Silvio Micali : Prouver sans révéler

Avant que Silvio Micali et ses collaborateurs ne s'y attaquent, la cryptographie était un art de ficelles astucieuses, jugé selon la capacité de quiconque à les briser ou non. La carrière de Micali, consacrée à transformer cet art en une discipline étayée par de véritables démonstrations mathématiques, a produit l'une des idées les plus singulières et élégantes du domaine : un moyen de convaincre quelqu'un qu'une affirmation est vraie tout en lui donnant zéro information supplémentaire sur les raisons de cette vérité.

De Rome à Berkeley

Silvio Micali est né le 13 octobre 1954 en Italie. Il a obtenu un diplôme en mathématiques de l'Université de Rome « La Sapienza » en 1978, puis a traversé l'Atlantique pour préparer un doctorat en informatique à l'Université de Californie à Berkeley, qu'il a achevé en 1982 sous la direction de Manuel Blum, lui-même futur lauréat du prix Turing travaillant à la frontière de la théorie cryptographique. Micali a rejoint le corps professoral du département de génie électrique et d'informatique du MIT en 1983 et y est resté depuis, travaillant au sein du laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT, avec des passages supplémentaires en tant que professeur à l'Université de Pennsylvanie, à l'Université de Toronto et à l'Université Tsinghua.

Rendre la sécurité démontrable

Le principal projet scientifique de Micali, mené en grande partie en partenariat avec Shafi Goldwasser, a consisté à remplacer le standard traditionnel de sécurité de la cryptographie — personne n'a encore cassé ceci — par un standard mathématique : la preuve que briser le système nécessiterait de résoudre un problème réputé computationnellement intraitable. Avec Goldwasser, il a développé le chiffrement probabiliste, une méthode qui chiffre le même message différemment à chaque envoi, éliminant ainsi une catégorie d'attaques où un adversaire pouvait obtenir des informations simplement en remarquant que deux textes chiffrés correspondaient. Le propre compte rendu de l'ACM concernant leur prix Turing conjoint leur attribue le mérite d'avoir établi le domaine de la sécurité prouvable et d'avoir formalisé l'idée que la sécurité cryptographique « devait être computationnelle plutôt qu'absolue » — un recadrage qui a donné à toute la discipline des fondations rigoureuses qui lui manquaient. Leur introduction de systèmes de preuves interactifs et probabilistes a également nourri directement la théorie de la complexité computationnelle bien au-delà des frontières de la cryptographie.

Preuves à divulgation nulle de connaissance

L'idée isolée la plus célèbre associée à Micali est la preuve à divulgation nulle de connaissance, co-inventée avec Goldwasser et Charles Rackoff : un protocole dans lequel un « prouveur » convainc un « vérificateur » qu'une affirmation est vraie — qu'il connaît un mot de passe, qu'une transaction est valide, qu'un graphe possède un certain coloriage — sans rien révéler d'autre sur les raisons pour lesquelles elle est vraie, pas même l'information qui permettrait au vérificateur de reconstruire lui-même la preuve. Cela semble paradoxal à la première écoute et a été traité comme une curiosité mathématique lors de sa présentation ; c'est depuis devenu un composant opérationnel des systèmes d'authentification et, des décennies plus tard, de la technologie de confidentialité de la blockchain. L'œuvre plus vaste de Micali s'est étendue à la génération de fonctions pseudo-aléatoires, au calcul multipartite sécurisé — permettant à plusieurs parties de calculer conjointement un résultat sans révéler leurs entrées privées les unes aux autres — et aux protocoles de transfert inconscient, chacun constituant une brique désormais utilisée dans toute l'ingénierie cryptographique moderne.

De la théorie aux entreprises émergentes

Contrairement à nombre de théoriciens se contentant de laisser leurs idées sur le papier, Micali n'a pas confiné son travail aux revues. En 2001, il a cofondé CoreStreet Ltd, une entreprise de sécurité rachetée par ActivIdentity en 2009, et au début des années 2000, il a contribué à créer Peppercoin, un système précoce de micro-paiements numériques. En 2017, il a fondé Algorand, une plateforme de blockchain à preuve d'enjeu conçue pour appliquer ses décennies de théorie cryptographique à un registre public et décentralisé — un virage de fin de carrière qui a placé un lauréat du prix Turing directement au centre de l'industrie des crypto-monnaies pour laquelle, d'une certaine manière, il avait passé trente ans à poser les bases mathématiques.

Reconnaissance

Micali et Goldwasser ont reçu conjointement le prix A.M. Turing de l'ACM pour 2012, remis en 2013, « pour un travail transformateur qui a posé les fondations de la théorie de la complexité pour la science de la cryptographie ». Micali avait reçu plus tôt le prix Gödel en 1993 pour la théorie des systèmes de preuve interactifs et le prix RSA de l'excellence en mathématiques en 2004. Il est membre de la National Academy of Sciences et de la National Academy of Engineering, et est devenu Fellow de l'ACM en 2017.

Pourquoi Silvio est qualifié de génie

La preuve la plus solide pour qualifier Micali de génie est conceptuelle plutôt qu'anecdotique : les preuves à divulgation nulle de connaissance sont le genre d'idée qui, une fois qu'on la voit, semble évidemment nécessaire tout en ayant nécessité un véritable saut d'imagination pour être conçue au départ — une preuve qui ne prouve rien d'autre qu'elle-même. Transformer la « sécurité » d'un art informel en une discipline dotée de théorèmes et de réductions, réalisation que la citation du prix Turing honore spécifiquement, a exigé non seulement des compétences techniques mais aussi l'audace conceptuelle de se demander à quoi ressemblerait ne serait-ce qu'une définition mathématique du secret. L'honnêteté essentielle ici est que rien de tout cela n'a été un travail en solo. Le prix Turing a été attribué conjointement à Micali et à Shafi Goldwasser, et l'article sur la preuve à divulgation nulle de connaissance crédite lui-même trois auteurs — Goldwasser, Micali et Charles Rackoff —, faisant de ceci un cas d'école d'une idée fondamentale construite par un partenariat soutenu plutôt que par l'intuition isolée d'une seule personne. Les aventures en solo ultérieures de Micali, CoreStreet et Algorand, témoignent d'une volonté individuelle de parier sa propre théorie sur la réalité commerciale et industrielle, mais le cœur théorique qui lui vaut l'étiquette de « génie » a été, de l'avis général y compris de la citation du prix elle-même, une réalisation partagée.

Héritage

Les travaux de Micali ont redéfini la référence de ce que signifie qualifier un système cryptographique de sûr, et les preuves à divulgation nulle de connaissance en particulier ont survécu à leur obscurité d'origine pour devenir de l'infrastructure — utilisées dans des protocoles d'authentification, des systèmes de blockchain préservant la confidentialité et des schémas de vérification qui n'existaient pas lorsque lui et Goldwasser ont décrit l'idée pour la première fois. Peu de concepts cryptographiques ont voyagé aussi loin de la théorie pure vers la technologie déployée au quotidien. Qu'une discipline autrefois rejetée par les mathématiciens comme un accessoire d'ingénierie possède désormais ses propres fondations de théorie de la complexité, enseignées aux côtés de la calculabilité et de l'analyse algorithmique dans tout cursus sérieux en informatique, est en grande partie le résultat direct du recadrage que Micali et Goldwasser ont imposé au début des années 1980 — un passage consistant à ne plus se demander si un système a déjà été cassé, mais à se demander ce qui devrait précisément être vrai dans l'univers pour qu'il puisse l'être.