图灵在计算机科学领域对人类的重大贡献有哪些 (艾伦图灵破解密码机的影响)

2023-03-29 5:39:47 密码用途 思思

1936年11月30日出版的《伦敦数学学会会刊》,有一篇标题看来平平无奇的文章︰〈论可计算数及其在判定问题上的一个应用〉,作者是图灵。

2012年,图灵诞生100周年,学界将该年订为「图灵年」,举办活动以纪念其重大贡献。2014年电影《模仿游戏》也讲述了图灵于二战时协助破解德军密码的故事(虽然忽略了波兰数学家的贡献),相信不少人对图灵的名字、贡献及其因同性恋倾向被迫害的经历略有所闻。

图灵的众多贡献当中,最为重要的正是1936年这份论文,因为在文中他首次提出「图灵机」这个概念——文中他称为a-机器,a代表「自动」(automatic)——为现代计算机、计算机科学及计算理论奠下数学基础。

当然,除图灵以外,他之前及之后均有不少人对计算机发展贡献良多。不过在这篇文章,让我们先看一看他的「图灵机」为何如此重要。

数学基础

一切源自一个貌似非常奇特、与计算机毫不相干的问题︰我们如何确定数学知识可靠?

19世纪,数学发展越来越抽象,因此亦出现了各种公理系统——公理是指被视作「不证自明」的命题,数学家以公理为基础,再用逻辑推论出不同数学定理。但到了20世纪初,有批数学家(以及关心数学的哲学家)开始担心数学知识不够稳固,他们想确保由特定公理出发时,不会推论出现矛盾——假如有矛盾的话,数学就完了。

他们不是杞人忧天,当时集合论中出现了数个悖论(指一种导致矛盾的命题),或许会导致数学出现矛盾。幸运的话,有些悖论可以透过引入新概念去解决,例如自数学界出现「极限」的严格定义后,甚少人会认为「阿基利斯永远无法追上乌龟」的芝诺悖论是个问题。

那个时候这批数学家大概分成三派,其中一派是数学家

主导的「形式主义」。简略来说,形式主义者希望藉由把数学还原成纯粹符号的形式系统,再用(有限制的)数学去证明这个系统不会出现「0=1」之类的矛盾句,从而确保数学不会产生矛盾。

罗素及怀海德三大册《数学原理》,则是从逻辑主义出发,尝试以逻辑公理推导出整个数学系统——他们想的是,既然逻辑不可能自相矛盾,只要证明数学是由逻辑延伸出来,就可以确保数学一致。

两人终告失败(原因并非本文重点),不过书中改良自弗雷格(Gottlob Frege)的逻辑系统,促进了数理逻辑发展。其后逻辑学家整理出一套现称为「一阶逻辑」的系统,包含若干逻辑公理和推导规则,由此出发可以推导出不少已知的逻辑定理,是个很好用的系统。

判定问题

回到希尔伯特,他想完全将数学化约成一个仅有符号的形式系统(这方面罗素及怀海德贡献了不少),只要按照规则,完全不懂数学、不知道符号意义的人也可以推演出「数学定理」,这样就可以撇除人为错误(例如受直觉误导)。

他又希望找到一套清晰的判定程序,去确认如何判断一个逻辑公式是否属于逻辑系统的定理,假如成功,下一个目标自然是判断数学命题是否数学定理——这样数学家就不用再苦苦思索那些悬而未决的数学猜想,只要一起运行这个「判定程序」,就可以获得答案,简单直接。

不过,希尔伯特于1928年提出的这个「判定问题」,在1935至1936年期间,分别由数学家邱奇及图灵先后得出答案︰不可能。

要解决判定问题,首先需要厘清一个概念︰何谓「清晰的判定程序」?当然,有一些条件非常明显,例如程序必须是有限的——仅包含有限条规则、能够在有限时间完成。程序当中的规则也必须极之简单,以符合希尔伯特的要求。

举个例,假如我要教一位小学生判定一个数字以否质数,可以利用他懂得「整数」、「除数」、「余数」和「比较大小」等概念,去让他按照程序执行,然后他就会发现7是质数、8不是质数、9不是质数…

但希尔伯特所要求的还要更少——执行规则的人只能够辨认符号(不会把不同的符号混淆)、抄写符号、按照规则把符号串转换等,甚至不懂「加减乘除」等基本数学运算,也不会知道数学符号的意思。

图灵机

终于回到图灵的论文,在〈论可计算数〉中他设想以下一部机器,包含以下部份︰

·一条纸带,这条纸带分成一格一格的(好吧听起来的确有点像厕所卫生纸),每格可以印一个符号。第一格的编号为0,然后是1、2、3…没有尽头,以 表示空格。

·可以在纸带上左右移动的读写头,它每次能够读取所处位置那一格的内容(同一时间只可读取一格),亦可以改变其内容——改写其他符号或变成空格。

·会存在机器目前状态(state)的状态缓存器,每部机器的可能状态数目有限,其中一个称为「开始状态」,就是机器一开始时所处的状态。

·储存所有规则的指令集,机器会根据其目前状态以及读写头当时读取的方格内容来执行指令,进行下一步动作。

上述4个部份当中,决定机器如何运作的是指令集及状态。为方便说明,以下机器的状态以颜色表示,而符号只有0、1及(空格)。图灵把指令限制在这个形式︰

·当处于A状态并读取到符号X时,写入符号Y,移动读写头,并转至B状态。

以下是一些例子︰

·当处于红色状态并读取到符号0时,写入符号1,读写头左移一格,并转至蓝色状态。

·当处于黄色状态并读取到符号1时,写入符号1(即维持原状),读写头留在原处,并维持在红色状态。

·当处于蓝色状态并读取到符号0时,清除符号(变成空格),读写头右移一格,并转至黄色状态。

如果没有适用的指令时,这部设想中的机器——后世称为图灵机——就会停止运作。

一个图灵机模型

不同图灵机分别,在于它们拥有不同的可能状态以及指令集——事实上,我们只需要看一部图灵机的指令集,就知道它可以有甚么状态,因此可以说,图灵机的指令集(以及一开始时纸带上的内容)决定了它如何运作。

这些看似非常简陋的图灵机其实可以做非常多事情,图灵在论文中举了两个图灵机作例子︰一个可以在纸带上不断印出「01010101….」,另一个可以印出「001011011101111...」。事实上,我们也能设计出会进行加法、减法、乘法、除法、比较两个数字大小…的图灵机(在图灵机中,数字可用符号「1」的数量来表示,例如用「111」代表3、「1111111」代表7,数字与数字之间则用符号「0」去分隔)。

通用图灵机

图灵的〈论可计算数〉没有在此打住,正如上文所述,一部图灵机的指令集可以抽述了它如何运作,因此图灵就想到把图灵机(的指令集)编码,换言之,用不同的数字就可以表述不同的图灵机——就这样,每个图灵机都获得一个标准编号。

下一步,图灵构造了一部特别的图灵机,称为「通用图灵机」。通用图灵机可以「扮演」不同的图灵机——只要输入某部图灵机M的标准编号,它就可以像M一样印出相同的符号序列。

如果上面的句子太过抽象,不妨换个(灵异一点的)说法︰有了通用图灵机以后,理论上我们不再需要制造其他图灵机——因为其他图灵机都可以由「硬件」变成「软件」,「附上」通用图灵机来运作。

对,那就是为何我们打开手机、计算机上的计算数件,便能够使用计算器的功能——现代计算机某程度上是一部通用图灵机(当然,计算机没有无限长的纸带)。通用图灵机成为现代计算机的理论模型,图灵这篇论文也奠定了计算机科学、可计算性理论等学科的基础。

当然,由纸上理论代为现实,中间还有一大段历史发展,图灵亦有参与,在此先行略过。(停机问题也是〈论可计算〉的重要结果,篇幅所限同样略过。)

邱奇—图灵论题

在图灵之前,数学家——特别是关心数理逻辑的数学家——已经在思考如何严格定义「机械程序」或者「算法」,因为缺乏这个定义的话,界定「形式系统」时会出现一个问题︰怎样的符号变换规则可以接受?

哥德尔(Kurt Gdel)在1931年证明其著名的不完备定理时,引入了(原始)递归函数的概念,以便从数学角度讨论形式系统,其后他跟英年早逝的埃尔布朗(Jacques Herbrand)将之发展成广义递归函数。但要直到图灵的论文面世后,哥德尔才认为人们能「精确及毫无疑问充足」地定义形式系统。

文首提到比图灵稍早解决判定问题的邱奇,在他1936年的论文中使用了λ演算(λ-calculus)去地义何谓「λ可计算函数」。而对于任何(以自然数为定义域的)函数f(x),如果存在一部可以顺序印出f(0), f(1), f(2)…的图灵机,那么这个函数就称为「图灵可计算函数」。

邱奇和图灵证明了这三种函数——广义递归函数、λ可计算函数及图灵可计算函数——等价,换言之,虽然它们有非常不同的定义,但实际上还是一样。〈论可计算数〉发表以后,也有各种计算模型出现,但没有一个能够超越图灵机——它们所定义的函数,都是可以用图灵机(或λ演算、广义递归函数)去定义。

邱奇及图灵认为,任何可以计算的函数,都是λ可计算/图灵可计算函数,这称为「邱奇—图灵论题」。他们把「可以计算的函数」这个直观概念,跟数学上有严格定义的「λ可计算/图灵可计算函数」划上等号,由于论题涉及直观概念,本身无法以数学证明。

根据理论计算机科学这80年来的发展,邱奇—图灵论题几乎无人质疑︰即使计算机速度突飞猛进,能够完成各种以往无法想象的任务,现实中我们仍然未能找到一个超越图灵机的计算模型(理论上倒有一些,但不包括现时的量子计算机模型)。

未来发展会怎样?不知道,可能他日人工智能的数学家、逻辑学家会发现到一个超越图灵机的计算模型——而我们无法理解?或者明天就有人发现了?(当然我认为这不可能。)

没有〈论可计算数〉,我们也许还有「计算机」可用,但那些「计算机」应会截然不同,发展也慢得多。在图灵机面世80年后,我只想介绍一下这个对人类历史有深刻影响的故事。

看完本文有什么想说的吗?欢迎大家留言讨论哦~

图灵的主要贡献有什么?

1、电子计算机

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。

2、人工智能

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。

3、数理生物学

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。

扩展资料:

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。

图灵不但以破译密码而名闻天下,他在人工智能和计算机等领域也作出了重要贡献,他常被认为是现代计算机科学的创始人。

战争结束后,在曼彻斯特大学工作的他研制了“曼彻斯特马克一号”———著名的现代计算机之一。1999年,他被《时代》杂志评选为20世纪100个最重要的人物之一。

参考资料来源:百度百科--艾伦·麦席森·图灵

图灵一人扭转了二战局势?《模仿游戏》背后的历史真相

情报,左右战争胜负之关键。 无论是冷兵器时代,还是现代战争,一条关键情报所起到的作用能够胜过千军万马。 第二次世界大战堪称是情报战争,可以说,改变战争走向的不是军备,甚至不是策略,而是情报。毕竟很多策略都是在情报的基础上制定的。 于是,反法西斯联军的胜利,除了要感谢做出英明决策的领导人,奋勇拼杀的士兵,还得感谢前线以及幕后的情报人员。其中一个人,是有着计算机之父,人工智能之父的Alan Mathison Turing,艾伦·麦席森·图灵。 电脑科技的鼻祖怎么和战争扯上关系呢? 电影《模仿游戏》给出了答案。 在深入这部2015年奥斯卡热门影片之前,不妨先透过故事背景,了解真实世界中的艾伦·图灵,以及那段鲜为人知的二战历史。 《模仿游戏》采用的是非线性叙事,一开始就去到了1951年。不过主故事线是从1939年开始。 1939年9月1日,人类回想起了被战争所支配的恐惧。德国军队在那一天对波兰发起闪击战,第二次世界大战,爆发。 这时候的艾伦·图灵已经是个小有名气的数学家,被誉为英国数学领域的奇才,他 *** 到「 ”布莱奇利庄园”参加一个秘密项目,专门研究破译德国的密码通讯系统「 ”Enigma”。 「 ”布莱奇利庄园”里的秘密组织,就是英国 *** 通讯总部前身,相当于美国的国家安全局,与英国军情五处、六处合称为英国情报机构的「 ”三叉戟”。 有资料显示,1939年二战爆发时,布莱奇利庄园里的工作人员已经达到200人;到1943年,其规模超过了6000人。 ”Enigma「 ”,恩尼格玛密码机,则是电影中的终极BOSS,是一种用于加密与解密文件的密码机。 纳粹德国的军事通讯文件,大都用这种恩尼格玛进行加密和解密,尤其是高级机密,就算反法西斯联军截取了情报,面对一串天文数字也无可奈何。超过一亿亿种排列组合的可能性,没打错字,是「 ”10,000,000,000,000,000”,不是一亿,想靠「 ”暴力破解法”来逐一试验可能性,破解的可能性犹如花十辈子来买中一次彩票。 更让情报人员绝望的是,德国人每一天都会用不同的密码设置模式,也就是说,情报人员只有18小时的时间破译,因为第二天又得换一种新的方式重新来过。 总之,”Enigma「 ”犹如德国的一条加强版马奇诺防线,摆在了反法西斯联军的面前,所有人都认为它牢不可破。 电影中,图灵很快就意识到,光靠「 ”人力”,根本不可能完成任务。 于是他开始设想一种「 ”模仿游戏”,用机器去模仿人工运算。其他人在努力做数学题,他却自己一个人搞起了机械工程。 这好比数学课上做物理作业,领导很生气,图灵也受到了很大的阻碍。 「 ”阻碍设置”是《模仿游戏》成功的重点因素,不过本文先学习下历史知识,下一篇在谈电影剧本的优秀之处。 真实的历史中,图灵遇到的麻烦肯定也不比电影的少,只是现实和改编故事似乎有点不一样。 首先是机器,影片中由图灵一手策划打造的「 ”克里斯托弗”机器,俗称「 ”图灵机”,澎湃新闻的一篇报道,百度百科的资料都指出,实际上早在1938年底就有了,而且发明者也不是图灵,而是波兰的数学专家。机器的名字也不叫「 ”克里斯托弗”或「 ”图灵机”,而是La Bomba,「 ”炸弹”。 图灵是很天才,但「 ”用机器对付机器”的想法绝不只有他一个人才能想出来。正如中校所说,图灵并不是唯一擅长做「 ”游戏”的人。 图灵故事的开始之前,还有着一段非常重要的前史。现实中,如果没有这段前史,单凭图灵一个人,根本是不可能在短短几年内打败恩尼格玛。 电影中,这段前史通过中校的一句台词带过。 「 ”是波兰情报局从柏林弄回来的。” 恩尼格玛是德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯于1918年成功发明,1926年德国方面就开始投入使用。对于德国这些不知所云的电文,英国等大国的情报部份纷纷宣告放弃破译,他们尝试过很多方法都毫无用处。 但德国的邻国波兰就不敢松懈了,他们没有放弃破译的工作。正当专家们一筹莫展之时,德国的一位知情人士把恩尼格玛机器的情报给了法国间谍,法国专家终于可以复制出一 *** 用的恩尼格玛来研究。 所谓知己知彼百战不殆,可是就算恩尼格玛弄到手,知道它的运行原理,法国人还是没能破解密码,于是他们只好把情报给了波兰人。 波兰人似乎要更聪明一些,他们通过复制出来的原型机找到了恩尼格玛的弱点,并制造了「 ”炸弹”机器用来破译。终于,波兰人真的成功破了一些恩尼格玛密码。 所谓道高一尺魔高一丈,有所察觉的德国人升级了恩尼格玛,波兰人又懵逼了。1939年4月27日,德国撕毁同波兰签订的和平条约,波兰方面赶紧把研究成果交给同盟国,结果,一位作家把一台波兰制造的恩尼格玛回了英国。 大概就是电影中出现的那一台机器。 所以感谢图灵的同时,也必须记得三位波兰数学家的代表人物,马里安·雷耶夫斯基、杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基,以及那些不知名的工作人员,他们为破译恩尼格玛做出了重大贡献。 只可惜,波兰人的研究还没来得及完全成功,德国人就在1939年9月发起侵略战争,不到一个月时间,就把波兰给灭了。 既然得到了波兰人的研究成果,英国布莱奇利庄园这边的方向应该很明确才是。所以《模仿游戏》中只有图灵一个在研究机器的情节不一定真实,特别是他说要花10万英镑造机器的点子,知道内情的领导肯定不会反对,因为波兰人就是通过机器破解的密码,别说10万,100万他都不会拒绝。 事实上,图灵只是整个恩尼格玛漫长破译历程的最后一步,如果直接搜索关于恩尼格玛的资料,图灵的名字并不是排在最前面,也不是出现次数最多的。 在休·怀特摩尔创作的戏剧「 ”破译密码”把图灵视为二战中帮助英国破解恩尼格玛机的密码的最大功臣之后,图灵在这方面的贡献才得到了一定的加强。 如果不是一部《模仿游戏》,可能更多的人还不知道这位天才曾经在英国的情报机构上过班,用另一种方式参与过第二次世界大战。 图灵确实在整个破译过程中起到了关键作用,他根据波兰人的研究成功,用自己的理论,升级了「 ”炸弹”破译机器。电影里也不否认他是从老的「 ”波兰编码机”中受到启发。 依照图灵理论制造的新炸弹机投入使用后,英国破解恩尼格玛如鱼得水。两年内,英国就造了大约50台「 ”图灵炸弹机”。 恩尼格玛,至此被彻底打败。 与电影的描述相同,布莱奇利庄园里所有相关破译人员没有立刻得到表彰,反法西斯联军也为了不让德国人发现已经成功破译,不得不「 ”装不知道”,做出了很多牺牲。 几十年后,普罗大众才知道,布莱奇利庄园对恩尼格玛的成功破译,至少使得战争提前两年结束,并至少挽救了1400万人的生命。 《模仿游戏》与历史的情况基本相符,只是为了要突出主角,个别情节做出了修改,并且大大渲染了图灵的功劳。看完电影后,真的好像是图灵凭借一己之力扭转了整个二战的局势。只是理性地思考一下,事实肯定不是这样的。 而对于图灵性格孤傲,与同事相处很不愉快,这是确实存在的。对他性取向问题的描写,不仅迎合事实,还提升了影片的情感深度。 1952年,图灵家中遭遇盗窃,警察因此发现他是同性恋者。那时候,同性恋在英国是违法行为,图灵被控以「 ”明显的猥亵和性颠倒行为”的罪名。也就是《模仿游戏》开头的情节,只不过电影里的时间写的是1951年。 二战的功劳还不能公开,图灵只好默默接受了「 ”化学 *** ”的处罚。他的人生也从此一蹶不振。 17世纪,一个苹果启发了「 ”经典力学之父”牛顿发现万有引力; 20世纪,一个苹果却杀死了「 ”计算机之父”艾伦·图灵。 1954年6月7日,图灵服食了一个带有氰化物的苹果,在家中床上去世,享年41岁。 人们发现暴力带来深深的满足感,但除去这些满足感,暴力行为会变得非常空洞。——《模仿游戏》

CCCF专题 | 图灵和密码安全

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

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