互联网加密技术背后的数学原理荣获顶级奖项

阿贝尔奖授予数论学家约翰·泰特。

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作者:Zeeya Merali

阿贝尔奖——被认为是数学界的“诺贝尔”奖——已授予最近从德克萨斯大学奥斯汀分校退休的约翰·泰特,以表彰他在代数数论方面的工作,代数数论是处理整数之间联系并位于互联网安全核心的数学学科。

阿贝尔奖创立于2002年,由挪威国王每年颁发,奖金为100万美元。


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“数论以一种美妙的方式将整数的微妙而奇异的性质编织在一起,”英国考文垂华威大学的数学家伊恩·斯图尔特说。“泰特真正使自己成为数论大师。”

泰特在数论方面的工作有助于破解数学中最著名的挑战之一:证明费马最后定理。该定理指出,对于任何大于 2 的整数值 n,您都找不到满足方程 a^n + b^n = c^n 的三个正整数 a、b 和 c。该定理于 1995 年由新泽西州普林斯顿大学的安德鲁·怀尔斯证明,部分归功于泰特对“椭圆曲线”(由数论中特定方程族生成的曲线)所遵循规则的研究。

斯图尔特说:“费马最后定理陈述起来很简单,但却花了 350 年才证明,使用了泰特开发的数论机制。”

长期以来,数论一直被认为是纯粹数学最纯粹的形式之一——因为它几乎没有实际意义——现在已变得对安全编码要在互联网上传输的数据至关重要。“如果你回到 20 世纪 50 年代,大多数数学家都会同意数论不是特别有用——有些人认为这是一种缺点,有些人认为这是一种优点——但后来计算机出现了,”斯图尔特说。

代码之王

一种确保互联网安全传输的重要方法是使用基于 200 位数字的加密密钥,这些数字是两个素数的乘积。斯图尔特说,由于泰特在数论方面的发展,算法可以轻松生成此类数字用于编码目的。然而,没有算法可以执行反向操作——计算出 200 位数字的组成素数——这使得黑客不可能破解代码。“尝试用纸和笔——甚至用计算机程序——找到一个 200 位数字的素因子,这将比宇宙的年龄还要长,”斯图尔特说。

泰特的工作也是纠错码的核心,纠错码允许重建损坏的数字信息。“当您开车行驶,听着音乐并遇到颠簸时,您的 CD 不会跳过的原因要归功于这些纠错码,”斯图尔特说。“这也是您在手机上发送的消息不会被空中飞舞的所有其他无线电信号干扰的原因。”

挪威科技大学特隆赫姆分校的数学家海尔格·霍尔顿说,泰特是阿贝尔奖的热门人选。“泰特在数论方面的成就可以追溯到他的博士论文,这篇论文一举成名,并持续了 60 多年,在此期间,他的名字被赋予了该领域的许多不同定理,”霍尔顿说。“这是一个对终身成就当之无愧的奖励。”

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