Silvio Micali: Söylemeden Kanıtlamak

Silvio Micali ve işbirlikçileri ortaya çıkmadan önce kriptografi, kimsenin onu kırmayı başarıp başaramadığına bakılarak değerlendirilen zekice hilelerden ibaret bir zanaattı. Micali'nin bu zanaatı arkasında gerçek matematiksel kanıtlar bulunan bir disipline dönüştürmekle geçen kariyeri, alanın en tuhaf ve en zarif fikirlerinden birini ortaya çıkardı: Birine, bir ifadenin doğru olduğuna dair, bunun neden doğru olduğuna dair sıfır ek bilgi vererek ikna etmenin bir yolu.

Roma'dan Berkeley'e

Silvio Micali 13 Ekim 1954'te İtalya'da doğdu. 1978 yılında Roma La Sapienza Üniversitesi'nden (La Sapienza University of Rome) matematik derecesi aldı, ardından bilgisayar bilimi alanında Ph.D. (doktora) yapmak üzere Atlas Okyanusu'nu aştı ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de, kriptografi teorisinin sınırlarında çalışan geleceğin Turing ödüllü ismi Manuel Blum'un (Manuel Blum) gözetiminde 1982 yılında tamamladı. Micali, 1983 yılında MIT Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Departmanı'nın akademik kadrosuna katıldı ve o zamandan beri MIT Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı aracılığıyla çalışmalarını sürdürerek orada kaldı; ayrıca Pensilvanya Üniversitesi, Toronto Üniversitesi ve Tsinghua Üniversitesi'nde ek akademik görevlerde bulundu.

Güvenliği Kanıtlanabilir Hale Getirmek

Micali'nin büyük ölçüde Shafi Goldwasser (Shafi Goldwasser) ortaklığıyla yürüttüğü merkezi bilimsel projesi, kriptografinin geleneksel güvenlik standardını — "bunu henüz kimse kıramadı" — matematiksel bir standartla değiştirmekti: yani şemayı kırmanın, hesaplamalı olarak zor olduğuna inanılan bir problemin çözülmesini gerektireceğinin kanıtı. Goldwasser ile birlikte, her gönderilişinde aynı mesajı farklı şekilde şifreleyen ve bir saldırganın yalnızca iki şifreli metnin eşleştiğini fark ederek bilgi edinebileceği bir saldırı sınıfını ortadan kaldıran olasılıksal şifrelemeyi geliştirdi. ACM'nin ortak Turing Ödülü açıklamasında kendilerine, kanıtlanabilir güvenlik alanını kurdukları ve kriptografik güvenliğin "mutlak olmaktan ziyade hesaplamalı olması gerektiği" fikrini resmileştirdikleri için övgüde bulunulmuştur; bu yeniden çerçeveleme, tüm disipline o zamana kadar eksik olduğu titiz bir temel kazandırmıştır. Tanıştırdıkları etkileşimli ve olasılıksal kanıt sistemleri de kriptografinin sınırlarının çok ötesindeki hesaplamalı karmaşıklık teorisini doğrudan beslemiştir.

Sıfır Bilgi Kanıtları

Micali ile ilişkilendirilen en bilinen tek fikir, Goldwasser ve Charles Rackoff (Charles Rackoff) ile birlikte icat edilen sıfır bilgi kanıtıdır (zero-knowledge proof): Bir "kanıtlayıcının", bir "doğrulayıcıyı" bir ifadenin doğru olduğuna — bir parolayı bildiklerine, bir işlemin geçerli olduğuna, bir grafiğin belirli bir renklendirmeye sahip olduğuna — neden doğru olduğuna dair başka hiçbir bilgiyi, hatta doğrulayıcının kanıtı kendi kendine yeniden oluşturmasını sağlayacak bilgiyi bile açığa çıkarmadan ikna ettiği bir protokoldür. İlk duyulduğunda paradoksal gelmektedir ve tanıtıldığında matematiksel bir merak unsuru olarak ele alınmıştır; o zamandan beri kimlik doğrulama sistemlerinin ve onlarca yıl sonra blok zinciri gizlilik teknolojisinin çalışan bir bileşeni haline gelmiştir. Micali'nin daha geniş kapsamlı çalışmaları, sözde rastgele fonksiyon üretimini, güvenli çok taraflı hesaplamayı (birkaç tarafın özel girdilerini birbirine açıklamadan ortaklaşa bir sonucu hesaplamasına izin verme) ve habersiz transfer protokollerini kapsayacak şekilde genişlemiş ve her biri modern kriptografik mühendislikte kullanılan birer yapı taşı haline gelmiştir.

Teoriden Girişimlere

Fikirlerini kağıt üzerinde bırakmaktan memnun olan pek çok teorisyenin aksine Micali, çalışmalarını akademik dergilerle sınırlı tutmadı. 2001 yılında, daha sonra 2009'da ActivIdentity'ye satılan bir güvenlik şirketi olan CoreStreet Ltd'yi ortak kurdu ve 2000'lerin başlarında erken dönem bir dijital mikro ödeme sistemi olan Peppercoin'in oluşturulmasına yardımcı oldu. 2017 yılında, onlarca yıllık kriptografi teorisini halka açık, merkeziyetsiz bir deftere uygulamak için tasarlanmış bir hisse kanıtı (proof-of-stake) blok zinciri platformu olan Algorand'ı kurdu — bu, kariyerinin geç döneminde bir Turing ödülü sahibini, matematiksel temelini atmak için bir anlamda otuz yıl harcadığı kripto para sektörünün tam merkezine yerleştiren bir kariyer hamlesiydi.

Tanınma

Micali ve Goldwasser, 2013 yılında takdim edilen 2012 ACM A.M. Turing Ödülü'nü "kriptografi bilimi için karmaşıklık-teorik temelleri atan dönüştürücü çalışmaları nedeniyle" müştereken aldılar. Micali daha önce 1993 yılında etkileşimli kanıt sistemleri teorisiyle Gödel Ödülü'nü (Gödel Prize) ve 2004 yılında Matematikte Mükemmellik için RSA Ödülü'nü (RSA Award for Excellence in Mathematics) aldı. Ulusal Bilimler Akademisi ve Ulusal Mühendislik Akademisi üyesidir ve 2017 yılında ACM Üyesi (Fellow) olmuştur.

Silvio Neden Dahi Olarak Anılıyor?

Micali'yi dahi olarak adlandırmanın en güçlü kanıtı anektodsal değil kavramsal niteliktedir: sıfır bilgi kanıtları, bir kez gördüğünüzde açıkça gerekli görünen ve yine de ilk etapta tasarlamak için gerçek bir hayal gücü sıçraması gerektiren türden bir fikirdir — kendisinden başka hiçbir şeyi kanıtlamayan bir kanıt. Turing Ödülü gerekçesinin özellikle onurlandırdığı bir başarı olan "güvenliği" resmi olmayan bir zanaattan teoremleri ve indirgemeleri olan bir disipline dönüştürmek, yalnızca teknik beceri değil, gizliliğin matematiksel tanımının nasıl olabileceğini sorma kavramsal cüretini de gerektirmiştir. Buradaki temel dürüstlük, bunların hiçbirinin tek başına yapılan bir çalışma olmadığıdır. Turing Ödülü Micali ve Shafi Goldwasser'e ortaklaşa verilmiştir ve sıfır bilgi kanıtı makalesinin kendisi de üç yazara — Goldwasser, Micali ve Charles Rackoff — atıfta bulunmaktadır; bu da bunu tek bir kişinin izole içgörüsü yerine sürdürülebilir bir ortaklık yoluyla inşa edilmiş temel bir fikrin ders kitabı niteliğinde bir örneği haline getirmektedir. Micali'nin sonraki solo girişimleri CoreStreet ve Algorand, kendi teorisini ticari ve endüstriyel gerçekliğe yatırma konusunda bireysel bir isteklilik göstermektedir, ancak ona "dahi" etiketini kazandıran teorik çekirdek, ödül gerekçesi de dahil olmak üzere her hesaba göre paylaşılan bir başarıydı.

Miras

Micali'nin çalışması, kriptografik bir sistemi güvenli olarak adlandırmanın ne anlama geldiğine dair çıtayı yeniden belirlemiştir ve özellikle sıfır bilgi kanıtları, orijinal bilinmezliklerini geride bırakarak kimlik doğrulama protokollerinde, gizliliği koruyan blok zinciri sistemlerinde ve o ve Goldwasser fikri ilk kez tanımladığında var olmayan doğrulama şemalarında kullanılan bir altyapı haline gelmiştir. Saf teoriden günlük olarak dağıtılan teknolojiye kadar bu kadar uzaklara yolculuk etmiş çok az kriptografik kavram vardır. Matematikçiler tarafından bir zamanlar mühendislik son düşüncesi olarak reddedilen bir disiplinin artık kendi karmaşıklık-teorik temellerine sahip olması ve herhangi bir ciddi bilgisayar bilimi müfredatında hesaplanabilirlik ve algoritmik analizle birlikte öğretilmesi, büyük ölçüde Micali ve Goldwasser'in 1980'lerin başlarında öne sürdüğü yeniden çerçevelemenin doğrudan bir sonucudur — bir şemanın zaten kırılıp kırılmadığını sormaktan, kırılabilir olması için evren hakkında tam olarak neyin doğru olması gerektiğini sormaya doğru bir kaymadır.