从信息论转向密码学
马丁·赫尔曼(Martin E. Hellman)是斯坦福大学电气工程荣休教授。他于1945年生于纽约,1966年获纽约大学学士学位,1967年与1969年先后获斯坦福大学硕士、博士学位,均属电气工程领域。他曾在IBM和麻省理工学院工作,1971年回到斯坦福任教,1996年成为荣休教授。
赫尔曼在回忆中列出几条进入密码学的线索:戴维·卡恩的密码史著作、与IBM研究者霍斯特·费斯特尔的讨论,以及彼得·埃利亚斯提供的香农论文。他并未把自己在IBM时期的工作描述为直接从事密码设计;这些接触使他看到信息论训练与商业通信保密问题之间的联系。
重新考虑密钥怎样分发
赫尔曼与惠特菲尔德·迪菲1976年发表《密码学的新方向》,背景是计算机终端和商业通信网络扩张。传统方案常要求通信前先通过安全渠道分发秘密密钥,陌生用户之间的临时联系因而受到成本与等待时间限制。论文将突破这种预先安排,作为一个明确的研究问题。
文中区分两条路线:公开密钥密码系统用不同的加密、解密密钥,使加密信息公开而解密能力保密;公开渠道上的密钥分发则让双方计算共同秘密,再供其他加密系统使用。论文同时讨论数字签名需求,并明确提到拉尔夫·默克尔独立研究的另一种密钥分发方案。这些联系不能由算法名称中的两个人名完整概括。
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共享秘密与身份核验的边界
后来称为迪菲—赫尔曼密钥交换的方法,利用有限域中的模幂运算。双方保留各自的随机秘密指数,交换相应的公开幂值,再把对方的公开值按自己的秘密指数求幂,便得到相同的结果。公开参数和传输值不必保密,安全性却依赖适当参数下有关计算问题的困难程度,不能理解为数学上绝不可能恢复秘密。
原论文特别说明,能求离散对数就能破坏该方案,但当时并未证明反向等价。还必须区分被动窃听与主动冒充:若公开值没有可靠的身份绑定,攻击者可替换它们,分别与两端建立秘密。协商成功因此不自动证明通信对象是谁,也不直接完成消息加密或完整性保护;原文讨论受保护的公开目录,正是在处理身份信息可信的问题。
参考:[2]
公开研究与后续公共活动
密码研究的公开发表也是赫尔曼经历的一部分。按其本人回忆,1977年康奈尔大学的一次会议上,因担忧密码论文可能引发出口管制争议,他在听取校方法律意见后代学生合作者默克尔与Stephen Pohlig报告论文,并安排二人站在讲台旁以明确贡献。这段经历说明,公开学术合作还涉及研究者能否自由交流成果。
其后赫尔曼参与美苏科学界有关核时代风险的对话,1987年与阿纳托利·葛罗米柯共同编辑《Breakthrough: Emerging New Thinking》,并持续关注技术伦理和国家安全。他获得2015年度图灵奖。这些公共活动与密码算法研究互有关联,却不是从一个算法的名称就能推导出的履历,也不应替代对具体论文及合作者的辨认。