王小云

中国科学院院士、数学家、中国首个哈希函数算法标准SM3的设计者

王小云(1966年8月16日—),中国山东省诸城市人, 毕业于 山东大学 ,中国科学院院士、国际密码协会会士(IACR Fellow)。其任清华大学高等研究院“杨振宁讲座”教授,兼任中国密码学会理事会理事长,中国数学会副理事长等职务。

王小云自幼喜欢思考数学问题。1980年,王小云考上 山东省诸城第一中学 ,并于1983年进入山东大学数学系。 毕业后,她成为数学家 潘承洞 的研究生, 后相继拿到了山东大学数学系的硕士、博士学位。 期间,王小云的研究方向由“解析数论”改为“密码学”。 博士毕业后,王小云选择留校任教,接连升任讲师、副教授。 1996年,王小云开始研究哈希(Hash)函数, 并开始初涉MD5和SHA-1的研究。 次年,其用“比特分析”方法 ,成功破解SHA-0(SHA-1的基础)。 2004年,王小云在国际密码学会议(Crypto’2004)上宣布了她及她的研究小组对MD5、HAVAL-128、MD4和RIPEMD等四个密码算法的破译结果。次年2月,王小云及其团队又破解SHA-1算法。同年,王小云和其他专家设计出中国首个哈希函数算法标准SM3。 2005年7月,王小云受聘进入 清华大学 任职。 2017年,王小云当选中国科学院院士 ,2021年入选 发展中国家科学院院士 , 两年后又担任 中国网络空间安全协会 第二届理事会副理事长。 2026年,王小云受聘 网络空间安全专业 学院学术委员会主任委员。其在科学研究的同时,还将大力培养高水平密码人才和网络安全人才作为自己的历史使命。

在 密码分析 领域,王小云提出了密码哈希函数的碰撞攻击理论,即模差分比特分析法;在密码设计领域,她又主持设计的哈希函数SM3成为ISO/IEC国际标准。 因其密码学领域出色的贡献,王小云获得多项奖项,如2019年数学与计算机科学奖、2020年国际密码协会“最具时间价值奖”、2021年4月荣获“ 首都劳动奖章 ”等荣誉。 2025年,王小云获得2025年“ 世界杰出女科学家成就奖 ”。

人物经历

早年求学

1966年8月16日,王小云出生于山东诸城一个教师家庭。 童年时,教小学数学的父亲会给王小云讲“鸡兔同笼”的故事。 王小云自幼热爱劳动,喜欢思考数学问题。1980年,其考上诸城一中,高中时期她的物理成绩始终是班里第一名。1983年,王小云参加高考,后因物理成绩不如数学,便进入 山东大学 数学系。

大学期间,王小云数学天赋渐显。她喜欢跳出原有的思路,另辟蹊径,去找寻新的解决办法。其数学天分引起了数学家 潘承洞 (原山东大学校长)的注意。在王小云以优异的成绩答出他布置的考题后,潘承洞收下王小云作为其研究生。 1988年,王小云的两位导师潘承洞院士、 于秀源 教授建议其将研究方向由“ 解析数论 ”改为新兴的“ 密码学 ”, 自此密码学成为她新的研究方向。 王小云从1983年入学山东大学,用了10年时间,读完本科、硕士与博士,于1993年获山东大学 纯粹数学 博士学位。

工作经历

1993年博士毕业后,王小云选择留校任教,担任 山东大学 数学系讲师。 1995年7月,王小云开始担任 山东大学 副教授, 次年又在同校老师 李大兴 的建议下,从公钥密码转为当时中国无人从事的冷门方向哈希(Hash)函数研究。 后王小云开始初涉MD5和SHA-1的研究。自20世纪90年代MD5和SHA-1问世以来,很多 密码学 家尝试去破解却都没有成功,所以很多国内密码学前辈都劝王小云放弃挑战MD5,但王小云还是把研究精力全部放在了MD5上。 1997年春季,王小云连续演算了两天两夜,后用“比特分析”方法 ,成功破解SHA-0(SHA-1的基础)。其在研究工作的同时承担教学工作,2001年7月王小云被评为 山东大学 教授。

2004年8月17日,在美国加州圣巴巴拉召开的国际密码学会议(Crypto’2004)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等四个著名密码算法的破译结果,宣告了世界通行密码标准MD5被破译。次年2月15日,在美国召开的国际 信息安全 RSA研讨会上,国际著名 密码学 专家 阿迪·萨莫尔 (Adi Shamir)宣布,他收到了王小云、尹依群、于红波等三人的论文,论文证明SHA-1也被破解。这是继王小云破译MD5之后,国际 密码学 领域的又一突破性研究成果。

2005年起,美国国家标准与技术研究所(NIST)为应对SHA-1的攻击,便开始探讨向全球密码学者征集新的哈希函数算法标准的可行性,而王小云和其他专家设计了中国首个哈希函数算法标准SM3,安全性远超MD5和SHA-1。 同年7月,王小云受聘为高等研究中心,次年1月担任山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室主任。 近年来,王小云将其多年的优秀成果深入应用到 密码系统 的设计中,先后设计多个密码算法与系统,为国家密码重大需求解决实际问题。 2017年,王小云当选中国科学院院士, 次年,她参加 中央电视台综合频道 的《 开讲啦 》节目,坦言自己的目标是让中国的密码学走在世界前列,为中国培养更多“可以和世界上最顶尖的密码学家对话的学生”。 2019年,王小云获得 未来科学大奖 ——数学与计算机科学奖,于2021年入选 发展中国家科学院院士 。 后来,在2023年3月,王小云入选第十四届全国人民代表大会社会建设委员会委员。 同年11月,因其在科学研究中取得重大发现,获得了 北京市突出贡献中关村奖 , 次月又开始担任 中国网络空间安全协会 第二届理事会副理事长。

2025年,联合国教科文组织公布,王小云因为在密码学及其相关数学问题领域的开创性贡献,获得2025年“ 世界杰出女科学家成就奖 ”。 2026年4月,王小云受聘 网络空间安全专业 学院,担任学校学术委员会主任委员。

主要成就

密码分析领域

在密码分析领域,王小云给出了包括MD5,SHA-1在内的系列国际通用哈希函数算法的碰撞攻击理论;提出了 麦金塔 算法ALPHA-MAC、MD5-MAC与PELICAN的子 密钥 恢复攻击以及HMAC-MD5的区分攻击思想。她将比特分析法进一步应用于带 密钥 的密码算法包括消息认证码、对称加密算法、认证加密算法的分析,并给出系列重要算法HMAC-MD5、MD5-MAC、SIMON、Keccak-MAC等重要分析结果。此外,在高维格理论与格密码研究领域,王小云给出了格最短 向量 求解的 启发式算法 二重 埃拉托斯特尼筛法 以及带Gap格的反转 定理 等成果。

密码设计领域

王小云相继破解MD5和SHA-1,证明了 电子签名 是可以被有效伪造的,设计更为安全的密码哈希函数标准迫在眉睫。为此, 美国 国家标准与技术研究所(NIST)专门举办了两次研讨会,以应对两大算法破解带来的安全威胁,并于2006年出台了新的哈希函数使用政策:“规定联邦机构在2010年以前必须停止SHA-1在电子签名、数字 时间戳 和其他一切需要抗碰撞安全特性的 密码体制 的应用。”同时,为了应对SHA-1的攻击,2007年NIST在全球范围内启动哈希函数新标准设计的五年工程。这些标准和王小云后来参与设计的SM3算法,成为了奠定国际网络信息安全的基准。在某种程度上,王小云的成功挑战,改变了全世界 信息安全 和 密码学 的格局。

另外,王小云和其他专家设计了中国首个哈希函数算法标准SM3,安全性远超MD5和SHA-1。保密性强的SM3算法被广泛应用,包括银行卡、社保卡、ETC等。 该算法也于2010年被采纳为 中国 通用哈希函数算法,并将进一步作为实用化算法在金融、交通、 国家电网 等重要经济领域广泛推广使用,并于2018年10月正式成为ISO/IEC国际标准。

人才培养

王小云作为一名高校教师,她提出应加强与行业企业合作,采取多元化培养模式,为中国密码事业发展培养基础扎实、实战能力强的复合型人才,为国家高水平人才选拔做出应有的贡献。 其认为,人才培养要注重教师队伍建设。网络空间人才培养中,教师队伍的建设至关重要。以科研带队教师队伍建设是较好的方式,只有科研水平提升,才能掌握更多国际前沿,才能更好地培养、储备一流人才。大学研究院、企业可以共同发展人才培养模式,做到理念和技术共同发展。培养网络空间人才需要理论、技术并重的模式。

王小云还认为“兴趣是支撑每个人走下去不可或缺的因素。大家刚进入研究生阶段时,找不准方向在所难免,这时候就需要老师结合每位学生的特点进行引导”。其鼓励学生发现走错了路不必气馁,行不通时就换个思路,换条路走。如果暂时找不到方向,就暂且把它放下,做点别的事,新的方向可能就突然出现在眼前了。她认为“不追求短期目标,不要以论文和成果作为唯一考核标志。她希望学生能够有意愿、有动力探索 密码学 的奥秘,勇于挑战密码数学难题,并在这个过程中得到乐趣”。

王小云在科学研究的同时,将大力培养高水平密码人才和网络安全人作为自己的历史使命, 培养出 清华大学 密码学 博士生丛天硕、清华大学高等研究院数学博士吴彦冰等人。

主要论著

论文

王小云的代表性论文有50余篇, 有4篇论文获最佳论文,包括2005年度国际密码年会欧密会与美密会的最佳论文。她破解的论文获得2008年 约瑟夫·汤姆逊 路透卓越研究奖(中国)。 部分论文如下:

标准

著作

社会职务

荣誉奖项

荣誉

奖项

人物关系

人物评价

中国密码学会评:“王小云为人低调谦和,她先后设计了多个密码算法与系统,为中国密码重大需求解决了实际问题,为保护中国重要领域和重大信息系统安全发挥了极大作用。她在繁忙工作和会议中,依旧不忘初心,育德育人。”

国际著名 密码学 专家 阿迪·萨莫尔 (Adi Shamir)评:“这是近几年密码学领域最美妙的结果,我相信这将会引起轩然大波,设计新的哈希函数算法显得尤其重要。”

MD5的设计者、国际著名的公钥加密算法标准RSA的第一设计者 罗纳德·李维斯特 (R.Rivest)评:“MD5函数十几年来经受住了众多密码学专家的攻击,而王小云教授却成功地破解了它,这实在是一种令人印象极深的卓越成就,是高水平的世界级研究成果。”

参考资料

  1. 王小云 清华大学计算机科学与技术系 2024-04-22
  2. 中国密码学会第四届理事会拟任负责人人选公示 中国密码学会 2024-05-24
  3. 王小云 清华大学 2024-04-22
  4. 如何破解 MD5 和其他哈希函数 springer 2024-04-22
  5. SM3密码杂凑算法 中国知网 2024-01-19
  6. 王小云:一览众山小 才识逐风云 山大视点 2024-04-22
  7. 中国密码学会第四届理事会成员名单 中国密码学会 2024-05-05
  8. 喜讯!我校校友王小云当选发展中国家科学院院士! 山东省诸城第一中学 2024-04-22
  9. “另类”王小云:破译百万年难解密码的她,却独爱养花做家务 澎湃新闻 2024-04-22
  10. 王小云 山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室 2024-04-22
  11. 王小云:活跃在密码学界的巾帼英雄 山大视点 2024-04-22
  12. 高等研究院王小云教授当选中国科学院院士 清华大学 2024-04-22
  13. 7位中国学者当选发展中国家科学院院士 今日头条 2024-04-22
  14. 中国网络空间安全协会召开第二届理事会第一次会议 网信中国 2024-04-22
  15. 王小云:浩然厚德心无旁骛 为国家信息安全贡献力量 人民网 2024-04-22
  16. 王小云院士受聘网络空间安全学院学术委员会主任委员 今日头条 2026-04-10
  17. 2019中国科学年度新闻人物评选结果揭晓 科学网 2024-04-22
  18. 全球顶级密码算法,她破解了两次! 百家号 2025-06-01
  19. 王小云:十年破解MD5和SHA-1两大国际密码 人民政协网 2024-04-22
  20. 《开讲啦》清华大学教授,密码学专家王小云开讲:熟悉又陌生的“守护者”——密码!(4月14日) 央视网 2024-05-05
  21. 中华人民共和国全国人民代表大会公告(第九号) 中国政府网 2024-04-22
  22. 2022年度北京市科学技术奖公布 王小云、赵晋荣被授予北京市突出贡献中关村奖 北京市人民政府 2024-04-22
  23. “先进典型”谈网安人才培养:须做到理论与技术并重 界面新闻 2024-01-19
  24. 王小云:解密人生 清华大学 2024-04-22
  25. 哈希函数 MD4 和 RIPEMD 的密码分析 springer 2024-04-22
  26. Efficient Collision Search Attacks on SHA-0 springer 2024-04-22
  27. Finding Collisions in the Full SHA-1 springer 2024-04-22
  28. The second-preimage attack on MD4 springer 2024-04-22
  29. An attack on hash function HAVAL-128 library 2024-04-22
  30. Cryptanalysis of the full HAVAL with 4 and 5 passes springer 2024-04-22
  31. Multi-collision attack on the compression functions of MD4 and 3-pass HAVAL springer 2024-04-22
  32. Fast correlation attack on streamcipher ABC v3 library 2024-04-22
  33. Cryptanalysis on HMAC/NMAC-MD5 and MD5-MAC springer 2024-04-22
  34. Distinguishing Attack on the Secret-Prefix MAC Based on the 39-Step SHA-256 springer 2024-04-22
  35. On the correlation of pseudorandom binary sequences with composite moduli semanticscholar 2024-04-22
  36. Distinguishing and Second-Preimage Attacks on CBC-Like MACs springer 2024-04-22
  37. New Distinguishing Attack on MAC Using Secret-Prefix Method springer 2024-04-22
  38. Full Key-Recovery Attack on the HMAC/NMAC Based on 3 and 4-Pass HAVAL springer 2024-04-22
  39. Cryptanalysis of the Compression Function of SIMD springer 2024-04-22
  40. Pseudo-Cryptanalysis of Luffa springer 2024-04-22
  41. New Observations on Impossible Differential Cryptanalysis of Reduced-Round Camellia springer 2024-04-22
  42. Public key encryption without random oracle made truly practical ☆ , ☆☆ sciencedirect 2024-04-22
  43. Fault Rate Analysis: Breaking Masked AES Hardware Implementations Efficiently | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore ieeexplore 2024-04-22
  44. A note on BDD problems with λ 2 -gap sciencedirect 2024-04-22
  45. Cryptanalysis of GOST R hash function ☆ sciencedirect 2024-04-22
  46. Improved Single-Key Attacks on 9-Round AES-192/256 springer 2024-04-22
  47. Improved boomerang attacks on round-reduced SM3 and keyed permutation of BLAKE-256 WileyOnlineLibrary 2024-05-18
  48. Cryptanalysis of Midori128 Using Impossible Differential Techniques springer 2024-04-22
  49. Improved Conditional Cube Attacks on Keccak Keyed Modes with MILP Method springer 2024-01-19
  50. Conditional Cube Attack on Round-Reduced ASCON iacr 2024-01-19
  51. A Key-Recovery Attack on 855-round Trivium springer 2024-01-19
  52. Improved automatic search of impossible differentials for camellia with FL/FL-1 layers springer 2024-01-19
  53. https://link.springer.com/article/10.1007/s11432-017-9468-y springer 2024-01-19
  54. New Conditional Cube Attack on Keccak Keyed Modes iacr 2024-01-19
  55. MILP-aided cube-attack-like cryptanalysis on Keccak Keyed modes springer 2024-01-19
  56. Quantum attacks on some feistel block ciphers springer 2024-01-19
  57. Automated Search Oriented to Key Recovery on Ciphers with Linear Key Schedule iacr 2024-01-19
  58. Automatic Classical and Quantum Rebound Attacks on AES-Like Hashing by Exploiting Related-Key Differentials springer 2024-01-19
  59. Mind the TWEAKEY Schedule: Cryptanalysis on SKINNYe-64-256 springer 2024-01-19
  60. Preimage Attacks on 4-Round Keccak by Solving Multivariate Quadratic Systems springer 2024-01-19
  61. A detailed analysis of primal attack and its variants springer 2024-01-19
  62. 信息安全技术 区块链技术安全框架 中国知网 2024-05-24
  63. 信息安全技术 SM3密码杂凑算法 中国知网 2024-01-19
  64. 最高人民法院关于聘任第四届特约监督员的决定 中国法院网 2024-01-21
  65. 中央纪委国家监委网站 中央纪委国家监委 2024-05-05
  66. 组织机构 数学会 2024-05-05
  67. 中国密码学会第一届理事会组成人员名单 中国密码学会 2024-05-05
  68. 中华人民共和国第十三届全国人民代表大会代表名单 中国政府网 2024-05-05
  69. 聚焦 | 致敬!中国妇女报2019十大女性人物出炉 澎湃新闻 2024-04-22
  70. 王小云院士荣获全国三八红旗手称号 清华大学 2024-04-22
  71. 清华大学两位教师荣获“首都劳动奖章” 清华大学 2025-08-16
  72. 刚刚,2019未来科学大奖公布!第一位女性得主! 数学会 2024-04-22
  73. 中国" 密码女王" 两次破解美国顶级密码,她的研究对国家安全到底有多重要? 北洋之家 2024-04-22
  74. 潘承洞 山东大学 2024-05-05
  75. 王小云——才识逐风云,实现中国“密码梦” 中国密码学会 2024-05-05