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袁晨:密码学研究往事

    发布时间:2021-12-16

申 娜

 

大数据时代下,隐私数据被广泛用于社会经济领域创造各种价值的同时,其滥用现象也正在导致个人利益受损。如何在高效获取海量数据的同时,又给隐私数据加上密码锁,保障其安全性,成为当下迫切的需求,也是网络安全领域新兴的挑战之一。

作为相关领域的亲历者、见证者和推动者,近5年来,袁晨发表了CCFA类论文13篇,在密码和编码领域做出了一系列创新性成果。在密码领域中,他的研究涉及安全多方计算、秘密分享以及零知识证明等方向;在编码领域,涉及完美哈希码、局部可修复码以及列表译码等方向。在回忆自己颇具戏剧性的科研经历时,心思细腻的袁晨总能捕捉到那些令人会心一笑的趣味细节。这些素材也令圈外人,得以窥探到计算机理论研究领域及密码学术圈温情脉脉的一角。

 

科研路上寻寻觅觅

 

2008年的一天,复旦数学科学学院的BBS版块上出现了一则招收计算机博士的帖子。这让当时有些迷茫的该院本科生袁晨一下子来了兴趣。他试着联系了发帖人阚海斌教授,并最终决定去计算机学院攻读博士学位,研究方向是编码。

2011年,国内知名算法理论专家朱洪教授在华东师范大学开设讨论班,袁晨被同学拉着去“凑热闹”。在袁晨眼里,10年前的这个讨论班,可谓是明星班。“有博弈论和复杂性理论专家陆品燕、数理逻辑专家陈翌佳、定参数复杂性专家张弛豪(那时候还是上海交通大学研究生)等许多中国理论计算机领域大名鼎鼎的青年学者。”

茅庐未出的袁晨怀着仰慕之心听着大家介绍各自的研究进展,拣自己感兴趣的论文回去琢磨。其间,他的科研热情被极大地激发。“这段经历让我决心做一些好的研究成果。然而看了太多高水平论文之后,那种落差也是很明显的。”虽然不断地有论文发表,但袁晨开始陷入一种对自己所做研究不满意的状态。博士即将毕业时,他希望出国再读一个CS理论方向的博士,申请却意外遭遇失利。后来,又是应恩师阚教授之邀,他留在复旦做博士后研究。然而,一年半后研究结束,袁晨的“学术强迫症”仍在持续。于是,他尝试联系国外的教授。

“其中包括后来我在新加坡南洋理工大学(NTU)的导师邢朝平教授。”邢朝平很看重袁晨的学术经历,虽然他自己没有博士后项目资金,但还是替袁晨联系了其他老师的博士后机会。袁晨有感于此,心想,不如就跟他读个博士吧。20158月,袁晨前往新加坡。那时的他虽然心有喜悦,但还没有意识到,在自己面前的将是怎样的阳光大道。

 

“最佳博士论文奖”姗姗来迟

 

那年8月的新加坡正值50周年国庆,大街小巷热闹非凡。袁晨与邢朝平很快相约见面,师生二人商定,在袁晨研究成果拿得出手的情况下,他可以在两年后提前毕业。这一君子协定激发了袁晨的斗志。后来,他总结道:“邢老师喜欢给学生提问题,碰巧我也喜欢没事就瞎琢磨,就做出了几个成果,为毕业做了保底。”

8月月底,国际密码协会会士(IACR Fellow)、荷兰皇家科学院院士Ronald Cramer教授来访。Cramer是邢朝平的老朋友了,他特别喜欢新加坡天气,每年都要访问两次。在袁晨记忆中,那是一段非常美妙的学术时光。每次在咖啡馆碰头,他们3人都会点芝士蛋糕,就着咖啡和茶,肆意讨论各种科研问题和一些学术八卦。

Cramer教授总会带些问题来讨论,我每次都会努力给出一些想法。”袁晨这种踏实的学术态度给Cramer教授留下深刻印象,一年后的暑假,袁晨接到了从荷兰国家数学与计算机研究中心(CWI)发来的访问邀请。在CWI的两个月,袁晨参与到Cramer教授的研究项目中,做出了一些成果发表在密码学三大国际会议之一的美国密码会议上。同时,袁晨也参与了邢老师的另一个项目,与ACMIEEE Fellow Venkatesan Guruswami教授合作,论文发表在欧洲理论计算机年会(ICALP)上。因为这两篇论文以及其他编码顶刊IEEE TIT的文章,袁晨在20178月顺利提交了毕业论文(后来被评为最佳博士论文奖),为自己在NTU的博士生涯画上了一个圆满的句号。

山重水复疑无路,柳暗花明又一村。这个姗姗来迟的“最佳博士论文奖”终于安抚了袁晨惶惶不安的心。后来,“刚毕业,邢老师和我说Guruswami教授要来NTU休学术假,让我先在NTU做半年博后,有机会和Guruswami教授近距离交流”。最终,基于前期在阚海斌教授指导下打下的扎实基础,再加上后期邢朝平教授的悉心点拨,在NTU的这段时间,成为袁晨科研能力提升最快的一个阶段。

 

滨江大道夜谈与芝士蛋糕之约

 

随着Guruswami教授的到访,袁晨开始了博士后的研究生涯。回忆这段往事时,袁晨又开始发挥他善于撷取旧时光里动人瞬间的能力。

Guruswami教授是素食主义者,但他不介意和我们一起吃饭。他在学术上非常具有包容性,经常鼓励我们提各种想法。”袁晨与Guruswami教授合作期间在局部可修复码方面做出了一些成果。在他这段博士后生涯中,Cramer教授又来NTU访问了两次,一起合作发表了一篇美国密码会议论文。20184月,袁晨经邢老师推荐,获得了跟随Cramer做博士后工作的宝贵机会。

CWI出过许多名人,比如最短路径算法发明人Edsger DijkstraPython发明人Guido van RossumCramer教授是CWI密码组的主任,组里的其他3位老师,都是密码学各个方向专家:Serge Fehr是密码学顶刊Journal of Cryptology的副编辑,Marc Stevens和王小云院士分享了2020年的真实世界密码学奖,Ducas Leo参与提案的后量子密码在美国国家标准与技术研究院(NIST)国际人脸识别竞赛中走到了第三轮,非常有希望成为标准。

在这群贤荟萃的地方做研究,袁晨倍感幸运。风格迥异的导师给了袁晨别样的体验和收获。“Cramer教授在办公室的次数不多,但每次找大家讨论都会碰撞出思想的火花。Fehr教授每天都在办公室,我从他身上学到不少密码学知识,我们合作的两篇论文系统性地解决了一个有30多年历史的开放性问题。”

时间很快来到2019年。这年回国休假时,袁晨碰巧得知本科同学鲁颖受光之树科技CEO张佳辰邀请正着手创建隐私计算团队。那是12月寒冬的一个晚上,袁晨和鲁颖在浦东滨江大道上畅谈了一整晚,因错过末班地铁只好打车回去。鲁颖得知袁晨在做密码相关研究,非常热情地邀请袁晨担任团队的密码学专家。

“合作不久,第一版联邦学习的隐私计算就成型了,我也就欣然接受了兼职直到现在。”目前光之树科技已经有了三大隐私计算产品:TEE机密计算引擎、联邦学习引擎加隐私计算和MPC引擎,产品性能和商业化都处于领先地位。“我很庆幸能和这样的团队合作,为祖国的隐私计算贡献自己的一份力量。”经过多年积累和实践,袁晨终于有底气说出这样的话。

在荷兰的最后一年,新冠肺炎疫情弥漫,研究进展缓慢,袁晨萌生了提前归国的想法。此时,昔日导师邢朝平回到了上海交通大学网络空间安全学院,他向袁晨伸出了橄榄枝。“因为荷兰疫情特别严重,我和Cramer教授最后只能以电话告别。”袁晨感激于Cramer教授在学术上对自己的帮助,临别之际,他们相约在新加坡再聚,一起喝咖啡,吃芝士蛋糕。

 

来自网络空间安全学院的关怀

 

20211月,袁晨回到上海交通大学担任长聘教轨副教授。在短短半年之间,他感受到了来自网安学院老师们的浓浓期待和关爱。

“刚入交大,学院领导谷大武老师就非常热切地欢迎我。谷老师每次开会都会特别关照青年教师,让我深受感动。邢老师给予我很多项目申报的支持,并在学术上给予我很多帮助。刘胜利老师给我们做了非常详细的基金写作解读,让我们受益匪浅。我有好多这样的故事可以分享,很庆幸能加入网安学院这个大集体,希望以后也能传承这样的一种期待和扶持。”

未来,袁晨计划在密码和编码领域继续展开探索。他期待着与更多企业合作,让安全多方计算的成果实现转化和应用,为互联网隐私保护作出贡献。


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