是的。
2012年6月29日,是英国数学家艾伦·图灵100周年诞辰。
他24岁发明图灵机模型,奠定了现代计算机的理论基
础,被誉为计算机科学之父。二战期间,图灵秘密地作为英国情报界的核心人物,破译了德军的谜机密码,扭转了整个大西洋战局。战后,图灵提出了“机器能思考吗”的哲学思辨,先驱性地开创了人工智能的先河。但不幸的是,图灵因为同性恋身份,遭到迫害,以致被化学阉割。1954年,图灵中毒身亡,一代科学大师陨落,年仅42岁。我们谈谈通用机器、破译谜机、人工智能和毒杀之谜四个问题,缅怀这位为人类做出巨大贡献的天才人物。
艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing),别名:图灵、艾伦·图灵、人工智能之父,生于1912年6月23日,雨1954年6月7日去世,代表作有:《论数字计算在决断难题中的应用》、《机器能思考吗?》。
他是英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父,人工智能之父。
1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战爆发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。
1952年,英国政府对图灵的同性恋取向定罪,随后图灵接受化学阉割(雌激素注射)。1954年6月7日,图灵吃下含有氰化物的苹果中毒身亡,享年41岁。2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯·格雷灵的要求下,英国女王伊丽莎白二世向图灵颁发了皇家赦免。
图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法,即图灵试验,至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。
由于图灵对计算机科学、人工智能方面做出的杰出贡献,特此美国计算机协会(ACM)于1966年设立了图灵奖,专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。 其名称就取自计算机科学的先驱、英国科学家艾伦·麦席森·图灵(Alan M. Turing)。
艾伦·麦席森·图灵从小就表现出极强的创造能力和对数学的痴迷。
年仅14岁的图灵就考入了伦敦有名的谢伯恩(Sherborne)公学去学习 ,在良好的中等教育条件下又表现出了对自然科学有着极大兴趣和敏锐的数学头脑。
15岁的时候为了帮助母亲理解爱因斯坦的相对论,写了爱因斯坦的一部著作的内容提要,表现出他已具备非同凡响的数学水平和科学理解力。
由于图灵对自然科学极大的兴趣,促使他在1930年和1931年两次获得他的一位同学(莫科姆)的父母设立的自然科学奖,获奖工作中有一篇论文题为“亚硫酸盐和卤化物在酸性溶液中的反应”,受到政府派来的督学的赞赏,对自然科学的兴趣为他后来的一些研究奠定了基础,他的数学能力使他在念中学时获得过国王爱德华六世数学金盾奖章。
于是在1931年,图灵考入了剑桥大学国王学院,由于成绩优异而获得数学奖学金。在剑桥,他的数学能力得到充分的发展。
在1935年的时候,他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》上。同一年,他还写出“论高斯误差函数”一文。这一论文使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员,并于次年荣获英国著名的史密斯(Smith)数学奖,成为国王学院声名显赫的毕业生之一。
1936年5月,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为《论数字计算在决断难题中的应用》。该文于1937年在《伦敦数学会文集》第42期上发表后,立即引起广泛的注意。在论文的附录里他描述了一种可以辅助数学研究的机器,后来被人称为“图灵机”,这个设想最有变革意义的地方在于,它第一次在纯数学的符号逻辑,和实体世界之间建立了联系,后来我们所熟知的电脑,以及还没有实现的“人工智能”,都基于这个设想。这是他人生第一篇重要论文,也是他的成名之作。
1937年,图灵发表的另一篇文章“可计算性与λ可定义性”则拓广了丘奇(Church)提出的“丘奇论点”,形成“丘奇-图灵论点”,对计算理论的严格化,对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义。
1936年9月,图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习,并与丘奇一同工作。
在美国期间,他对群论作了一些研究,并撰写了博士论文。1938年在普林斯顿获博士学位,其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”,1939年正式发表,在数理逻辑研究中产生了深远的影响。
1938年夏,图灵回到英国,仍在剑桥大学国王学院任研究员,继续研究数理逻辑和计算理论,同时开始了计算机的研制工作。
然而第二次世界大战到来了,打断了图灵的正常研究工作,1939年秋,他被应召到英国外交部通信处从事军事工作,主要是破译敌方密码的工作。由于破译工作的需要,他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作。他的工作取得了极好的成就,因而于1945年获政府的最高奖——大英帝国荣誉勋章(O.B.E.勋章)。
1945年,图灵结束了在外交部的工作,他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究,并结合战时的工作,具体研制出新的计算机来。这一想法得到当局的支持。同年,图灵被录用为泰丁顿(Teddington)国家物理研究所的研究人员,开始从事“自动计算机”(ACE)的逻辑设计和具体研制工作。这一年,图灵写出一份长达50页的关于ACE的设计说明书。这一说明书在保密了27年之后,于1972年正式发表。在图灵的设计思想指导下,1950年制出了ACE样机,1958年制成大型ACE机。人们认为,通用计算机的概念就是图灵提出来的。
1945年到1948年,他在英国国家物理实验室工作,负责自动计算引擎的研究。
1946年的8月,图灵参加了他正式跑步训练后的第一个比赛。那是在他加入沃尔顿田径俱乐部后参加的3英里(4.8公里)比赛,图灵以15分37秒的成绩夺得第一,这一成绩当年在英国排名第20位。
1947年,在莱斯特郡拉夫堡(Loughborough)大学体育场举行的英国业余田径协会马拉松锦标赛上,图灵跑出了他在马拉松赛中的个人最好成绩2小时46分03秒,在那场比赛中列第五名。
1948年,图灵接受了曼彻斯特大学的高级讲师职务,并被指定为曼彻斯特自动数字计算机(Madam)项目的负责人助理,具体领导该项目数学方面的工作,作为这一工作的总结。
1949年成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正意义上的计算机——“曼彻斯特一号”的软件理论开发,因此成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。
1950年,图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》(The programmers’handbook for the Manchester electronic computer)。这期间,他继续进行数理逻辑方面的理论研究。并提出了著名的“图灵测试”。同年,他提出关于机器思维的问题,他的论文“计算机和智能(Computingmachiery and intelligence),引起了广泛的注意和深远的影响。1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。
1951年,由于在可计算数方面所取得的成就,成为英国皇家学会会员,时年39岁。
1952年,他辞去剑桥大学国王学院研究员的职务,专心在曼彻斯特大学工作.除了日常工作和研究工作之外,他还指导一些博士研究生,还担任了制造曼彻斯特自动数字计算机的一家公司——弗兰蒂公司的顾问。
1952年,图灵写了一个国际象棋程序。可是,当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序,他就模仿计算机,每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘,结果程序输了。后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究群根据图灵的理论,在MANIAC上设计出世界上第一个电脑程序的象棋。
《模仿游戏》(The Imitation Game),是由莫腾·泰杜姆执导,本尼迪克特·康伯巴奇、凯拉·奈特莉等主演的传记电影,影片主要讲述了“计算机科学之父”艾伦·图灵破译德国密码系统Enigma,从而扭转二战战局的经历。
艾伦·麦席森·图灵(1912—1954)是英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父,人工智能之父。图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础,图灵对于人工智能的发展也有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法。
图灵的一生简述如下:1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战爆发后回到剑桥,协助军方破解德国的著名密码系统,帮助盟军取得了二战的胜利。 1952年,英国政府对图灵的同性恋取向定罪,随后图灵接受化学阉割(雌激素注射)。1954年6月7日,图灵吃下含有氰化物的苹果中毒身亡,享年41岁。2013年12月24日,英国女王伊丽莎白二世向图灵颁发了皇家赦免。《模仿游戏》于2014年上映。
《模仿游戏》作为传记电影,和《美丽心灵》(2001)有许多类似的地方 ,可以说是英国版的《美丽心灵》。相同的地方有:男主都是数学天才,都取得了伟大的成就;男主都不善言辞和处理人际关系,被同学、同事嘲笑、抵制和欺负;男主都被认为有病,被强制药物治疗;男主时刻都在想着破解难题,灵感都来自于酒吧的闲聊,图灵想到了破解英格玛的关键,即利用重复出现的词语来减少运算量,而纳什(《美丽心灵》男主)想到了博弈论。
图灵和纳什都有一个漂亮的女主的陪伴,不同的是纳什和女主结婚生子,一起度过了漫长的一生;而图灵没有和女主在一起,即便女主不介意图灵是同性恋,她觉得他们的相互理解和精神交流,已经好过了大部分婚姻,可是图灵还是选择了放弃,为了让女主可以拥有普通人的生活和爱情,这种放弃也是爱吧。
某种程度上可以说,德国是输给了一段同性爱情。图灵命名自己创造的破解英格玛的机器为克里斯托弗,正是这台倾注了爱的机器,成功破解了德国的密码系统。爱情没有性别的差异,同性之间也存在爱情,就如图灵和克里斯托弗(图灵的中学男同学)之间,可悲的是时代不允许,最终导致了图灵英年早逝。由于研究结果在二战后还保密了五十年,他的档案是空的, 所以图灵是在默默无闻中死去的,死的时候还背负着同性恋的污名,忍受着化学阉割的痛苦,实在太惨了 。
由于与众不同,天才其实非常孤独和痛苦,因此天才也需要鼓励和支持。整部电影多次重现的名句是: 有时候,被世人遗弃的人,才能成就别人想像不到的大事(Sometimes its the very people who no one imagines anything of who do the things no one can imagine) 。
天才其实非常羡慕普通人的幸福。图灵摸着女主手上的钻石戒指,无限羡慕,这时女主已经结婚,过上了普通人的生活,而孤身一人的图灵因为药物治疗,连笔都抓不稳。图灵的成就归全人类,他自己得到的并不多,付出的代价却是实实在在的。这就是天才伟大之处,图灵值得我们永远尊重和怀念。
正如周国平所说,我没有尼采的天才,也没有尼采的痛苦。 我们无法选择自己是天才还是平庸,但 上帝的分配很公平,天才有高贵的痛苦,凡人有平庸的幸福, 因此我们无需抱怨,珍惜现在的一切,尽力而为就行。
艾伦·麦西森·图灵,在如今你或许对这个名字有些许陌生,但是如果说”计算机之父图灵“你一定对他这个头衔如雷贯耳,每个杰出的人才从小都会展现出与众不同的天赋,他们不会埋没在人堆里,图灵也不例外。
他在1912年6月23日出生于英国伦敦,那时的英国恰好内战失败的阴影,图灵因为他的祖父在日不落帝国时期立下了一点点功绩,被封为准男爵,结果内战之后,他们便家道中落,还好他的父亲扛起了家族复兴的大旗,乘着大英帝国前往印度的淘金热积累了些许财富,图灵的童年也算是衣食无忧。或许天才的大脑也会继承祖辈的传承,图灵的祖父约翰·罗伯特·图灵就十分有数学天赋,可惜后半生因为时运和国家境遇对生活心灰意冷,不再研究数学转学神学。图灵的童年并不像其他天才一样早早的展现出”早慧“,小时候的他甚至有些呆,不愿与别的小朋友玩耍,总爱一个人默默的呆着,或许这也是他成为”伟大“的因素之一。
1931年,图灵进入英国剑桥大学国王学院学习,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士。在这期间他疯狂汲取知识,充实自己,在结束学业以后恰逢二战爆发,二战期间,盟军为破解德军的恩尼格玛(Enigma)密码通讯系统,召集了一批专家进行秘密破解工作。艾伦·图灵(本尼迪克特·康伯巴奇),加入了指挥官丹尼斯顿(查里斯·丹斯)领导下的解密组。图灵通过字母排列组合,构建了“图灵机”计算密码的设想,并将其命名为“克里斯多夫”,以纪念往日逝去的好友。在图灵与解密组成员废寝忘食地努力下,最终建成了解密机,成功破解了德军的机密文件并缩短了二战的持续时间;图灵直接使德军轰炸计划破产,挽救了欧洲几千万人的生命。
在以下领域他都做出了卓越的贡献
图灵在第二次世界大战中从事的密码破译工作涉及到电子计算机的设计和研制,但此项工作严格保密。直到70年代,内情才有所披露。
从一些文件来看,很可能世界上第一台电子计算机不是ENIAC,而是与图灵有关的另一台机器,即图灵在战时服务的机构于1943年研制成功的CO-LOSSUS(巨人)机,这台机器的设计采用了图灵提出的某些概念。
它用了1500个电子管,采用了光电管阅读器;利用穿孔纸带输入;并采用了电子管双稳态线路,执行计数、二进制算术及布尔代数逻辑运算,巨人机共生产了10台,用它们出色地完成了密码破译工作。
1949年,图灵成为曼切斯特大学(University of Manchester )计算实验室的副院长,致力研发运行Manchester Mark 1型号储存程序式计算机所需的软件。
1950年他发表论文《计算机器与智能》( Computing Machinery and Intelligence),为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的“图灵测试”,指出如果第三者无法辨别人类与人工智能机器反应的差别, 则可以论断该机器具备人工智能。
从1952年直到去世,图灵一直在数理生物学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(The Chemical Basis of Morphogenesis)。
他主要的兴趣是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式,如今已经成为图案形成范畴的核心。他后期的论文都没有发表,一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版,这些文章才见天日。
1952年,39岁的图灵遭到入室盗窃后报警,警方搜查结果发现图灵是同性恋。在当时的英国,同性恋是不被允许的。图灵被以”颠倒性行为罪”起诉,之后公审判刑。法院给了他两个选择,坐牢或化学阉割,图灵选择了后者。当时的化学阉割就是鲁莽地给人注射雌激素,完全不管这种注射对健康造成的影响。图灵在遭受注射一年后,出现乳房不断发育等严重的副作用,健康也受到很大的影响。1954年6月7日,不堪重负的图灵,咬了一口浸染了氰化物的苹果,在家自杀身亡,享年41岁。一代天才,就因为同性恋,这种天生的性取向,而被迫害之死。
假如,当时的英国有那么一丝丝宽容,让他活下来,那么他的天才大脑,又将给人类带来怎样的福祉。如果图灵没有自杀,说不定现在的人工智能,比阿尔法狗还要先进一千倍。可惜,这个世界从来就没有”如果”二字。
2009年,英国计算机科学家康明(John Graham-Cumming)发起了为图灵平反的在线请愿,截止到2009年9月10日请愿签名人数已经超过了3万,为此,当时的英国政府及首相戈登布朗不得不发表正式的道歉声明。
2012年12月,霍金、纳斯(Paul Nurse,诺贝尔医学奖得主)、里斯(Martin Rees,英国皇家学会会长)等11位重要人士致函英国首相卡梅伦,要求为其平反。
2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯・格雷灵(Chris Grayling)的要求下,英国女王终于向图灵颁发了皇家赦免。英国司法部长宣布,“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影,我们认为当时的判决是不公的,这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此,女王决定为这位伟人送上赦免,以此向其致敬。”
藉此,我已一名计算机小学生的身份向伟人致敬,他照亮了一个时代,因为社会的不公就草草的给自己的人生划上了句号,这是时代的悲哀。在他诞辰108周年之际,缅怀这位伟人!
你说我是个谜,其实我们都是谜,
在苦痛中开始,在折磨中结束。
被卑微的事物拖向死亡,
把崇高的理想,背负到诸天之上。
《诺贝尔》
《模仿游戏》
《模仿游戏》根据计算机科学之父艾伦·图灵的亲身经历改编,由本尼迪克特·康伯巴奇(卷福)主演。豆瓣评分8.6
一个传奇的人物,本身就无法避免地被沾染上许多神圣浪漫的色彩。可是,唯独艾伦·图灵是一个另外。
在20世纪20年代以及随后的几十年,他毫不意外地被定义为“肮脏”“恐怖”“十恶不赦”。即使他曾肩负着历史和世界的使命,也难以逃脱被迫害鄙夷的命运。
艾伦·图灵是一个古怪的人,即使他才华横溢,他的不圆通的个性、笨拙的交往能力也往往限制他拘禁于一方之地。但幸好他有足够的坚持。
他独自一人行走于数学与机器的世界,在冰冷的数字世界寻找到属于自己的温暖之所。即使荆棘遍布,即使自己伤痕累累,也不愿与他格格不入虚伪的人世打个招呼。他独自蜗居于自己的世界,以自己独特的方式和世界对话。
由于古怪的性格和卓越的智商,艾伦·图灵在学校里总是备受欺凌。群体的暴力把他逼至孤独深处。
明明是正值青春的少年,浑身散发地却是暗淡而寂寞的光芒。但是,有个少年出现改变了他。
带着这个世界最温暖的光,给予他追逐理想的力量。他指引艾伦·图灵进入破译密码的世界,他鼓舞遭受暴力欺凌的可怜少年。
他告诉少年:“人总是认为暴力是表明自己是强者的例证,他们通过暴力得来的战利品填足内心的空虚以获得暂时的满足感。但实际上显示一个人是否有用武之地靠得从来不是暴力。”
他的话语给予少年新的力量,但是这份朦胧的爱意还没有来得及宣出于口,就一下子被打上了句号。
死亡暗自潜伏于生存之中,一出招便招惹出许多眼泪。好友突如其来的死亡使艾伦·图灵陷入更深的孤独之中。
但是,由于当时特殊的时代背景。自己最爱的人被告知死亡时,明明心脏疼痛到不能自已恨不得跪下来大声哭泣,他却要拼命忍住即将喷涌的眼泪,装出一副漠不关心的模样:“我跟他不怎么熟。”
挚爱的死亡使他更加孤僻。他不愿与任何人沟通,衣着邋遢不修边幅。他成了名副其实的“怪胎”。
但是改变这个世界从来不是所谓的“正常人”。你也许是一个“好人”,但却一无是处。
世界大战一触即发,英国人面临战争的威胁不得不秘密聘用高级知识分子破解德国的密码来早日结束残酷的战争。
一个几乎不可能被破解的密码,却关系着无数人的生命。
图灵和许多数学家秘密被派往英国情报破译中心。由于他不善社交,一直被同事和长官嫌弃。长官视之如眼中钉,想方设法地找到他的把柄,把他解聘。同事想要与他交往,却由于他的不通常理往往被隔离在外,暗定里骂他是个“怪物”。
但是,他人生中另一个重要的人出现了。如果说幼时旧友是让他学会与密码“玩耍”,而她则是教他如何与人“玩耍”。即使他一直对于此事懵懂无知,却也是真正意义上让他明白了交往合作的重要性。
艾伦·图灵对待女性平等的态度赢得了琼恩·克拉特的好感。她引导图灵与同事合作交流,共同破译密码。
即使图灵对于好友之间的调笑玩闹一直是一知半解,但他也成功感受到合作的愉快。也是由于这次的合作,使得“克里斯托弗”(机器名)免于被迫害的危机。
后来由于琼恩被家人要求回家结婚,图灵为了不辜负她的天赋与她订婚。即使后来图灵袒露了自己是同性恋,她也选择了体谅和了解。她一直在图灵身后无畏地做着他精神的支撑者,无论他处于何种境地。
密码终于被破解了,但他与同事之间的关系却再一次出现了无法跨越的裂痕。
一个是发现对方是敌国特务的身份,一个是由于面对对方的兄弟见死不救而对图灵悔恨在心。仅仅是几人的小圈子,却已经有两人选择了退出。崩溃,仅仅在一瞬之间。
维持着尴尬的关系,直到最后战争的胜利。但这个共同合作破解密码的往事,成为了他们一生都无法说出口的秘密。
回归正常生活的艾伦·图灵却被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”为了不影响他的工作研究,他选择了荷尔蒙疗法。身体和心理上的双重压力终于彻底压垮了他,他选择以一个毒苹果结束了他的生命。
里尔克在《沉重的时刻》里“ 此时有谁在世上某处死,无缘无故在世上某处死,望着我。”图灵生命结束得无缘无故,却又来得理所当然。这个傻瓜天才,最终还是无法承受住那个社会对他的误解,走向了他的永生。可是他的死亡,损失的却是无法估量的价值。
在他死亡之前,他疑惑于自己为什么不是一个普通人。假如他是一个普通人,会不会结局就不会那么悲惨?
但是他人生中两个最重要的人都给予了这个假设否定的答案。
而人生本身并没有假设,你就不是一个普通人。因为有了你,才会有百百千千万万亿忆之人在那场灾难之中得以生存。你是伟大的拯救者。
无疑,幼时旧友和琼恩都是他孤独一生中重要的影响者。图灵的一生困顿于孤独之中不得救赎,即使孤独造就了他的研究,但却同时给他带来了莫大的痛苦。所以,何尝不试着走出孤独?
林清玄“生命之所以有这么多不同,有着各种因缘和关系,是希望我们能从孤独中走出,试着去知道生命的不足。”生命存在的意义不是独自扛起生存的大旗,无论你多么足智多谋无所畏惧,都得学会去接纳别人。
人生中的每一个人都不会仅仅是人生的过客,既然来了就必然有他们存在的意义。他们可能是拯救者或者是被拯救者。他们因为某个必须要完成的事情降临到你的身边,给予你福祉或灾难,不要过度欢喜也不要极度厌恶。这些人虽然终究只是转眼的瞬间,但却也因为存在的特殊定义而拥有了不同的意义。
珍视并学会接待那些命定的相遇者。
不过,他若在天有灵对于后人对他的解读也许会惊叹一声“不自量力”。是呀,我们有什么资格拿着放大镜研究他人生的每一个瞬间?幡然醒悟,失敬失敬。
这个骄傲的数学天才,孑然一身独自行走于人生的荆棘丛中,义无反顾。他解出了世上无人能解的难题,但他的生命却再也无法被人解读。他曾经是无人看好之人,却做出了无人能为之事。
即使身体埋入了地下,但他却把崇高的理想背负到了诸天之上。
这个傻瓜天才,有着最纯粹地“傻瓜式”的认真和倔强。
《模仿游戏》完美再现了艾伦·图灵的一生,里面虽然充斥了些许浪漫式的色彩,但绝对是值得观看的一部电影。
CCCF第7期专题邀请了相关领域的6位专家学者深入探讨图灵对密码学发展的深远影响和密码学的前沿进展,涵盖了密码设计与密码分析这两个密码学的组成部分,同时兼顾了广度与深度。各专题文章原文详见CCF数字图书馆。
关键词: 密码学 图灵 网络空间安全 信息安全
从早期作为一种实用性技术,到今天发展为一门严谨的学科,密码学的发展史汇聚了人类文明的聪明才智。围绕着如何使用密码实现安全和隐私保护与如何安全地使用密码这两个本质问题,密码的设计与分析相互依存,相互促进,处在不断的博弈中,这使得密码的研究得到了持续的发展。
在发展过程中,计算机科学之父艾伦·图灵(Alan M. Turing)做出了多方面本质的贡献,对密码学的成熟产生了深远的影响。首先,在密码安全定义建模方面,图灵的可计算性理论及其发明的(通用)图灵机起着重要的作用。例如,我们知道在现代密码中,设计者首先需要证明其提出的密码算法或者协议可以抵御所有的已知和未知的攻击。然而,有很多密码算法或者协议无法证明自己是安全的,但也无法找到安全漏洞。在这种情况下,是设计者没有找到正确的证明方法呢?还是这个密码算法或者协议本身就不可能被证明呢?图灵奠基的可证明性理论对这些问题给出了答案,那就是很多我们无法证实或者证伪的密码算法或者协议,并不是由于设计者缺少正确的证明方法,而是这个密码算法或者协议本身就不可能在有限步骤内被证明。这就要求设计者不断地对其密码算法或者协议进行修改,使得其能被证明。此外,图灵发明的(通用)图灵机也被广泛应用于密码算法或协议敌手模型中对敌手的建模,使对敌手的运算时间约束可以转化成对于算法的计算步骤限制。目前被密码学界广泛接纳的通用可组合安全模型(universal composability)就是通过多项式时间通用图灵机来模拟敌手的。
本期专题邀请了相关领域的专家学者深入探讨图灵对密码学发展的深远影响和密码学的前沿进展,共组织了六篇文章,涵盖了密码设计与密码分析这两个密码学的组成部分,同时兼顾了广度与深度。
第一篇文章是由英国兰卡斯特大学助理教授张秉晟和浙江大学研究员秦湛联合撰写的《通用图灵机及其对现代密码安全建模的影响》,以(通用)图灵机的计算理论为切入点,深入浅出地分析(通用)图灵机对密码学基本算法工具的安全定义和对密码协议的安全性建模产生的深远影响。作者介绍了密码学中的加密算法是如何从AES时代逐渐演化到现在的可证明安全定义以及(通用)图灵机在其中起到的作用。另外,作者还梳理了密码协议,例如安全多方计算的安全性建模和定义是如何通过几十年的研究探讨演化到如今的通用可组合安全模型,重点解析了交互式图灵机对整个通用可组合安全模型构架的奠基作用。
第二篇文章是由山东大学教授王美琴等撰写的《从图灵破解Enigma到现代密码分析》,介绍了Enigma密码机的工作原理和图灵对Engima密码机的破解,并且解析了Enigma密码机的破解对现代密码分析的影响。作者还以针对哈希函数的破解实例来呈现现代密码分析对安全密码算法设计的重要性。
第三篇文章是由中国科学院信息工程研究所研究员胡磊和副研究员宋凌撰写的《密码杂凑函数的回顾与进展》,介绍了用于实现密码学研究中的完整性和认证性的一类关键密码学函数——密码杂凑函数(又称哈希函数、散列函数等)。作者阐述了密码杂凑函数的性质及其具体应用,梳理了密码杂凑函数的发展脉络,总结了密码分析对密码杂凑函数标准化的影响,并具体介绍美国国家标准与技术研究院(NIST)杂凑函数标准SHA-3及其最新分析进展。
第四篇文章是由香港城市大学副教授王聪和武汉大学教授王骞等联合撰写的《安全多方计算理论与实践》,从理论和实践的双重角度对安全多方计算进行深入的解析。作者从生动的现实问题入手,介绍了安全多方计算的系统模型、安全模型以及理论上的普适性解决方案。同时,文章还梳理了安全多方计算在实际应用中的前沿进展,总结了当前安全多方计算应用的现状,指出了未来安全多方计算的研究方向。
第五篇文章是由美国新泽西理工学院助理教授唐强和哥伦比亚大学教授慕梯·杨(Moti Yung)联合撰写的《抗后门的新一代密码学Cliptography研究进展》,对密码学的通用后门攻击Kleptography进行了系统的总结,并且介绍了抗后门密码学Cliptography的前沿进展。作者先阐述了密码学后门背后的科学原理,回答了如何在设计之初就考虑到这种可能的后门攻击问题,进而介绍了抗后门密码学Cliptography如何弥合这个密码学理论设计与实际实现之间的鸿沟,并对新一代密码学理论基础和密码标准提出新的建议。
第六篇文章是由浙江大学副教授张帆、上海交通大学教授谷大武等撰写的《人工智能之于旁路分析》,介绍了人工智能技术在密码旁路分析领域的研究现状,梳理了机器学习算法在旁路分析领域的发展过程,剖析了人工智能技术在密码旁路分析领域取得成果的原因,并指出了将人工智能技术与旁路分析领域结合的研究方向。
希望本专题能鼓舞更多的学者和安全从业人员参与到网络空间安全和信息安全的研究中,设计与分析新密码算法和协议,开拓新的研究方向和领域。
作者介绍
任 奎
CCF专业会员。浙江大学网络空间安全研究中心主任,国家千人计划特聘教授。主要研究方向为数据安全,云安全,人工智能安全,物联网安全等。kuiren@zju.edu.cn
CCF推荐
【精品文章】
点击 “阅读原文” ,前往CCF数图相关栏目。