
原文链接 https://c.m.163.com/news/a/HR2KKEUF0552NSSC.html

清华才女高杏欣：欲效仿许可馨改名回国，今 ...

https://profiles.stanford.edu/gracegao

高现在是斯坦福的助理教授 这新闻都哪跟哪啊

龙血树

走两步 发表于 2023-7-23 20:03
https://profiles.stanford.edu/gracegao

高现在是斯坦福的助理教授 这新闻都哪跟哪啊 ...

https://cap.stanford.edu/profile ... &name=Grace_Gao

挺有意思。媒体不靠谱常见，不知道他们怎么弄到的消息，类似的还挺多。

但是这位Grace Gao简历，2008于顶级名校EE博士毕业，之后当了四年的研究助理，直到2012才拿到助理教授职位，过后十一年了，还只是助理教授，简历里面还写明竟然还拒绝过名校tenure。。。

该女士今年应该四十多岁了，这发展是有点怪。。。。。

龙血树

龙血树 发表于 2023-7-23 21:16
https://cap.stanford.edu/profiles/viewCV?facultyId=220235&name=Grace_Gao

挺有意思。媒体不靠谱常见 ...

这位应该是1979年生人，2019年拿到名校的tenure，即终身教授职位，竟然拒绝。此时毕业已经11年，人也40岁了，然后去斯坦福从助理教授从头做起， 也是很奇怪的。这人太热爱斯坦福？斯坦福挖人也太不上心，不是应该直接给tenure吗为什么只给助理教授？周瑜打黄盖？难言之隐？

龙血树

https://aerospace.illinois.edu/directory/profile/gracegao

这是在这位女士UIUC的页面，也挺怪。 正式title是兼职教授，下面却又写了助理教授，另外还有一堆助理教授但是0%的任命。

是她在努力找出路，还是是米粒尖还是爱她的，米粒尖在努力为她找出路？


University of Illinois at Urbana-Champaign
The Grainger College of Engineering
Aerospace Engineering

Grace Xingxin Gao
Adjunct Professor
(217) 333-6360
gracegao@illinois.edu
315 Talbot Laboratory
For More Information
Standard University Profile
Education
Ph.D., Electrical Engineering, Stanford University, 2008
M.S., Electrical Engineering, Tsinghua University, China, 2003
B.S., Mechanical Engineering, Tsinghua University, China, 2001
Academic Positions
Assistant Professor (0% Appointment), Department of Computer Science, University of Illinois at Urbana-Champaign, 03/2017-Present
Assistant Professor (0% Appointment), Information Trust Institute, University of Illinois at Urbana-Champaign, 12/2014-Present
Assistant Professor (0% Appointment), Computational Science and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 4/2013-Present
Assistant Professor (0% Appointment), Coordinated Science Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, 10/2012-Present
Assistant Professor (0% Appointment), Department of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 01/2013-Present
Assistant Professor, Department of Aerospace Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 10/2012-Present
Research Associate, Department of Aeronautics and Astronautics, Stanford University, 09/2008-10/2012

indy

龙血树 发表于 2023-7-22 23:55
原文链接 https://c.m.163.com/news/a/HR2KKEUF0552NSSC.html

清华才女高杏欣：欲效仿许可馨改名回国，今 ...

这篇可信度存疑，其它先不论，没有直接把绿卡和研究结果挂钩的，大部分看起来像不懂这一摊的小报在胡编乱造

走两步

龙血树 发表于 2023-7-23 21:26
这位应该是1979年生人，2019年拿到名校的tenure，即终身教授职位，竟然拒绝。此时毕业已经11年，人也40岁 ...

UIUC的学校水平是高的，但是地理位置和和斯坦福没法比啊。估计是好不容易找了个机会跳出去不管什么职位都跳了。估计本人水平还好，但没到可以直接在斯坦福拿tenure的水平，就继续从头开始呗。类似的在别的专业我见过好几个。至于别的真没必要过多解读。她破解的哪个编码也没啥大不了的。

走两步

龙血树 发表于 2023-7-23 21:44
https://aerospace.illinois.edu/directory/profile/gracegao

这是在这位女士UIUC的页面，也挺怪。 正式ti ...

0%的兼职只是说明她在另外的系挂名了，可能在别的系跨系招生上有便利。但是工资还是本系出的。这个很多学校的教授都有，只不过一般不会写的这么分明。

龙血树

走两步 发表于 2023-7-24 05:03
0%的兼职只是说明她在另外的系挂名了，可能在别的系跨系招生上有便利。但是工资还是本系出的。这个很多学 ...

学术界的adjunct不是正经职位，在同一个系既是adjunct又是assistant，就如同说在一个科室既是临时工又是正式工。

龙血树

https://m.news.cctv.com/2017/05/ ... iiJaYlQ170531.shtml

想破解中国北斗导航？80后中科院科学家：只有一个办法央视新闻客户端 央视新闻客户端 2017年05月31日 08:36

如今，定位导航对很多人而言是是居家旅行必备良品。可是说起定位导航，大家还是首先想到GPS，美国的GPS由于资历老、名气大，甚至成了导航定位的代名词，几乎处于垄断地位。但是现在，这张垄断几十年的“大网”终于要被中国打破了！那就是我国自主研发的北斗导航系统。

在上周刚刚结束的第八届中国卫星导航学术年会上，我国北斗导航系统再次成为瞩目的焦点。据透露，目前有15颗北斗卫星在轨稳定运行，已经完成了对亚太区域的服务覆盖。5颗新一代北斗卫星已经完成在轨调试，即将入网工作。这意味着，从今年下半年开始，我国北斗卫星将正式开始全球组网，拉开北斗系统面向全球服务的帷幕。预计到2020年，最终形成全球服务能力。

​那么，中国的“北斗”未来能否顺利进入欧美国家的市场？“北斗”在全球卫星导航系统中会排在第几位？徐颖，1983年生，导航系统科学家，从事北斗相关研究工作十余年，中科院光电研究院建院以来最年轻的研究员和博士生导师。在徐颖的讲述下，北斗系统的故事变得通俗易懂，你将刷新对这个“国之重器”的认识↓↓

演讲核心内容摘录：

“北斗”是什么？

卫星导航系统，是一群距离我们两万公里的星星，为我们提供位置服务。卫星导航系统简称为 GNSS系统，在GNSS俱乐部中一共有4位VIP会员，除了大家所熟知的美国GPS系统以外，包括俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及我们国家自主建设的北斗卫星导航定位系统。

北斗卫星导航定位系统，是我们国家自主建设的卫星导航定位系统，现在正处在建设和应用推广的阶段，由五颗静止轨道卫星，和30颗非静止轨道卫星组成，北斗卫星导航系统预计将在2020年左右提供一个全球性的服务。

为争抢频率资源，抢发卫星

在GNSS俱乐部中，会员小伙伴们最关心的就是频率资源问题。所有频率资源都要向国际电联提出申请，由国际电联进行划分。在卫星导航系统建设的初始阶段，频率资源相对比较充沛，建设相对比较早的GPS系统和GLONASS系统不存在频率资源的冲突问题。到了北斗系统和伽利略系统建立的时候，频率争夺战就非常明显了。当时伽利略系统其实提前申请了这个频率资源，但是由于后来欧洲出现了经济危机，导致伽利略系统资金链断了，他们虽然当时发射了卫星，占领了轨位，却并没有发射这个频率的信号。根据国际电联“先到先得”的规定，哪一个国家能够先把这颗卫星发射上去，并且卫星向下发射了这个频率的信号，以后这个频率资源就是你的了。

因为2007年4月17日就是北斗所申报的频率资源的最后期限，所以要求北斗试验星必须提前发射，这在我国航天史上是非常罕见的。因为提前会带来一系列的问题。但是经过各个部门的配合之后，为了争夺这个频率，我国在4月14日成功发射了北斗试验星，4月15日卫星实现变轨，4月16日卫星开始向下发送信号，在距离4月17日北斗申请的频率资源失效前24个小时内，中国正式启用了北斗申报的频率资源，也就此拉开了北斗全球系统建设的帷幕。

“北斗”到底有多好用？

业内有这样一句名言：“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”，毫不夸张的说，作为典型的国家重器，它就像我们水、电、还有公路一样，是我们社会建设基础的保障。

北斗系统不仅提供位置、导航和授时这样的基本功能，还提供通信功能。举个例子，有一天一个人漂流到了孤岛上，如果他选择的是GPS，他只能知道自己在什么位置，无法通知别人前来救援，所以他还是只能够在荒岛上求生。如果他用的是北斗系统，情况完全不一样了，他既可以知道自己位置在哪里，而且还能够把自己的位置发送到方圆几十公里、几百公里甚至千里之外的人，这样你很快就可以在救援船上和你手持GPS的小伙伴说再见了~

为什么少有人用“北斗”？

北斗系统非常好用，为什么现在在生活当中大家似乎很少用北斗，好像GPS多一点。GPS卫星导航定位系统比北斗系统早建设了大约20年，20年的历史鸿沟不是我们一朝一夕技术能够填补的，GPS系统的应用推广都已经非常成熟，比如现在最便宜的GPS芯片可能大约两美元左右，而北斗系统的芯片价格由于量产等原因可能仍然普遍在百元左右。“用不起”制约着北斗的发展，但是用不起不是制约主要因素，不敢用、不想用，这才是制约北斗发展的重要原因。

想破解北斗？不如去穿越吧

2011年左右有一则新闻在网上传得沸沸扬扬，当时媒体使用的标题是“清华女生破解北斗送给美国”，或者是“北斗上百亿的投资打水漂”等等，比较耸人听闻。那么北斗真的如此不堪一击吗？当然不是。事实上真正不可靠的是GPS系统。因为GPS系统只对我们开放了民码，而且GPS民码信号战争时候很容易说变就变，美国就曾经在海湾战争的时候对欧盟关闭了GPS的信号，欧盟也非常的不满意，所以为了保障自主权，欧盟才开始建伽利略系统。对我们来讲也是如此，为了保障可靠性，我们国家开始建设属于自己的北斗系统。

△2011年，高杏欣因“破解”北斗，获得美国航空无线电委员会的表彰

回到清华女生破解北斗这个新闻上，实际上她只是破译了北斗的民码信号的伪码序列。首先第一点，北斗建设过程当中，我们为了兼容和互操作的考虑，北斗的民码设计和GPS、伽利略都是一脉相承的，并没有特殊设计。我国希望全世界人民都能使用北斗，不仅是中国的北斗，也是世界的北斗。她想破解这个没有经过加密的民码信号，其实是没有技术难度的。从科学研究的角度来讲就是一个信号检测与估计的问题。事实上2012年的时候，我们国家已经公布了北斗的ICD文件，告诉了大家我们的民码格式，希望全球的接收机厂商都能用这个ICD文件来生产相应的北斗接收机。

除了民码之外，北斗还有军码，军码经过了加密等特殊设计等，这是稳定可靠的。如果想破解军码系统，我们可能建议一些更简单的方式。那就是造时空穿越机穿越回到北斗军码设计的时候在旁边偷听好了。这个技术难度都比从技术上来破解北斗军码更容易一些。所以，大家要相信我们北斗系统非常好用，而且非常稳定的。

在演讲的最后，徐颖呼吁大家能够多多支持北斗系统，而她和所有致力于北斗卫星导航的科研工作者也会不懈努力，让北斗这艘巨轮继续乘风破浪走向世界。

indy

哈哈

indy

indy 发表于 2023-7-24 07:38
哈哈

這是一篇商業內幕網站(Business Insider) 在去年8月所刊登的一則報導，內容是有關於美國中央情報局因為誤認她自己的加密通訊系統在中國是“無敵的”，然而輕忽的結果卻導致嚴重的後果 - 以下的報導內容是說明CIA 佈建在中國的間諜情報網路被發現的經過，也是有史以來該機構在中國所遭遇的最大打擊之一。

我們目前已經知道的情況是:

在一份新公布的外交政策報告中引用了一些消息來源，詳細說明大約十年前，中央情報局部署於中國的諜報工作與情報人員之間的通信系統被破解。

根據消息人士指稱，這一項漏洞導致至少30名在中國為美國中情局工作的間諜死亡。

被破解的通訊系統是基於網際網路連線運作，該系統原本是中情局運用在中東地區活動的情報通訊網路，顯然是該局某些決策者對該系統無法被攻破的自信下，被同時引入中國地區的情報網路中使用。

根據該外交政策報告，該系統部署於中國後，運用於中央情報局局本部與在中國所佈建的情報活動與聯繫。而該系統遭到破解使得中國得以了解中央情報局於中國正在進行的情報與間諜工作，並且透過系洩漏的資訊，逐一辨識間諜身分，並一舉摧毀美國的情報網路。

一位美國官員證實，中央情報局用來與佈建在中國的間諜進行情報交換的"防火牆"遭到中國破解，這使得一些現任和前任情報官員暴露身分，最終導致他們被中國政府處決。

根據該官員的說發，這起事件是發生在從2010年開始的頭兩年裡，中國國家安全部門就已經能準確地識別當時為美國工作的間諜身分。而且在中央情報局能夠確定到底發生了什麼意外之前，中國當局就已經圍捕了這些被辨識出身分並為美國工作的間諜。這些間諜以及情報人員或遭監禁或被處決。

“你可以說，中國人並不是瞎猜”，一名美國官員在報告中補充說明 -  “中國國家安全部門總是能準確的抓到我們的人。”

“而一旦事情開始變得糟糕時，很快的就無法挽救。”

這份報告中引用美國情報官員的說法，將最大的責任歸咎於一套官員們稱之為間諜與其指揮者之間所使用的“f-up”通信系統。

根據該文報導，這一套利用網際網路傳遞資料的系統，是中情局從中東地區使用的情報網路移植過來的。

“系統就這樣未經仔細考慮就被遷移到一個像中國這樣，具備有複雜反情報活動的國家”，一位官員特別說明。

“中情局做成系統移植決策的態度就是，我們的加密系統是無敵的，無法被任何人破解。”

美國情報人員和他們的消息來源能夠僅利用筆電或個人電腦，就能透過網際網路相互通信，這種快速便利的方式與傳統諜報工作所使用的秘密且緩慢的情報傳遞方式形成鮮明的對比。

報導中指出，這種具備“一次性”加密程序並且與中央情報局的主要通信網路分開的通信系統，被中情局內部認為是無法被破解與追踪，而且也運用在之後新建立的情報網路中。該系統設計有預防性的安全措施，以防懷有特殊意圖的雙面間諜可以經由系統，進入中央情報局的主要通信網路並獲得情資。

然而，可能是基於對現代網路技術的誤解，中央情報局並不知道，從封包流動的角度來看，這個系統事實上仍然連接於CIA通信的骨幹之中，只要被審查通過的CIA間諜都可以使用，這也意味著所有與這套系統連接的其他系統都不安全。

根據這份調查報告，這個嚴重的通信網路漏洞，甚至可以讓中國情報機構推斷出美國政府機構也使用相同的通信網路互相連接。

外交政策雜誌表示，中國國安部門成立了一個專門小組進行"一次性"加密系統的破解，但目前還不清楚他們最終是如何破解並得到足以識別間諜身分的資料。

無論如何，中情局的系統遭到破解這導致了十分嚴重的後果。

根據該報導，大約有30名為美國工作的間諜被處決，但是一些知情的中情局情報官員告訴“外交政策”雜誌，為了避免衝擊，30人其實是低估的對外說法。

美國政府官員對中國反間諜與反情報的速度和準確性感到“震驚”，希望能盡快展開救援行動，儘速幫助遭鎖定的間諜們撤離。

外交政策雜誌在這篇文章中指稱，當中央情報局官員最後一次與部署於中國的情報網負責人秘密接觸時，據稱已經交給其大量現金，希望能協助他們逃離搜捕。

然而根據“紐約時報”最新的報導，中央情報局此後一直試圖重建其在中國的間諜網，但這一個過程是一項昂貴且漫長的努力。關於這起美國在間諜網被嚴重摧毀的故事，“紐約時報”也曾經於2017年披露過。

此外關於這則新聞，我個人有一些自己的看法，首先是情報工作有一則鐵律 - 曝光就會死人。

然而台灣媒體有一種神經病式的偏執，越是不能報導越是喜歡大肆渲染，有些隱密的行動與計畫常常在媒體的白痴下，這就像直接告訴敵人，我們政府正在從某個方向的努力，你們最好小心一點。

殊不知，一則為了搶收視率而不嚴謹的新聞，有時候代價就是情報人員必須付出生命。

再者，2010開始運用於中東地區的情報網路，在某一種程度也是中東地區阿拉伯之春風潮席捲的高峰期，全新的情報通訊系統是為了更快速的策劃或響應某一種形式的大規模顛覆運作，否則高價值的國家級情報往往會選擇更為隱蔽且安全的傳遞方式，只有天真的人才會相信這麼"無敵"的通聯方式。

所以之後會有李明哲與其他NGO、NPO在中國與俄羅斯出事就不難理解了。

關於該通訊系統的細節，請恕我無法提供更多的資料，如果您真的有興趣，不妨查一查P2P 通訊的技術規格，就可以知道為甚麼中情局決策者會對這樣的技術產生誤解，以及當時為什麼有把握不會被破解。

科技 - 始終來自於人性....

報導來源:https://www.businessinsider.com/ ... a-spies-leak-2018-8

龙血树

indy 发表于 2023-7-24 20:38
這是一篇商業內幕網站(Business Insider) 在去年8月所刊登的一則報導，內容是有關於美國中央情報局因為誤 ...

哈哈，密码破解如果真有有天下第一，那是在种花国，比如王小云

龙血树

http://www.futureprize.org/cn/nav/detail/761.html

潘建伟点评 | 作为本土学者的她，何以摘得百万美金大奖？| 2019未来科学大奖获奖人王小云

作者：邸利会（《知识分子》主笔）  时间：2019-09-11

“我们脑子里装着数学问题的时候，

是不太可能把数学问题放下的。”

撰文 | 邸利会（《知识分子》主笔）

第四届未来科学大奖迎来了首位女性得主，她就是密码学家王小云。


她是土生土长的山东人，1983年考进山东大学数学系后，十年本硕博，之后留校工作又十年，一呆二十年。


2004、2005年，王小云团队在密码学界的会议上先后宣布破解了几个著名的密码算法，包括MD5、SHA-1（懂计算机安全的应该更能理解其重要），引起轰动。之后，她被杨振宁、姚期智等邀请，受聘为清华大学高等研究院杨振宁讲座教授。


女性做数理的很少，作为女性科学家，她如何平衡科研和家庭？作为本土学者，她如何取得如此杰出成就？曾经八年几乎不发论文，她为何还能继续做科研？密码学对我们的生活有怎样的影响？破解密码算法为何在安全领域引起轰动？


在宣布获奖消息之后，《赛先生》与北京大学北京国际数学研究中心长聘副教授董彬独家电话连线王小云教授，为我们答疑解惑。


十年不鸣，一鸣惊人

董彬：先请您谈一谈获奖的感想，想和谁分享这个消息？

王小云：接到电话还是有些意外，获奖对我来讲是非常惊喜的一件事情，因为我知道这是一个非常有名的奖，前三届获奖人都是非常顶级的科学家。另外，这个奖的设立对长期从事基础科学研究的科学家是一个很大的鼓励和激励。获奖后，我第一时间给我爱人打电话，分享了这个消息。他今天在办公室加班，得到这个消息的时候，放下电话很快赶到了家，我也回到了家，我们都很高兴。现在我是在办公室里接受这个采访。


《赛先生》：您一直在山东大学呆着，似乎是一个不太愿意换工作的人？


王小云：是的。我本科、硕士、博士一直在山东大学学习。我的导师是潘承洞老师，我非常喜欢做数论的研究，我研究数论的时候，潘老师和我另外的导师于秀源、展涛老师都强烈建议我学密码，于是我就转向了密码学。


博士毕业后我就留在山东大学工作，直到2004年底的时候，我第一次访问清华大学。后来，杨振宁先生、姚期智先生以及当时清华大学的领导胡和平老师都希望我能到清华大学工作，也是在那个时间我才第一次换工作。


当然，山东大学的工作我一直没有放下。前几天有一件非常高兴的事情：山东大学成立了网络空间安全学院，我担任院长，这也是清华大学领导非常支持的一件事情。新学院开学了，也迎来了第一批新生。


《赛先生》：您怎么看待在山东大学的日子？包括这次的成绩也是在山大10年间努力的结果。


王小云：我在山东大学工作了10多年，做哈希函数的分析也接近10年的时间。这10年是我科研生涯非常重要的时期。我想，在我一生的研究经历当中，哈希函数的研究是非常重要的，是不是最重要的我不知道，我还是希望能够有更好的研究，对我国密码学的科学研究有更好的贡献。但至少在山大的10年，是我最重要的一段经历。


一开始我从事公钥密码，做可证明安全方面的研究，当时因为我国几乎没有人从事哈希函数的研究，我开始了哈希函数的研究专项。


这10年的过程还是比较艰苦的，从一开始初步做分析，到一点一点把分析的理论体系建起来，需要有一个漫长的过程，因为它不是一天建立起来的，直到针对两大通用的标准MD5和SHA-1，能够给出比较好的碰撞攻击。尽管这个过程比较艰难，但依然是非常值得享受的一个过程。


《赛先生》：您平常的研究状态是什么样的？听说您在家里是特别爱干净的一个人，经常拖地板。


王小云：因为当时我只是一个普通老师，还没有独立的办公室，我就在家里工作。我比较喜欢在家工作，上完课就到书房里工作。


我家的书房阳光明媚，鲜花灿烂，基本上是这样的环境。我每天收拾完卫生以后就投入到科研中，所以过程还是比较享受的。在科研当中，每当我在思考一个数学问题，却找不到答案的时候，我就会起来打扫打扫卫生，或者是养养花儿，浇浇水，干一些其他的事情，但实际上脑子里一直没有放下科学问题，甚至在去幼儿园接送女儿的路上也是在思考这些问题。严格地讲，我一边科研，同时兼顾着我的家庭生活，科研一直没有放下，一直在我的脑子里。

（图源：《数学文化》）

我们脑子里装着数学问题的时候，是不太可能把数学问题放下的。



我研究的科学问题正好是成理论体系的科学问题，所以脑子里一直在想着如何更好地解决这些科学问题。我们会遇到很多障碍，解决了一个数学问题，还有更难的数学问题在等着你。并且这些数学问题是以前我们也没见过的，不像以前学数学的时候，非常明确就是这个问题。在分析过程中，最终会碰到什么样的数学问题并不明确，但是我知道我有障碍过不去，所以在思考分析的时候要提炼出一个比较精准的数学问题，再对这个数学问题进行求解。基本上是这么一个完整的过程。


《赛先生》：当时在山东大学的评价体系是怎样的？您发论文好像也不是特别多，有没有感受到压力？


王小云：我基本上有八年的时间没怎么发论文，中间零星发一两篇论文，也不是哈希函数主流的方向，只是在之前有一些其他方面的成果。


在哈希函数研究的后期，虽然每天基本上都会有比较好的结果，我自己高兴，但是其他人不知道，我偶尔会跟相关的领导还有我的老师（比如说彭实戈院士）交流。当年跟我关系比较好的、对我比较了解的同事知道我做出一个不错的工作，但是他们确实不知道是什么工作。这是一方面。


另一方面，我这个工作也是我们国家的一个部门给我的一个研究项目，所以项目管理部门知道我的工作非常好。我做了八年左右的时候，获得了密码科技进步一等奖。获得了这个奖以后，我们数学院的老师认为这个事情很好，因为得这个奖是难度非常大的。获奖之后，我就晋升为了山东大学教授。


确实很长时间不发表论文别人也会有质疑，也会感觉很奇怪，你一个老师，怎么不发论文，是有这么一个过程。但是我自己觉得还好，我自己不难受，一点儿没感觉到不发表论文有什么不合适的。


女性本土人才，如何做得杰出？

《赛先生》：在计算机、数学领域，女性是相对少的。很多女性结婚了，有了孩子，还要做家务，您能不能给一些建议，如何兼顾研究和工作？如何促进女性更多的从事数理相关的研究？甚至有人认为，女性做这些工作比较弱，您是怎么看的？

王小云：实际上，我带的学生里面女性比较多，能占到接近一半的比例。我培养的学生里面，女性成功的也还比较多，当然男生成功的也很多。不管是男生还是女生，成功的都有，他们都非常优秀。


但是在培养女学生的时候，我是给予她们很大的鼓励的，因为我也是一个女性，所以我会从作为一个女性科研人员的角度，以我为例，给予女生们特别的鼓励。实际上，她们研究热情很高。


另外，她们做密码事业的毅力还是很强的。当然，可能也有个别的家庭方面的问题，比如说生孩子，确实影响比较大，但是有的女性生孩子对她们并没有太大的影响。我特别高兴的是，我培养的女学生，她们的爱人很支持我们的工作，特别支持我们团队的工作，这一点我是非常感动的。


为什么呢？她们跟我工作的时候经常熬夜，有时候熬到晚上两三点钟，她们的爱人有时候主动过来接她们回家，有时候偶尔也送我回家。如果女性的科研工作得不到家庭的支持，她会非常为难。实际上，本身她们的能力还是很强的，没看到明显的弱势。
家庭的支持对她们非常重要，我的真实感受是这样的。


比如，我有一个女学生叫王美琴，她现在已经是非常有名的教授了，是山东大学网络空间安全学院的常务副院长。我对她的认识是，她对科学研究的奉献精神绝不比我差，甚至在某些方面会超过我，她经常晚上熬夜，但是她对家庭也不放弃，只要有一点时间就回家忙家务。虽然有科研工作的时候把科研工作和其他相关的管理工作都放在第一位，但只要有时间就很顾家。基本上就是这么一种状态，家人对她是非常理解的，也特别支持。


《赛先生》：我注意到您一直在山东大学，做出成绩以后，在国际上引起轰动，清华把您也聘过去了。我很好奇，您是土生土长的本土人才，到国外短期的交流都几乎没有，您怎么看待本土人才的培养？


王小云：我的工作成果出来以后，欧洲、美国有一些密码学家不太相信我是中国培养的科学家。这一点我明显能感觉到。他们很惊讶，问我的硕士、博士是在欧洲还是美国读的？我告诉他们，我是在中国山东大学读的时候，他们确实非常惊讶，不太相信，但是我确确实实是没有出国读书的。


实际上，这可能跟我成长的环境有关系，潘承洞老师是世界上很杰出的数学家，他培养的学生基本上都有很好的出国经历，也有出国做访问学者的经历。比如说于老师、展老师都有出国的经历。但是潘老师有一个要求，两年还是三年，到了时间就得回来，他坚决要求老师和我们这些学生立足于国内发展，这一点我是受他影响的。到我们这些人的时候，基本上全都在国内工作，就没有太多想法非得要到国外工作，这一点我是受山东大学团队影响的。

1993 年博士论文答辩会（左起：展涛，潘承彪，裴定一，潘承洞，王小云，袁益让，王炜，于秀源）（图源：《数学文化》）

另外，我也有一些好朋友出国工作，他们经常跟我说，国外工作环境很好，有空调，打印机随便打印。我也羡慕他们，但是我爱人也给了我很大的支持，用我们家积蓄买了激光打印机和电脑等科研设备，所以我自己的工作环境实际上是非常好的，基本上跟国外的条件也没有太大的区别。当然，实事求是地讲，没能跟世界一流的密码学家一起工作，这是我的一个遗憾和欠缺。


大有用处的密码学

《赛先生》：密码学在计算机科学，乃至人类生活当中起到了什么样的作用？

王小云：计算机网络在设计的时候是没有考虑安全问题的，包含很多计算机科学家也是这样认为的，忽略了安全问题是比较遗憾的一件事情。要解决计算机的网络安全问题，实际上是经历了比较长的历史。


大家知道，我们在找漏洞，不停地杀病毒，我们发现病毒再打补丁，这都是让计算机网络越来越安全的一个过程。但是要想根本解决计算机网络安全的问题，实际上还是需要密码技术的。


密码技术是网络安全的核心技术和基础支撑，这是最近密码法草案里面给出的一个比较精确的定位。整个计算机网络，包括物联网、卫星通信系统、所有的手机网络通信系统等等都需要密码技术来支撑其安全通信。它的支撑作用是任何其他技术不能替代的。


密码技术所涉及的科学问题又是数学问题，这就凸显了数学在密码学领域的重要性。所以密码学涉及到了计算机科学、数学科学、信息科学，同时还涵盖了一部分物理科学，它是多学科交叉的领域。这是它的一个重要特性。


第二个是它对人们生活发挥着很重要的作用，为什么呢？现在进入了人工智能时代，新一代信息技术不断涌现出来，比如说现在关注的区块链技术，实际上它就是密码学的一个应用，特别是哈希函数的一个应用。当然，区块链技术也结合了分布式计算、电子签名算法、加密算法等，汇聚成一个比较大的密码应用。但是如果把哈希函数技术拿掉，区块链技术是不存在的。


密码技术跟产业进行了融合，对技术进行了一定的变革，我认为区块链就是密码技术引起的一个技术变革，该技术得到了我们国家相关部门的高度重视。


往大处说，国家整个数字经济的高质量发展离不开密码技术的安全支撑。


比如说老百姓用的银行卡。银行卡最早仅是磁条卡，它很简单，黑客偷到你的银行卡，很容易就可以拷贝一张，你的钱就会受到威胁。现在的银行卡是密码芯片卡，老百姓用银行卡会感觉到非常安全和便捷，包括二代身份证和现在的一部分社保卡也是用密码芯片来支撑安全的。相信在不久的未来，越来越多的密码技术会给老百姓的数字化生活带来更多的安全感和幸福感。


《赛先生》：您的一个成就是攻破了哈希函数 MD5 和 SHA-1，可否简单解释一下？


王小云：我们现在说的网络信息安全就是希望信息从产生、传输、处理、到终端客户使用都是安全的，要保证这个信息的全生命周期都是安全的。网络信息安全的安全要求有四个属性——


一是保密性，就是信息不能被别人看到，是要求加密传输的；二是合法性，就是说我知道这个信息是艾丽斯给我送过来的，而不是一个黑客，不是一个假冒的信息；三是不可否认性，就是说这个信息是艾丽斯签名以后送过来的，我知道确实是艾丽斯的信息，过后这个信息发生了问题，艾丽斯不能否定这是她传过来的信息；四是数据完整性，这个数据是原始数据，没有被篡改过。实际上区块链技术最早保证的是完整性，就是数据不可被篡改。


当时我为什么要分析哈希函数呢？因为合法性、不可否认性、完整性，都需要哈希函数来支撑。比如说数据可以被篡改的话，就意味着合法性和不可否认性就无法保证，就会发生问题。完整性是由哈希函数保证的，是一个独有的技术。四个安全属性，有三个属性离不开哈希函数的支撑，这也是当时我做哈希函数的一个非常重要的原因。另外，虽然哈希函数那么重要，但是在我当时做哈希函数研究的时候，国际上仅有6、7个核心的算法，其中包含MD5和SH-A1这两个通用的算法，所以我就做了哈希函数的研究。


《赛先生》：您是研究哈希函数，破解了之前主流的算法。一个最直接的问题是，因为哈希函数在传统的安全领域是非常重要的东西，是不是就不能用了，目前对这个是怎么处理的？


王小云：当MD5算法被破解，SHA-1还没破的时候，就已经有两种声音。一种认为，你这个破解是理论的，不可能会产生实际影响；还有一种说，既然我们大量的密码系统都是基于哈希函数的安全性，你现在证明它的安全性已经降得很低，可以说MD5的碰撞攻击是非常高效的，大家就认为它应该是不安全的，好多密码系统是不安全的。


Arjen Lenstra（按：荷兰数学家和密码学家）持第二种观点，他就认为好多密码系统是不安全的，他就给我提了一个科学问题，他说王教授你能不能给我找一种碰撞。后来我就给了他一个建议，一个做攻击工作的架构。然后他和他的学生Marc Stevens等就花了两年的时间伪造了一个数字证书，这个数字证书的伪造就是2009年十大黑客技术的第一，这是当时国际上定位的。


使用这个技术、结合我们当时MD5的攻击路线，出现了一个病毒——火焰病毒，这个病毒被认为是迄今为止最为复杂的一种病毒，是俄罗斯专家发现的，有很多Windows计算机系统被攻击。


也就是说，我们做的这种攻击一方面确实造成了一些实际的攻击，另外一方面MD5破解以后引起了全球计算机系统撤出MD5的使用。

2004年美密会宣布破解 MD5（图源：《数学文化》）

SHA-1破解以后，2006年美国国家标准与技术研究院就发布了一个电子签名的新政策，要求2010年以后撤出对SHA-1的使用，启用其他的算法。非常有戏剧性的一件事情是2009年使用SHA-2的比特币就产生了SHA-2。


另外，这两个算法的破解引发的最重要的一件事情是全球进行了新一轮的哈希函数的设计，就是美国国家标准与技术研究院主导的新哈希函数的设计工程，也就是2012年新的标准，它花了五年的时间才设计出来，是历史上设计密码标准时间最长的工程。


为什么花的时间比较长？有两个原因：第一个原因是2005、2006年，研究新的哈希函数如何设计，花了两年的时间，因为以前的哈希函数不安全被认为是设计出了问题，要研究新的设计方法、新的原理；第二个原因是最终的哈希函数的设计花了五年的时间，这个过程比较长。


另外，因为MD5的破解，我们国家密码管理部门也找到我，问我们能不能设计一个中国的算法？我就跟一些密码专家设计了中国的哈希函数标准SM3。


目前我们国家设计的SM3跟美国国家标准与技术研究院主导全球征集的新的哈希函数标准SHA-3一起成为新一代的ISO/IEC国际标准。我觉得这个更重要一点。


《赛先生》：您能不能谈一下现在密码学领域最重要的，让您最激动的进展有哪些？未来的发展方向有哪些？比如说量子计算机出现了以后对传统的加密算法有怎样的挑战？
王小云：我们国家量子密码一直也发展得非常快，有一些非常好的工作出现。量子密码以及量子计算机这些领域的发展对密码学的研究有了一定的影响，推动也比较大。比如说现在的经典密码，也就是数学密码。数学密码分为两大方向，一个是对称密码方向，另一个是公钥密码方向。量子计算对对称密码密钥的长度有了一定的要求，以前是128比特的安全，现在需要密钥是256比特才安全，密钥强度需要增加1倍，这是量子计算对对称密码的影响。
第二个影响是量子分解因子的算法，也是量子计算的工作，它对公钥密码有很大的影响。假定未来的量子计算机产生，现在使用的很多公钥密码都可以比较高效地被破解。当然，目前真正高效的量子计算机并没有产生。这就推动了国际密码领域进行抗量子计算机攻击的公钥密码研究，我们认为这会成为下一代公钥密码的研究热点。


目前下一代公钥密码的研究是比较成功的，美国国家标准与技术研究院2016年启动了后量子密码算法标准的征集，现在已经有很多算法都出来了，有一些算法通过评估来看安全性是比较高的。我相信，抗量子计算机攻击的公钥密码已经存在了很多，它的标准在不远的将来，快则三年，慢则五年，可能三年左右是比较合适的，就会产生了。


如何做引领性的研究？

董彬：我现在感觉到知识更新换代特别快，感觉老有一些新的技术出现，您能不能给刚刚从事科学研究的年轻人一些建议？

王小云：这个问题比较大，我说的不一定适合所有的年轻人。


当然，首先要对科研有浓厚的兴趣，对科研没兴趣，也不一定非得做科研，也可以去做技术的研发，或者是去企业。


另外，重要的是选择一个合适的方向，你喜欢哪个方向的研究，你就做这个方向的研究。然后，你对这个方向感兴趣以后要选好科学问题。


通过我带学生的经验，希望学生能选一个比较好的科学问题，这个科学问题的解决对整个科学领域是有帮助的、有非常重要的支撑作用，就是引领性的科学研究。别人再做这方面的研究，他想做出更好的工作也不能忽略你的研究方法，不能忽略你对这个问题的解决，他需要使用你的方法来做更新一步的研究。所以我特别希望学生做这方面的工作。
在培养学生的过程中，我感觉到有些年轻人做不了引领性的研究，我就希望他们做一些将来跟核心技术有关系的研究，也是可以的。


但是关键的方向，关键的科学问题，将来对这个领域起到重要的支撑作用和重要影响的方法的研究是非常重要的，剩下的就是要读好论文，要有独立思考的能力，一定不要陷入到以前已经有的方法里面出不来，你要有独立的见解和创新的信心，创新的能力。

在山东大学指导研究生（2005年）（图源：《数学文化》）

董彬：您是怎么看理论和应用之间的关系？


王小云：我比较高兴的是，我从事的密码研究这个方向个人认为它是理论研究。密码理论研究有很多基础的数学问题，我鼓励学生说你们要见招拆招。你学的是密码，不一定要把数学问题在密码里面找到应用，那不现实，也可能找不出来。


你一定要知道你做的是密码理论研究，做密码理论研究就会碰到各种各样的数学问题。碰到这些数学的时候要放飞自己去做数学问题的研究，这个数学问题解决了以后，一定可以把密码理论问题解决得非常好。


比如说，我指导学生做的高维格，最近有几个工作都出来了，论文都很长，还没发。2006年，我做哈希函数做到顶峰的时候就撤出来不做了，当时我记得山东大学的校长展涛教授就说，你撤出来要考虑撤的后果，损失有多少。


当时我坚持撤了，我撤的原因是虽然我做的是哈希函数，没做对称加密算法和流密码的分析，但是我知道我做的研究一定对其他领域是有影响的，这些方法都可以打通的，它是一个大的方向。


另外，为什么我转方向？因为当时我们国家公钥密码的分析是比较薄弱的，我就想要做公钥密码的分析。做公钥密码的分析，就只能做高维格理论，当时这个出发点很简单，没想到很快高维格理论就成了下一代抗量子计算机攻击密码的主要数学基础。


所以我就引导着学生解决高维格理论和密码理论的科学问题，这些科学问题又牵扯到数的几何等非常基础的科学问题，牵扯到抗量子计算机公钥密码设计的问题。所以它就是基础理论研究、应用研究都交叉在一起了，这个时候就不要糊涂，不要跑偏了。你做的科学问题一定是凝聚了理论、基础理论、应用三者结合，一定不要跑偏了。你解决的科学问题，一定对这三者都有推动作用。


这个方向现在非常好，虽然我还没发表论文，但是我做的工作是让我们的老师能够在设计的过程当中通过基础科学问题的研究控制住安全问题，也就是说我设计的密码算法跟随机的数学现象是非常接近的，接近到什么程度？用数学计算的方法能控制住精度、安全强度，这是最高境界。最近这几年我在指导学生，我们的学生创新能力也很强，他们在坚定地做这件事情，虽然发表论文比较少，但是一直在做这项工作，最近基本上我们算是成功了。


另外，我想说一下关于理论和应用的问题。这几年区块链引起了大家高度关注，区块链作为哈希函数的一个重要应用，在前两、三年的时候我们也在关注它的研究。为什么？因为我现在在忙另外一些研究，后来发现区块链的应用越来越广。


前年我组织团队做了区块链的研究，做区块链的研究就必须要关注它的应用，你要知道它是怎样应用的，应用中面临的哪科学问题。


我的一个学生是山大的一个老师，他研究了两个月的时间就找到了一个非常重要的问题，针对区块链具体应用中的延迟攻击，做了一个非常好的工作，2018年密码学领域顶级会议发表了两篇区块链相关论文，其中有一篇就是他的论文。


为什么我们的人做了两、三个月就能发表这种论文？


我觉得跟我们这个团队的激励，跟我们现在的水平有关系。以前我们要发表一篇论文确实非常难，现在我们发表这方面的论文不觉得那么遥远了。


另外，我们做的科学问题研究都是实际的科学问题，由理论转向了实际，从实际应用中又提炼出科学问题，又解决了科学问题，这是非常好的，非常美妙的一件事情。

王小云教授是国际著名的密码学家。她提出了密码哈希函数的碰撞攻击理论，并以此攻破了多个以前被普遍认为是安全的密码哈希函数标准，推动并帮助了新一代密码哈希函数标准的设计，并已在金融、电网、交通等重要领域广泛使用。量子保密通信是我本人从事的主要研究方向之一，她在破解密码方面的工作也在侧面很好地推动了我们领域的发展。对她的杰出成就，我非常敬佩，也衷心祝贺王小云教授获2019年未来科学大奖数学与计算机科学奖，祝愿也相信她一定会在密码学的发展和支撑网络信息安全方面做出更多重要贡献！

——潘建伟

本文来源：赛先生

tanis

龙血树 发表于 2023-7-23 21:44
https://aerospace.illinois.edu/directory/profile/gracegao

这是在这位女士UIUC的页面，也挺怪。 正式ti ...

0% appointment感觉就是挂了个名，真人估计早被特务机关招募了。

龙血树

tanis 发表于 2023-7-24 22:31
0% appointment感觉就是挂了个名，真人估计早被特务机关招募了。

确实感觉是挂名。一般有人脉才能挂名， 挂这么多，对中国留学生来说是比较少见的。