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密码科学与技术 并不神秘的国计民生学科

2021-07-22 08:45 来源:科技日报

  解读新增专业③

  信息革命后,当代社会的信息流通、数据处理的规模已经远超传统通信时代,需要大量密码学人才,以满足产业发展的新需求。原先的硕博教育只是培养少量高精尖人才,已无法适应当前的社会发展,所以要开设密码科学与技术本科专业。

  杨超 西安电子科技大学网络与信息安全学院副院长

  “密码科学与技术专业普通人能学明白吗?这个专业毕业是不是只能做军工?国家给不给分配工作啊?”聊起2021年教育部新增本科专业之一的密码科学与技术专业,家住天津市的高女士提出了一大堆问题。高女士的女儿今年在读高二,成绩优秀,望女成凤的高女士已经在关注孩子高考后的专业选择。高女士告诉科技日报记者,很多专业她都不清楚“毕业出来能干嘛”,其中就包括被许多网络媒体冠以“神秘”之名的密码科学与技术专业。

  2021年3月,教育部将37个新专业列入普通高等学校本科专业目录,其中密码科学与技术属工学门类,专业类别为计算机,修业年限为4年。2021年,全国共有7所高校开设了这个新专业,其中包括南开大学、山东大学、华中科技大学、西安电子科技大学等。

  为何要增设密码科学与技术专业?这个专业是否真的很神秘?这个专业的学生究竟需要学什么?带着这些问题,科技日报记者专访了西安电子科技大学(以下简称西电)网络与信息安全学院副院长杨超。

  数学和信息论是密码学的基础

  “其实,密码科学与技术专业不是一个神秘的专业,这一点是需要科普的。”作为密码学专业博士、西电密码科学与技术专业的教师代表,杨超如是说。

  事实上,我国一直在高校开设有密码学相关专业,只是并非本科专业。根据教育部发布的《学位授予和人才培养学科目录》,密码学是军事学门类一级学科“军队指挥学”下的二级学科,也是硕博研究生的专业方向。而2021年新增的密码科学与技术专业,学科门类属于工学,培养层次调整到了本科。

  为何会有这样的调整?“信息革命后,当代社会的信息流通、数据处理的规模已经远超传统通信时代,需要大量密码学人才,以满足产业发展的新需求。原先的硕博教育只是培养少量高精尖人才,已无法适应当前的社会发展,所以要开设密码科学与技术本科专业。”杨超说。

  “从军事学下属二级学科向工学的转变,一方面同研究生和本科专业设置的具体要求有关,另一方面反映了‘主战场’的变化——原来的密码学专业主要服务于军事通信,而现在的密码科学与技术专业,是要服务于社会发展与经济建设。”杨超介绍道。

  那么,新增的密码科学与技术专业究竟学什么?从硕博到本科、从军事到民生,这些变化对学科内容有没有影响?

  “密码学的理论基础始终是数学和信息论。保护信息安全手段的本质就是‘对信息进行基于数学方式的变化’。只是随着网络空间的普及,我们这个时代的信息处理依赖的是计算平台,所以相比原来的密码学,现在的密码科学与技术专业,在培养方案中加入了大量的计算机相关内容,专业类别也属于计算机。”杨超解释道。

  不过,他也提醒道:“相比别的工科专业或计算机学科的其他分支,密码科学与技术专业的某些研究方向对数学的要求是比较高的。”

  从量子物理到百姓民生

  谈起密码学教育的重要性,杨超首先介绍了密码学在我国发展的历史和现状。

  在密码学领域,以美国为代表的发达国家由于起步较早,具有先发优势,制定的标准和算法曾长期领先,到现在一定程度上仍有理论先进性。

  “但是,我国已经迎头赶上了。”杨超表示。

  近年来,中国的国密算法(即国家密码局认定的国产密码算法)已经得到越来越广泛的产业应用,其公开部分在学术界也已经得到了认可。

  “我们国家的数学其实一直走在世界前列,只是在密码学应用上起步较晚。所以有理由认为,我国密码学发展的后劲很足,这一点也是可以通过实践证明的。”杨超说。

  杨超所说的实践,指的是我国量子密码的发展。2020年5月,中国科学院院士潘建伟及合作者在国际物理学权威期刊上发表了关于量子密码原理的长篇综述论文,该论文也是我国在量子通信、加密领域处于国际领先地位的一个标志。

  密码学远不只有量子物理这样“高大上”的研究方向,事实上,它的许多应用都和老百姓的日常生活息息相关。杨超举了两个例子,一个是电子签名,另一个是数字货币。这两种给现代商业带来重大改变的技术,背后的支柱都是密码学。

  “在这个时代,一架无人机和一个电子邮箱的背后都有密码学。”杨超说,“当然,最传统、最典型的应用领域还是信息通信,机密性、完整性、不可否认性等最重要的安全属性,都需要密码学理论与技术来保障或满足。”

  可见,密码学如今在我国发展快、地位高、应用广。那么我国的密码学人才缺口究竟有多大?“有报告称,我国的密码学人才缺口是百万数量级,我觉得这个数字还需要科学的调研和论证。但不可否认的是,我国社会目前对密码学人才的需求是很迫切的。”杨超表示,“随着我国社会经济飞速发展,网络空间急剧拓展,密码学人才和应用的缺失已经带来了很多风险,商业数据安全、用户隐私安全、网络金融交易安全都需要密码学保障,一些过时的加密手段或者不恰当、不专业的密码应用方式已经给企业和社会造成了许多损失。”

  学科深度交叉挑战人才培养

  谈及家长们的担心,杨超表示:“密码科学与技术专业的深造和就业前景都很好。”

  作为计算机类别下的本科专业,且具有深厚的交叉学科背景,密码科学与技术的学历深造前景非常宽广,“几乎不受任何限制”。至于就业,考虑到社会对计算机人才和密码学应用的巨大需求,前景也是比较光明的。

  “比起其他计算机专业方向,密码科学与技术的特点或难点就是强调数学及其工程化应用,学科交叉也更明显。”杨超强调道。

  他介绍说,作为少数开设有密码科学与技术专业的高校,西电在这一专业领域有着鲜明的特色。西电作为具有红色基因的老牌工程院校,在与密码学相关的通信领域有着雄厚的学科基础,西电的电子信息类专业也是全国领先。这些背景对于密码科学与技术这一交叉学科的教学研究和人才培养会有很大帮助。此外,西电网络与信息安全学院是国家首批7所一流网络安全学院建设示范单位之一,也是2015年教育部增设网络空间安全一级学科后首批博士授予点之一。

  “密码科学与技术专业对数学要求较高,学科体系复杂,与许多应用领域都有大量的深度交叉。”杨超说,“学生们面对的挑战,就是我们老师的挑战。”

  “密码科学与技术设立的是本科专业,而本科培养的就是面向社会的人才,服务于我国社会经济发展。为这个专业‘祛魅’,把这个专业办好,是所有密码科学与技术专业老师的努力方向。”杨超说。◎实习记者 孙明源

(责任编辑:支艳蓉)

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2021-07-22 08:45 来源:科技日报
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