高杏欣

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格蕾丝博士(高杏欣)Grace Xingxin Gao， 哈尔滨人，其父为高德林，原黑龙江省公安厅常务副厅长(于2010年被免职)。[1]

本科毕业于清华大学精仪系，后在清华大学工程系继续攻读硕士。完成了硕士学位后，出国留学，于2008年获得史丹福大学博士。

之后她继续从事斯坦福研究项目中有关卫星导航系统的研究，联邦航空局资助了这一项目。她已经在各类会议上提交并发表了16篇高质量的论文。










美国航空无线电委员授予W.E.Jackson奖

美国航空无线电委员授予高杏欣W.E.Jackson奖，以表彰她攻读博士学位期间破译北斗及伽利略系统导航信号等工作。从理论上讲，美国成功破解中国编码程序后，就可以通过先进的电子拦截设备捕捉其导航信号。

以分析中国部队调动或者武器装备的具体位置，进而通过GPS确认这些数据参数，也能在需要时对导航信号进行干扰。在最坏的情况下，破解中国的卫星导航定位编码后，美国军队指挥官将和中国指挥官一样，对中国的军事部署和装备位置信息了如指掌。这对中国未来的军事行动显然有很大影响。

贡献

2008年4月，欧洲人发射了GIOVE-B，即伽利略系统的另一枚试验用原型卫星。格蕾丝在第一时间破解了其底层编码生成器。

她在卫星导航领域做出了非常值得一提的贡献。她的研究专注于新型全球导航卫星系统所使用的信号及其接收机。格蕾丝是首个破解伽利略试验卫星和北斗一代地球中轨道卫星所使用的编码规则的人。2005年10月，欧洲人发射了伽利略系统的首颗试验卫星，即GIOVE-A。该卫星的信号于2006年1月被激活。在几个小时之内，格蕾丝与实验室里的其它工作人员一道捕捉到了三个波段上的新民用信号。在接下来的几周里，格蕾丝独立工作，破解了GIOVE-A用于生成编码的底层演算法，并对其三个波段上所使用的频率进行了解码。

她的成果作在2006年5-6月份的《Inside GNSS》封面故事"新一代全球卫星导航系统信号的愿景与全貌"中被刊发。在此之后不久，全世界的接收机公司都使用她的编码来制造原型接收机以获取和跟踪伽利略卫星的信号。

北斗一号系统首颗地球中轨道卫星

2007年4月，中国发射了属于其北斗一号系统的首颗地球中轨道卫星。在其先前取得成功的技术基础上，格蕾丝解调了这颗M1卫星上所有民用码广播的三个波段频率(E2,E5b,E6)。证实了所有的中国北斗-M1编码都是Gold码，并且破解出其编码生成器为线性移位反馈寄存器。她还将这些伪随机数码应用于一个软件接收机中获取并跟踪北斗-M1卫星。

从2012年12月27日开始，中国北斗系统基本建成后提供正式运行服务，覆盖区内定位精度达到10米。经过十几年的科技努力，中国北斗系统终于走向了全面应用阶段，这是中国的骄傲，也是世界的骄傲。北斗导航系统又一次把中国推向了科技王国的一个耀眼的位置。

首先北斗对中国国防事业的作用是毋庸置疑的，北斗系统的横空出世使得中国在精确制导武器不再依赖美国GPS系统。北斗系统更高的定位导航精度以及更多更强大的功能，不仅使得北斗在指导精确打击武器方面大显神威，而且在战略规划，单兵作战等方面都有超前的应用前景。

这些都是专业人士体会深刻的北斗功能，总之北斗系统的正式应用，至少在亚太地区中国军力被放大很多倍，在经济方面，北斗系统不仅可以为国民各个经济部门提供技术支持，提高各经济部门的工作效率。而且会催生一个庞大围绕北斗导航系统的一个工业产业，提高了中国经济的生产力和就业率。在科技方面，随著北斗科技成果的应用，必将为其他科技项目提供更有力的工具支持，因此北斗本身的免费可以获得更大的综合经济科技效益。

今后谁还敢说中国没有能人?中国的学校培养不出人才?

美国承认被中国北斗压制，清华女生破解北斗送美国

这位清华美女高才生，将中国的北斗信号和伽利略信号全部破解了。北斗在北大和清华设有基站，高杏欣以前在清华读书时就是做北斗相关的项目的。当时高杏欣破译了北斗的民用密码，破译了军方密码，破译了信号发生器密码。一位清华美女高才生，不费吹灰之力，就破解了中国几十年数代人的心血。

高杏欣事件

清华大学精仪系本科毕业的女学生高杏欣，在斯坦佛大学攻读博士学位期间破解了中国北斗二代定位导航卫星的信道编码规则，随之发表了多篇高水平的论文，并获得了美国航空无线电委员会的表彰,消息传到中国，一石引起千层浪，招来骂声一片,有人称她在清华大学就读时就参与过北斗项目，她在美国的研究是吃里扒外的汉奸卖国行为。史称高杏欣事件。而后中国提升了北斗的通信方式,提高了抗干扰能力,可以解读为中国已经针对此事,对北斗的信道进行了修改和加密. [2]

参考资料


1.↑ 悲愤：破北斗清华高杏欣女汉奸的爹是原黑龙江公安厅副厅长
2.↑ 国家怎样处理高杏欣事件

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清华才女高杏欣：破解北斗卫星讨好美国，父亲被免，如今报应来了




导语：我国在经历了各种坎坷和挫折之后，终于凭借自己的努力，在国际上取得了很大的影响力。而我国公民在祖国的庇佑之下，安居乐业，并且国家也在积极给公民各种福利政策。



对于爱国这个话题，我们从小就被历史知识所熏陶，每一个人的爱国情怀都是比较高涨的。虽然自己可能为祖国的建设做不了什么贡献，但是最起码的共识就是不能够背叛了国家。

由于工业革命时期中国逐渐的落后，导致近代中国一直都不怎么好过。许多的有才人士为了建设我国，探索着各种不同的道路，才成就了许多的辉煌。但是有这样一个人，享受着国家的资源，却在学成之后投奔美国，成为了一个叛国贼，她就是高杏欣。



一、清华才女

高高杏欣出生在黑龙江哈尔滨，从小就受到了比较好的教育。她的父母都是公职人员，也非常看重对她的培养。正是因为父母的重视和陪伴，高杏欣从小就一直带有主角光环。

高杏欣自己也比较的努力，尤其是在数学方面，思维非常的灵活。后来，凭借着自己惊人的天赋和优异的成绩，成功考上了清华大学。高杏欣从小性格就比较的沉稳踏实，并且在进入大学之后依然是许多人心里的偶像。



高杏欣不仅是导师身边的大红人，也是许多同学严重的才女。就这样，才清华大学毕业了之后，高杏欣选择继续深造，留在了清华大学电子工程系读书。

高杏欣的导师非常的看重她，于是带着她参加了许多的科研实践，高杏欣也非常的高兴，每天都泡在实验室里，乐此不疲。清华大写当时拥有着全国最顶尖的设备和师资力量。



我国当时一直没有研发出自己的卫星，一直以来都在使用美国的卫星，同时也在受美国的欺压。于是我国想要自己开发北斗卫星导航系统，就将最基本的研究任务交给了清华大学。就这样，高杏欣也有幸参加到了这项研究中。

但是高杏欣在研究生毕业之后，觉得清华大学的师资力量和设备都已经配不上自己的天赋，于是选择去美国的斯坦福大学读博。清华大学也比较的担心，因为当时的人才非常的难得。



高杏欣也承诺，在毕业之后就会回来为祖国的事业贡献力量。但是，当高杏欣来到了美国之后，被这里的繁华和先进深深的吸引了。但是这里的人才更多，并且学习的东西也更加的深奥。

一直以来高杏欣都是在国内被各种人重视和崇拜，到了斯坦福大学之后却无人问津。在一次伽利略卫星发射之后，高杏欣就凭借自己在国内参与过北斗卫星研究的经验，成功破解了伽利略系统的编码。



后来，高杏欣又凭借着经验，破解了我国的北斗卫星。这个时候，高杏欣想要长期留在美国，但是没有绿卡，这个时候，高杏欣就想到了一个办法。

她将自己曾经参与过的北斗卫星的资料整理出来，并且发表在了美国的报刊上。并且以这个为资本，想要获得美国的绿卡。美国觉得，这个买卖并不亏，于是答应了，还给予了高杏欣相当不错的待遇。



这个消息传到国内之后，许多国人都对高杏欣的作为非常的痛恨，高杏欣的父亲也因为这个事情被罢职。网上当时更是对高杏欣的强烈谴责。但是高杏欣当时不以为然，她已经沉迷在了美国的繁华里。

后来，我国科研人员出来解释，她破解的密码其实是北斗卫星的民用编码，对于军事事业而言，并没有什么影响。美国想要高杏欣继续破解出北斗的军用编码，但是高杏欣却无能为力。



这个时候，美国看到高杏欣不能够有其他的作用，于是就将高杏欣曾经拥有的政策和福利都收回，并且在美国也没有办法继续生活。高杏欣这个时候就想起了回国的打算。但是我国并不同意这样一个背叛国家的人再回来。



总结：享受着祖国的良好待遇，并且得到了高度的重视，却做出了卖国的举动。高杏欣现在成为了过街老鼠，也是她自己咎由自取的结果。父母对她寄予厚望，却被她牵连丢掉了工作。爱国之心是我国公民刻在骨子里的东西，但是高杏欣这样的作为，实在是不耻。

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斯坦福大学博士
















女大学生泄露北斗密码，作用不大遭美国嫌弃，网友：永远别回国

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高杏欣（Grace Xingxin Gao），黑龙江哈尔滨人，清华大学精仪系本科毕业，斯坦福大学博士，其父为高德林，原黑龙江省公安厅常务副厅长。





中文名高杏欣 外文名Grace Xingxin Gao 国    籍中国 籍    贯黑龙江 毕业院校斯坦福大学 性    别女



目录

1 教育背景
2 人物争议
3 相关报道

   


教育背景

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2001年本科毕业于清华大学精仪系

2003年硕士毕业于清华大学电子工程系

2008年博士毕业于斯坦福大学电子工程系

   


人物争议

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卫星导航
卫星导航
她的研究专注于新型全球导航卫星系统所使用的信号及其接收机。高杏欣是首个破解伽利略试验卫星和北斗一代地球中轨道卫星所使用的编码规则的人。
2005年10月，欧洲人发射了伽利略系统的首颗试验卫星，即GIOVE-A。该卫星的信号于2006年1月被激活。在几个小时之内，高杏欣与实验室里的其它工作人员一道捕捉到了三个波段上的新民用信号，在接下来的几周里，高杏欣独立工作，破解了GIOVE-A用于生成编码的底层算法，并对其三个波段上所使用的频率进行了解码。她的成果作在2006年5-6月份的《Inside GNSS》封面故事“新一代全球卫星导航系统信号的愿景与全貌”中被刊发。在此之后不久，全世界的接收机公司都使用她的编码来制造原型接收机以获取和跟踪伽利略卫星的信号。

2007年4月，中国发射了属于其北斗一号系统的首颗地球中轨道卫星。在其先前取得成功的技术基础上，高杏欣解调了这颗M1卫星上所有民用码广播的三个波段频率（E2，E5b，E6），证实了所有的北斗-M1编码都是Gold码，并且破解出其编码生成器为线性移位反馈寄存器。她还将这些伪随机数码应用于一个软件接收机中获取并跟踪北斗-M1卫星。

2008年4月，欧洲人发射了GIOVE-B，即伽利略系统的另一枚试验用原型卫星。高杏欣又在第一时间破解了其底层编码生成器。同年9月，高杏欣在斯坦福大学取得博士学位。之后她继续从事斯坦福研究项目中有关卫星导航系统的研究，联邦航空局资助了这一项目。她已经在各类会议上提交并发表了16篇高质量的论文。她是2007年国际导航技术大会的资助学生，在这届大会上，她的论文赢得了该届大会的最佳论文奖。清华大学精仪系本科毕业的女学生高杏欣，在斯坦佛大学攻读博士学位期间破解了我国北斗二代定位导航卫星的信道编码规则，随之发表了多篇高水平的论文，并获得了美国航空无线电委员会的表彰。消息传到国内，一石引起千层浪，招来骂声一片。有人称她在清华大学就读时就参与过北斗项目。



高杏欣获奖
高杏欣获奖



北斗卫星
北斗卫星

   


相关报道

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坊间流言，她在清华参加过北斗项目，其真实性我们不得而知，但想必让其掌握核心机密的可能性很小。而且，若她在美国的研究真的破解了我国军事机密，美国想必会对此严格保密，在未来的军事对抗中拿将出来，一定可以搞我们个措手不及，不太会像现在这样高调公开，从而让我们提前防范。

那她的研究究竟是怎么回事呢？这得从卫星通信的编码流程说起。

卫星要对信号按信源编码+加密编码+信道编码的次序进行处理，其中信源编码的作用是使用更精炼的符号来携带更多的信息，加密编码的作用当然就是加密了，信道编码的作用是将前面已经生成的码处理成更适应信道传输的码。卫星使用电池工作，发射功率不可能很大，加上其距离地面成千上万公里，信号传到地面时功率会衰减到很小，甚至会被淹没在背景噪声之中。那该如何保证接收端能正确接受呢？关键就在于信道编码，导航卫星普遍采用了扩频技术，即用一个扩频码序列代表原码中的“1”，用它的反码代表原码中的“0”，这个扩频码序列被称为码片（chip），原来的10序列就变成了由码片组成的新序列。举个例子，如果由码片“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”代表原码中的“1”，由“+1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1”代表原码中的“0”，则原码序列“101”就变成“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”这样的码片序列了，为了便于您区分这三段，中间加了两处空格，而实际序列中是没有空格的。

地面的接收站收到信号后，要按上述的编码次序的反序进行解码，这就好比下床时按先内衣后外衣的次序穿衣服，上床时就要按先外衣后内衣的次序脱。在进行信道解码时，将接收到的序列按每8位分成一段，然后用已知的码片序列“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”去跟每段逐位相乘，然后再相加，以上述的“101”为例，其三段的第一段“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”，跟“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”逐位相乘，第一位是-1乘-1得+1……，相加的结果是+8，第二段结果是-8，第三段是+8。由于信道中有很大干扰，在码片序列中的每一位上都会迭加上不同的干扰值，这些干扰值跟“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”逐位相乘再相加，会因为正负相抵而削弱。显然，若码片长度是100，则上述结果就会是“+100 -100 +100”，而随着码片长度的增加，信号增强噪声抵消的效果就越发明显，实际中的码片长度会成千上万。

这段话不好理解，不妨打个比方，我在纸条上写100个+1和-1的总数相等的序列，例如-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1......，你也在纸条上写100个段话，分别是 赢78 输23 输39 赢42 输8......你写的序列中输赢次数及总量是均匀的。

都写好后双方都把纸条亮出来，你的第1条赢78对应的是我的-1，此条算你输我78元，你的第4条赢42对应我的+1，此条算你赢我42元。由于我写的正负次序你是不知道的，最终的输赢应该接近打个平手，按术语说就是数学期望为0。如果只写几条，你都碰对的可能性还不小，但随着序列越长，就越倾向于打平手。

而高杏欣出现了，她偷看了我写的+1和-1序列，她写的序列是 输23 输39 输8 赢78 赢42......这个序列的输赢次数及总量也是均匀的，在外人看来跟你写的没啥两样。但她的次序是号着我的脉搞出来的，每条都是她赢，结果就是连赢100把，序列越长，累加的钱数就越多。

从时间次序来看，空中的干扰就好比是你写出的正正负负大大小小很乱但很均衡的序列，而我写的+1和-1序列就是前面说的码片序列，两个序列所对应的正负是不相关的，对应相乘再累加就把噪声抵消了。而把所传输的信号有意搞成高杏欣那个序列的样子，那在接收端与码片序列（即我写的+1和-1序列）进行相乘再累加运算，那信号自然就会大大增强了。

由此可以看出，序列越长，接收效果就越好，但是，由一大长串正负1来表示原始的一个“1”或“0”，效率会随着序列的增加而降低，这就有个效率与可靠性的平衡问题了，一般说来，几千位的序列是比较常见的。

言归正转回到北斗，北斗一代是由几颗对地静止同步轨道卫星组成的，位于我国上空，提供区域级的定位导航服务。2007年4月14日，我国发射了M-1卫星，这是北斗二代的第一颗卫星，北斗二代跟一代有很大不同，预计发射35颗星，其中非静止轨道30颗，静止轨道5颗。与美国GPS和俄罗斯GLONASS一样，北斗二代是全球定位导航系统，我国有望抢在欧洲的伽利略系统之前成为第三个GNSS（Global Navigation Satellites System）俱乐部成员。国外常用的北斗英文名是Beidou或Compass。

按照国际法，卫星轨道和卫星频率信道先占先得，欧洲的伽利略系统跟北斗二代的频率有重合部分，但伽利略系统的第一颗实验卫星于05年打上去后很长时间没有动静，而北斗二代07年后却是连续地打，与伽利略形成了竞争关系。虽说频率信道先占先得，但总是要先备案的，我们在国际电信联盟备案了四个频率，分别是1590MHz、1561MHz、1269MHz、1207MHz。M-1打上去后引起了广泛关注，法国的国家空间研究中心就盯着研究了一个月，并公布了1589.74 MHz（E1）、1561.1 MHz（E2）、1268.52 MHz（E6）、1207.14 MHz（E5b）四个实测频率。

北斗二代并不是高杏欣的第一个破解目标，伽利略系统的首颗试验卫星于2006年1月被激活后，在几个小时之内，她就与实验室里工作人员一道捕捉到了三个波段上的信号，并在接下来的几周里破解了信道编码，对北斗二代M-1卫星的破解，更多的是上述工作的重复。

她和她的团队使用了斯坦福大学的GNSS监控站，图2为1.8米的监控站碟形天线，图3为监控站的便携式地面设备。地面设备的核心是安捷伦89600矢量信号分析系统，配合其专用的VXI总线的测试设备，可对射频信号进行非常深入的分析，这套组合非常高端，可对三种国际3G标准设备进行测试分析，包括我国提出的TD-SCDMA标准的设备，甚至下一代的LTE设备。

卫星信号经过长徒跋涉后衰减很大，到天线那里的功率就只剩下区区10的十六次方分之一瓦特了，虽然斯坦佛GNSS监控站很先进，可以把信号放大300多倍，但信号还是会弱到无法识别。有人可能会问，这么高端的设备都识别不了，那丁点大小的用户机是咋识别的呢？原因就在于合法的用户机里有前面说的码片序列，与带扰信号进行逐位相乘再相加后，可以大幅度的放大信号和抵消干扰。作为破解者，高杏欣并不知道这个码片序列（事实上这个码片序列正是她想要知道的），那她会怎么办呢？

她采用的是相同码片累加法，从很长的接收序列中找出相同的段落，然后对齐累加，原码片部分正正加得更大的正，负负加得更小的负，而不同时段的干扰部分因互不相关，会趋向于正负抵消，对齐累加的段落数越多，则干扰被抑制得越多，码片幅度被放大得越大。

为说明这个方法，不妨设计一个游戏，我和其他10个人都写个8位数，+1和-1各4个，然后把这11个序列诸位相加，形成一个新序列，假如7个人的第1个数是+1，4个人的第1个数是-1，则新序列的第1个数是+3，以此类推。把这个新序列交给高杏欣，让她来猜我写的序列是什么。她还知道两个情况，即我永远写“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”这个序列，而其他10个人的正负次序每次都变，互相也不沟通。

那她如何猜呢？她会要求玩很多把这个游戏，等手上攒了一大把新序列的纸条后，就把这些纸条对齐，逐位都累加起来再得到一个更新的序列，例如-78，-82，-69，+89，+58，-56，+66，+77。

她知道只玩一把并靠一张新序列的纸条是猜不出来的，因为我的数据被其它10个人的乱数据给淹没了。但她同时知道那10个人的数据每次都是随机变的，而且又是互不相关，搞的次数多了，这10个人的每一位的数值和就会趋向于0，而我的次序是固定的，在第1236位永远贡献-1，在4578位永远贡献+1，随着游戏次数的增多，我的固定次序就脱颖而出，从“-78，-82，-69，+89，+58，-56，+66，+77”中就可以读出，我的次序就是“-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1”。

说着容易做着难，特别是如何找到相同的段落？如何对齐？这涉及到多普勒频偏消除、相位调整等很复杂的技术问题，但她的文章并没有详细地介绍。

好了，某个码片被她找到了。很明显，设计者不会把几千位的码片数据存在卫星上的闪存里，这种调用式的编码方式效率太低而成本太高，通常都是用移位寄存器存储器来编码的。由找到的码片特例来倒推出移位寄存器的结构，跟从“0，2，4，6，8……”倒推出f(x)=2x公式一样，需要破解者的经验和数学技巧，当然也少不了计算机的仿真运算，她们用MATLAB软件把这个移位寄存器的结构给分析出来了，这个结构直接对应着生成多项式，而生成多项式相当于f(x)=2x这样的公式，知道输入，经这个生成多项式一计算，码片就编出来了。

至此，高杏欣在没有得到授权的情况下，就可以跟踪利用北斗二代了，但她所获知的东西，在北斗二代将来民用化后都是会提供给用户的，现在所使用的短码是民用的，而且也并未有意做防破解处理。北斗二代的频率是不能随便换的，但其中的编码和算法等都是可以任意重设的，在将来实际应用时，完全可以做到与GPS的P码一样，重复一次需要267天，那这种靠对齐累加来提取码片的方法就不灵光了。

北斗一代除了定位导航外，还有一个与众不同的功能，即可以进行数据通信，报道称北斗二代继承了一代的优点，想必这个优点也继承了，而数据通信的安全取决于加密编码体制，这是不同于信道编码的另一个层面的问题，她的研究与此无关。

高杏欣的研究也并不是没有意义，北斗在一些波段上覆盖了GPS和伽利略系统，研究北斗卫星信号的编码调制方式可以帮助搞清楚系统之间是否会产生冲突。

高杏欣将现行的民用短码的信道编码生成多项式公开，想必并不是北斗设计者所乐见的，但对北斗二代的安全，特别是军事应用的安全，并不会产生实质性的危害。