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最近,一则关于黎曼猜想的新闻在学术界引起了轩然大波——
89岁的阿贝尔奖和菲尔兹奖获得者迈克尔·阿提亚爵士在海德堡获奖者论坛上发表演讲,声称证明了波恩哈德·黎曼在1859年提出的黎曼猜想。
作为数学领域最大的瓜类之一,各行各业的人都表示愿意吃饭,一些致力于区块链研究和报道的媒体也没有忘记刷刷屏幕,声称黎曼猜想的证明可以破解密码系统,从而颠覆区块链的安全,甚至摧毁区块链的未来。
那么,黎曼猜想和区块链之间有什么关系呢?作者试图在这篇文章中给你一个答案。
什么是黎曼猜想?
谈到数学家,黎曼可能不如高斯、牛顿和阿基米德有名。在我看来,这并不是由于贡献,而是更因为黎曼的研究还没有被写进中小学的数学教科书,所以它不可能广为人知。
更有趣的是,黎曼的许多研究结果恰恰与我们的一些传统认知相反。举一个典型的例子,我们在中学数学课上会得到以下结论:
给定一条直线,通过这条直线以外的任何一点,只有一条直线与之平行。
然而,李满认为:
除了直线之外,平行线是不能出来的。
基于这一观点,黎曼构造了一个完美的黎曼几何理论,它成为爱因斯坦广义相对论的数学基础之一。
在黎曼辉煌的42年人生中,他不仅留下了许多关键性的研究成果,而且还留下了一个著名的未解决的问题——黎曼猜想。这是第二届国际数学家大会提出的“20世纪数学家应该努力解决的23个数学问题”之一。
那么,什么是黎曼猜想?
除了复杂的数学公式和理论,我们只需要看看黎曼猜想首次提出的论题:关于小于给定值的素数的个数。
也就是说,不管这些天才数学家定义了什么复杂的数学公式,提出了什么乏味的数学定理,黎曼猜想的最终目标实际上是非常容易理解的——那就是给出一个数学公式,描述有多少素数小于给定的任何自然数。
令人困惑的是,这样一个数学公式能颠覆密码学的安全性吗?
黎曼猜想的证明会颠覆密码学吗?
从密码学的角度来看,密码学包含两个相互依存又相互对立的内容:
首先是密码的使用方法,即如何用密码对信息进行加密,以达到信息隐藏的目的;
另一种是密码攻击方法,即如何在不知道密码的情况下破译加密机制来解密加密信息。
如果黎曼猜想的证明使密码方法具有潜在的安全隐患,那么就有两种情况:第一种情况是密码使用方法存在问题,即它所依赖的数学原理与黎曼猜想完全冲突;在第二种情况下,黎曼猜想的证明可以促进密码攻击方法的进步,从而提出一种更强有力的密码破解方法。
就密码使用方法而言,数学是一个重要的理论基础,许多加密算法依赖于严格的数学定理,这些定理反映在许多密码方法中。然而,现有的方法与素数理论关系不大,最常用的是rsa方法,它于1977年提出,现已成为银行和其他金融机构采用的标准加密方法,也是目前各种媒体声称受Riemann猜想影响的方法。
这种方法依赖于以下原则:给定两个大素数,很容易计算它们的乘积;然而,很难用质因数分解它们的产物。在这种情况下,“非常容易”意味着计算机可以快速计算,“非常困难”意味着即使使用了大量的计算资源,也不能在合理的时间(10,000年)内获得结果。从逻辑上讲,能够计算小于自然数的素数和能够快速对自然数进行素因子分解之间没有直接的冲突。椭圆曲线密码经常被用于区块链技术。这种方法的数学原理是离散对数问题,它主要基于对数运算和余数运算,与黎曼猜想无关。
从密码攻击方法的角度来看,以rsa为例,有些方法通过用rsa加密机器的电流曲线来破译密码,这取决于加密的密码信号和电流信号之间的关系,显然与素数理论无关。另一种方法是数学分析攻击,即分解积的素因子。目前,除了强力破解之外,没有更好的方法来解决这个问题,所以现有的方法大多是从硬件层面来解决,比如依靠量子计算机的并行处理来提高运算速度。
也就是说,无论从密码使用还是密码攻击的角度来看,黎曼猜想都与密码系统的安全性无关。
我们能根据黎曼猜想创新一种新的密码攻击方式吗?
这种可能性非常渺茫。毕竟,黎曼猜想已经提出了150多年,各种主流加密算法已经提出了几十年。到目前为止,还没有有效的方法来破解基于黎曼猜想的各种加密方法。
通过以上分析,我们可以知道黎曼猜想的证明对密码学的发展影响很小,更不用说区块链技术的安全性了。
最后,应该指出的是,在区块链的各种应用中,暴露出来的安全风险更多的是由于程序员粗心地编写智能合同代码而造成的漏洞。他们使用的椭圆曲线密码体制已经测试了30多年,至今还没有有效的解密方法。
因此,与其担心密码方法的破解,也许我们应该担心写代码的程序员不应该因为心情不好而按错键盘上的按钮,对吗?
来源:千龙新闻网
标题:区块链的安全性 将被黎曼猜想的证明所颠覆?
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