シルビオ・ミカリ：語らずして証明する

シルビオ・ミカリ（Silvio Micali）と彼の共同研究者たちが取り組む前、暗号学は巧妙なトリックの技法であり、それらがまだ破られていないかどうかによって評価されていた。その技法を、自身の主張の裏付けとなる実際の数学的証明を伴う学問へと変えることに費やされたミカリの経歴は、この分野において最も奇妙かつエレガントなアイデアの一つを生み出した。それは、ある主張が真実であることを誰かに納得させながら、その理由に関する追加情報を一切与えないという方法である。

ローマからバークレーへ

シルビオ・ミカリは1954年10月13日にイタリアで生まれた。1978年にローマ・ラ・サピエンツァ大学で数学の学位を取得した後、大西洋を渡ってカリフォルニア大学バークレー校で計算機科学の博士号を取得し、1982年にそれを修了した。指導教官は、暗号理論の最前線で活動していた将来のチューリング賞受賞者マヌエル・ブルム（Manuel Blum）であった。ミカリは1983年にマサチューセッツ工科大学（MIT）電気工学・計算機科学部の教員に就任して以来ずっとそこに在籍し、MIT計算機科学・人工知能研究所を通じて活動しているほか、ペンシルベニア大学、トロント大学、清華大学でも教鞭をとった。

セキュリティを証明可能にする

主にシャフィ・ゴールドウォッサー（Shafi Goldwasser）との共同で進められたミカリの中心的な科学プロジェクトは、暗号学の伝統的なセキュリティ基準（「まだ誰もこれを破っていない」）を、数学的な基準（そのスキームを破るには、計算量的に困難と信じられている問題を解く必要があるという証明）に置き換えることだった。彼はゴールドウォッサーとともに確率的暗号を開発した。これは、送信されるたびに同じメッセージを異なる方法で暗号化し、2つの暗号文が一致していることに気づくだけで攻撃者が情報を得てしまうような攻撃のクラスを排除する手法である。彼らの共同受賞に関するACM（計算機学会）のチューリング賞の解説では、証明可能なセキュリティの分野を確立し、暗号学的セキュリティは「絶対的なものではなく計算量的なものでなければならない」という考えを定式化した功績が称えられている。この枠組みの転換は、それまで欠けていた厳密な基礎を暗号学全体に与えた。また、対話証明システムおよび確率的証明システムの導入は、暗号学の枠をはるかに越えて計算複雑性理論にも直接的な影響を与えた。

ゼロ知識証明

ミカリに関連する最も有名な単一のアイデアは、ゴールドウォッサーおよびチャールズ・ラコフ（Charles Rackoff）とともに共同発明したゼロ知識証明である。これは、「証明者」が「検証者」に対して、パスワードを知っていること、トランザクションが有効であること、グラフが特定の彩色を持っていることなどの主張が真であることを納得させる一方で、それがなぜ真であるかについては一切（検証者自身が証明を再構築できるような情報さえも）明かさないというプロトコルである。初めて聞いたときにはパラドックスのように聞こえ、導入当初は数学的奇異さとみなされていたが、その後、認証システムの機能部品となり、数十年後にはブロックチェーンのプライバシー技術の構成要素となった。ミカリのより広範な業績は、疑似乱数生成、安全なマルチパーティ計算（複数の当事者がプライベートな入力を互いに明かすことなく共同で結果を計算できるようにする）、および忘却転送プロトコルにまで及び、それぞれが現代の暗号工学全体で使われる構成要素となっている。

理論からスタートアップへ

アイデアを紙の上にとどめることに満足する多くの理論家とは異なり、ミカリは自身の研究を学術誌にとどめなかった。2001年にセキュリティ企業であるコアストリート社（CoreStreet Ltd）を共同創業し、同社は2009年にアクティアイデンティティ（ActivIdentity）に売却された。2000年代初頭には、早期のデジタルマイクロペイメントシステムであるペッパーコイン（Peppercoin）の作成を支援した。2017年には、数十年間にわたる暗号理論をパブリックで分散型の台帳に適用するために設計されたプルーフ・オブ・ステークのブロックチェーンプラットフォームであるアルゴランド（Algorand）を創業した。この晩年の転換により、チューリング賞受賞者が、ある意味では30年かけて数学的基礎を築いてきた暗号通貨業界の中心に直接身を置くことになった。

顕彰

ミカリとゴールドウォッサーは共同で2012年のACM A.M.チューリング賞を受賞し、授賞式は2013年に行われた。受賞理由は「暗号科学の複雑性理論的基礎を築いた変革的な業績に対して」である。ミカリはそれ以前にも、対話証明システムの理論により1993年にゲーデル賞を受賞し、2004年には数学における卓越性に対するRSA賞を受賞している。彼は全米科学アカデミーおよび全米工学アカデミーの会員であり、2017年にACMフェローとなった。

なぜシルビオは天才と呼ばれるのか

ミカリを天才と呼ぶ最も強力な証拠は、逸話的なものではなく概念的なものである。ゼロ知識証明は、一度目撃すれば明らかに必要不可欠に見える一方で、最初にそれを考案するには真の想像力の飛躍を必要とした種類のアイデア、すなわち「自分自身以外には何も証明しない証明」である。「セキュリティ」を、定理と還元を伴う学問へと、非公式な技法から変貌させたこと（チューリング賞の授賞理由が特に称えている成果）には、技術的なスキルだけでなく、秘密の数学的定義とは一体どのようなものかという問いを発する概念的な大胆さが求められた。ここで重要となる本質的な誠実さは、これらのいずれもが単独の業績ではないという点である。チューリング賞はミカリとシャフィ・ゴールドウォッサーに共同で授与され、ゼロ知識証明に関する論文自体も3人の著者（ゴールドウォッサー、ミカリ、チャールズ・ラコフ）をクレジットしており、これは個人の孤立したひらめきではなく、継続的なパートナーシップによって築かれた基礎的アイデアの教科書的な事例となっている。ミカリのその後の単独の事業であるコアストリートとアルゴランドは、自身の理論を商工業の現実に賭ける個人の意欲を示しているが彼に「天才」のラベルをもたらした理論的中核は、受賞理由自体を含むあらゆる証言によれば、共有された成果であった。

遺産

ミカリの研究は、暗号システムが安全であるとはどういうことかについての基準をリセットし、特にゼロ知識証明は本来の無名性を乗り越えてインフラストラクチャとなった。認証プロトコル、プライバシーを保護するブロックチェーンシステム、そして彼とゴールドウォッサーが最初にそのアイデアを記述した当時には存在しなかった検証スキームにおいて使用されている。純粋な理論から日常的に配備される技術へとこれほど遠くまで移行した暗号学的概念は少ない。かつて数学者たちからエンジニアリングの付け足しのように退けられていた学問が、今や独自の複雑性理論的基礎を持ち、どの本格的な計算機科学のカリキュラムでも計算可能性やアルゴリズム解析と並んで教えられていることは、主に、ミカリとゴールドウォッサーが1980年代初頭に押し進めた枠組みの転換（スキームがすでに破られたかどうかを問うことから、それが破られるためには宇宙において何が正確に真でなければならないかを問うことへの移行）の直接的な結果である。