國科大密碼學院平臺團隊：做科研“不揉沙子、不留遺憾”

今年中國科學院大學（以下簡稱國科大）的畢業典禮上，荊繼武繼續作為導師代表為學生撥穗。

荊繼武是國科大密碼學院院長、教授，還是密碼學院平臺團隊的帶頭人。當初成立密碼學院的初衷就是為我國密碼研究培養高端人才，如今看著越來越多的年輕人從這里畢業，投身密碼事業，他感到很欣慰。

密碼學院平臺團隊不常出現在公眾視野里，卻常常出現在密碼學頂級學術期刊和會議論壇中，由于其科研工作的特殊性，他們并不被太多人了解，但其科研成果卻和每個人的生活息息相關。

今年5月，國科大密碼學院平臺團隊獲得了第五屆中國科學院“科苑名匠”（團隊）稱號。

國科大密碼學院平臺團隊，后排左二為荊繼武 受訪者供圖（下同）

“教授”的吸引力比“副所長、副總經理”更大

雖然密碼學院2020年才成立，但國科大密碼學研究已經有40多年的歷史。20世紀80年代，以著名密碼學家曾肯成為先驅的研究團隊在國科大開創了我國社會力量密碼研究的先河，創辦了信息安全國家重點實驗室。

1990年，碩士畢業的荊繼武加入這一團隊，跟隨曾肯成先生開展密碼學研究工作。

“當時的團隊人并不多，科技經費也有限，但我們實驗室每5年至少能拿一個國家科技進步二等獎，做到了國內頂尖。”荊繼武回憶。

后來，在中國科學院的統一部署下，荊繼武調入2011年新成立的信息工程研究所，任總工程師、副所長，后任中國科學院控股有限公司副總經理。

幾年過去，荊繼武發現這并不適合自己，面對繁重的行政事務，他總覺得心有余而力不足。2019年前后，荊繼武重新回到了國科大的講臺，成為一名普通教授。

隨著我國數字化發展，密碼成為我國網絡信息安全的重要方向，產業發展迅猛，急需培養一批密碼專業人才。

在學校的支持下，2020年，國科大密碼學院成立，荊繼武擔任院長，帶領著團隊朝著密碼理論與算法設計、密碼分析與系統測評、數據安全與隱私保護等七大研究方向進軍。

將“黑名單”變為“白名單”

“沒有網絡安全就沒有國家安全。密碼是保障網絡與信息安全的核心技術和基礎支撐。”給學生講課或作報告時，荊繼武總是這樣強調。

如今，密碼應用遍及經濟社會生活的各個方面，如大家熟知的手機通信、網絡交易、身份證中，都有密碼的身影。可以說，當今數字世界，為了保護我們的安全和隱私，已經離不開密碼的應用。團隊歷時5年多取得的一項重要成果，便與每個人的安全和隱私息息相關。

近年來，騷擾欺詐電話無孔不入，已經成為全球性問題。2020年，我國電信網絡詐騙案件涉及財產損失達353.7億元。

對于通信中的欺騙與假冒，目前有兩種解決方法，一種是黑名單，通過標記或拉黑，用戶識別出“壞人”；一種是白名單，先把所有人拉黑，確定身份后，只讓“好人”的電話接入。

“長期以來，大家都采取黑名單的方式，但隨著騷擾欺詐電話的增加，標記識別壞人對運營商和用戶來說成了一種負擔，我們希望采取白名單的方式，建立一套基于密碼令牌的可信通信方案。”荊繼武說。

舉例來說，如果A想和B通話，首先A需要連接自己的運營商網絡，再經過中間網絡連接B的運營商網絡，而后呼叫B的手機終端。但B僅通過手機上顯示的號碼，無法判斷A是否可信，因此B就有了上當受騙的風險。

而荊繼武帶領團隊開發的這套可信通信方案，相當于在主叫終端A和被叫終端B之間直接架起一座橋梁，即通過植入軟件密碼模塊實現令牌消息傳送服務。

假設A事先通過了身份可信體系的驗證，如被身份憑證簽發中心認定為教授、公務員、網約車司機等，其身份就會順著這座橋梁到達B的手機上，B的手機自動通過身份憑證查詢系統對其進行驗證，整個驗證時間只需100毫秒。

那么，由誰來進行身份憑證簽發呢？荊繼武表示，這可由政府部門、學校、正規企業等來擔任。因此，一個人可能有多個身份信息，在通信時根據需要進行選擇。

目前，團隊與多家單位企業聯合起草的這項網絡安全技術已通過國家標準認定，已于今年4月發布，并將于11月1日起正式實施。

國科大密碼學院平臺團隊，右三為荊繼武

從“孤軍奮戰”到“集體作戰”

事實上，上述軟件密碼模塊的研發從2019年就開始了。那時的荊繼武剛剛調回國科大，一邊籌備密碼學院的建立，一邊進行軟件密碼模塊的研發。

“最初團隊就我一個人，真是孤軍奮戰，但我從沒懷疑過密碼的重要性。說到底它是個基礎設施，像我們開發的這個軟件密碼模塊，只植入100、1000人的手機，就沒有效果，只有推廣到所有運營商，讓大家都用上才算成功，但這又是非常難的。”荊繼武說，“延伸到我們國家未來的數字經濟發展，如果缺乏相應的密碼保障，就可能是為別人做嫁衣。”

后來，兩個人、三個人……團隊一點點地建立起來。從密碼基礎理論到密碼關鍵技術研發，這個年輕的團隊取得了一系列受到國際國內認可的成果，獲得了2022年密碼科技一等獎。

集體作戰過程中，最讓團隊苦惱的，要數評價的難題。

“在科研過程中，我們有很多創新性的想法和思路，證明起來非常復雜。在短短2個小時里講清楚20頁的證明思路，這給評審專家帶來了較大的壓力。因此，我們很難找到第三方來證明其安全性。”荊繼武說。

這該怎么解決？團隊目前采取的辦法是，將其寫成論文，投到國際期刊、國際會議上發表，經由國際同行證明其價值。

“這樣一來，勢必會拉長檢驗、推廣的周期。但我們想走到國際前列，就必須經受得住國際的質疑。”荊繼武說。

要頂住質疑的壓力，就要有追求完美的工匠精神。

“科研過程中，我們一直堅持‘不揉沙子’、不留遺憾。密碼工作不僅是一個具有創造性的工作，還是應用性極高的工作，需要腳踏實地的技術支撐。一個技術點出問題，整體的安全性就無法保障；一行代碼編譯不通過，可能整個設備就不運行；一次交互效率不足，可能導致并發條件下的拒絕服務攻擊。”國科大密碼學院研究員、團隊成員王躍武說。

最近，團隊在做一款密碼軟件時，需要證明其中產生的是隨機數，反復進行理論證明都完全沒問題，但測試指標中有一項總也通不過。

“我們討論了很多次，仍然找不出原因，其實在操作時稍微變通一下就能過，但我們必須堅持不做任何變通，一定要找出原因、且解釋清楚。不然，就可能在日后形成安全隱患。”荊繼武說。

團隊介紹，未來，他們將面向國家抗量子遷移、數據安全、可信身份、數字防偽等戰略需求，繼續進行人才培養與科研攻關，在密碼算法設計和工程技術方案中持續發力。