Сильвио Микали

Сильвио Микали (итал. Silvio Micali; род. 13 октября 1954, Палермо, Италия) — итальянский и американский учёный в области информатики, криптограф, профессор Массачусетского технологического института (MIT). Лауреат премии Тьюринга (2012, совместно с Шафи Гольдвассером) за фундаментальный вклад в теорию криптографии, в частности за разработку концепции криптографических протоколов с нулевым разглашением (zero-knowledge proofs) и вероятностного шифрования. Является одним из основоположников современной теоретической криптографии.

Биография

Сильвио Микали родился 13 октября 1954 года в Палермо, Сицилия. В 1978 году окончил Римский университет Сапиенца по специальности «математика». В 1982 году получил степень доктора философии (PhD) по информатике в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Мануэля Блюма. После защиты диссертации работал в IBM Thomas J. Watson Research Center, а затем, с 1987 года, является профессором кафедры электротехники и информатики Массачусетского технологического института (MIT).

В 2012 году Микали совместно с Шафи Гольдвассером был удостоен премии Тьюринга — высшей награды в области информатики. В 2017 году основал компанию Algorand, занимающуюся разработкой блокчейн-платформы с использованием собственного консенсусного протокола Pure Proof-of-Stake.

Научный вклад

Научная деятельность Сильвио Микали охватывает несколько ключевых областей криптографии и теории сложности вычислений.

Криптографические протоколы с нулевым разглашением

В 1985 году совместно с Шафи Гольдвассером и Чарльзом Рэккоффом Микали опубликовал работу «The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems», в которой ввёл понятие интерактивных доказательств с нулевым разглашением (zero-knowledge proofs). Эта концепция позволяет одной стороне (доказывающему) убедить другую сторону (проверяющего) в истинности некоторого утверждения, не раскрывая при этом никакой дополнительной информации, кроме самого факта истинности. Данный результат стал фундаментальным для развития криптографии, обеспечив теоретическую основу для аутентификации, электронных голосований и других протоколов, где требуется сохранение конфиденциальности.

Вероятностное шифрование

В 1984 году Микали совместно с Шафи Гольдвассером предложил концепцию вероятностного шифрования (probabilistic encryption). В отличие от детерминированных схем, вероятностное шифрование использует случайные числа при каждом шифровании, что позволяет одному и тому же открытому тексту быть зашифрованным в разные шифротексты. Это существенно повышает стойкость к атакам по выбранному открытому тексту. На основе этой идеи была разработана схема шифрования Гольдвассера — Микали, которая является семантически безопасной.

Доказательства с нулевым разглашением для NP-полных задач

В 1986 году Микали совместно с Одедом Гольдрейхом и Ави Вигдерсоном доказал, что для любой задачи из класса NP существует доказательство с нулевым разглашением. Это означает, что любой факт, который может быть проверен за полиномиальное время, может быть доказан без раскрытия дополнительной информации. Данный результат имеет огромное практическое значение, так как многие задачи в криптографии и информатике относятся к классу NP.

Криптография на основе решёток

Микали внёс вклад в развитие криптографии на основе решёток (lattice-based cryptography), в частности, в создание схем, устойчивых к атакам с использованием квантовых компьютеров. Совместно с другими исследователями он разработал протоколы, основанные на сложности задач решёток, таких как задача обучения с ошибками (LWE).

Блокчейн и консенсусный протокол Algorand

В 2017 году Микали основал компанию Algorand и представил консенсусный протокол Pure Proof-of-Stake (PPoS). В отличие от классических алгоритмов Proof-of-Work (PoW), используемых в Bitcoin, PPoS не требует значительных вычислительных затрат. Протокол основан на случайной выборке валидаторов из числа держателей токенов Algorand. Каждый раунд консенсуса выбирается случайная группа валидаторов, что обеспечивает децентрализацию, безопасность и масштабируемость. Протокол Algorand гарантирует финальность транзакций (транзакции не могут быть отменены) и устойчив к атакам, если доля честных участников превышает 2/3 от общего числа токенов.

Основные публикации

Среди наиболее значимых публикаций Сильвио Микали:

• Goldwasser, S., Micali, S., & Rackoff, C. (1985). «The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems». Proceedings of the 17th Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC).
• Goldwasser, S., & Micali, S. (1984). «Probabilistic Encryption». Journal of Computer and System Sciences, 28(2), 270–299.
• Goldreich, O., Micali, S., & Wigderson, A. (1986). «Proofs that Yield Nothing But Their Validity and a Methodology of Cryptographic Protocol Design». Proceedings of the 27th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS).
• Micali, S. (1992). «Fair Public-Key Cryptosystems». Advances in Cryptology — CRYPTO '92.

Награды и признание

• Премия Тьюринга (2012, совместно с Шафи Гольдвассером) — за фундаментальный вклад в теорию криптографии.
• Премия Гёделя (1993) — за работу по доказательствам с нулевым разглашением.
• Член Национальной академии наук США (2017).
• Член Американской академии искусств и наук (2013).
• Член Международной ассоциации криптологических исследований (IACR).

Критика

Несмотря на широкое признание, некоторые аспекты работы Микали подвергались критике. В частности, протокол Algorand критикуется за централизацию управления токенами (большая часть токенов находится под контролем фонда Algorand Foundation), а также за сложность экономической модели, которая может приводить к инфляции. Кроме того, некоторые исследователи отмечают, что теоретические результаты Микали, хотя и являются фундаментальными, не всегда находят прямое практическое применение из-за высокой вычислительной сложности.

Источники

• Goldwasser, S., Micali, S., & Rackoff, C. (1985). «The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems». STOC '85.
• Goldwasser, S., & Micali, S. (1984). «Probabilistic Encryption». Journal of Computer and System Sciences.
• Goldreich, O., Micali, S., & Wigderson, A. (1986). «Proofs that Yield Nothing But Their Validity». FOCS '86.
• Micali, S. (2017). «Algorand: The Efficient and Democratic Ledger». arXiv preprint arXiv:1607.01341.
• Официальный сайт премии Тьюринга (ACM A.M. Turing Award).