Меркл, Ральф
Ральф Чарльз Меркл (англ. Ralph Charles Merkle; род. 2 февраля 1952, Беркли, Калифорния[2], Беркли, Калифорния, США) — американский криптограф, известный как один из создателей криптосистем с открытым ключом[3] (протокол Диффи — Хеллмана — Меркла), изобретатель деревьев Меркла[4] и соавтор конструкции Меркла — Дамгора[5].
Общие сведения
| Ральф Чарльз Меркл | |
|---|---|
| Ralph Charles Merkle | |
| Дата рождения | 2 февраля 1952[1] (74 года) |
| Место рождения | |
| Страна |
|
| Научная сфера | Криптография, молекулярная нанотехнология, крионика |
| Место работы |
Институт молекулярного производства Alcor Университет Сингулярности |
| Образование |
Калифорнийский университет в Беркли (1977) Стэнфордский университет (1979) |
| Учёная степень | доктор философии по электротехнике |
| Учёное звание | профессор |
| Научный руководитель | Мартин Хеллман |
| Известен как | один из создателей криптографии с открытым ключом, изобретатель деревьев Меркла |
| Награды и премии |
Премия Париса Канеллакиса (1996) Приз Фейнмана по нанотехнологиям (1998) Премия Кодзи Кобаяси (1999) Премия RSA (2000) Медаль Ричарда Хэмминга (2010) Национальный зал славы изобретателей США (2011) Премия Левчина (2020) |
| Сайт | ralphmerkle.com |
Биография
Происхождение
Предки Меркла были родом из Швейцарии. Прапрадед Йоханн Ульрих Меркле родился 1 октября 1810 года в швейцарском городе Берлинген. Спустя два года после женитьбы Йоханна Меркле в 1863 году, 9 апреля 1865 года в Базеле родился Эрнст Джон Карл Меркле, будущий прадед учёного. Эрнст Меркле переехал в США, где в 1887 году в Фаулере женился на Анне Тильман. Семья постоянно переезжала с места на место. В 1927 году Эрнст Меркле скончался, оставив после себя сыновей — Фреда и Эрнста Меркла-младшего, деда Ральфа[6].
Ральф Меркл родился 2 февраля 1952 года в Беркли в семье Теодора Чарльза Меркла, впоследствии известного по должности технического директора проекта «Плутон»[7][8]. Тед Меркл был известен своей одержимостью работой и нетерпеливостью. Коллеги сравнивали его с «сильным ветром», а иной раз — и со «слоном в посудной лавке». Его коллега Джим Хэдли говорил, что Тед не склонен был распутывать гордиев узел, предпочитая разрубить его. Незадолго до рождения Ральфа, Тед окончил университет в Беркли и работал ассистентом преподавателя. Жалованье было небольшим, и семье, в которой было трое детей, иногда приходилось ограничивать свой рацион, но Тед всё равно гордился тем, что растил троих детей на зарплату ассистента преподавателя[9].
Мечтой Меркла-старшего было изучение космоса на какой-нибудь ионной ракете, летящей со световой скоростью. Проект «Плутон» дал ему возможность приблизиться к исполнению своей мечты. 1 января 1957 года Меркл, к тому времени уже получивший докторскую степень и возглавлявший исследовательское подразделение в Радиационной лаборатории имени Лоуренса, был назначен техническим директором проекта. Уже в период закрытия проекта (в 1964 году) у Теда Меркла врачи обнаружили рак печени. Столкнувшись с ограниченным уровнем медицины того времени, Тед весьма расстроился. Но в дальнейшем, он совместно с ещё одним инженером, разработал раннюю версию компьютерной томографии, выполняемой при помощи лабораторных компьютеров. При помощи этой разработки они сделали «топографическую карту» печени Меркла. По воспоминаниям его коллеги, Меркл мужественно относился к своей болезни, зная, что неизлечимо болен[9].
Старшая сестра Джудит Меркл-Райли стала писательницей, написала шесть исторических романов, которые принесли ей известность.
Ранние годы
После окончания Ливерморского колледжа в 1970 году Меркл поступил в Калифорнийский университет в Беркли. В университете занимался проектированием электрических систем, но к 1973 году заинтересовался алгоритмами шифрования. Наибольший интерес у Меркла вызвала задача обеспечения защиты коммуникаций между терминалом и компьютером при их взаимодействии по открытым линиям[10]. В 1974 году он получил степень бакалавра наук (B.S.) в области информатики[11]. В том же году предложил первую неклассифицируемую схему для защищённого обмена данными по незащищённым каналам, ключевая идея которой заключалась в том, что для вмешательства постороннего участника ему понадобится N2 больше времени, где N — время, необходимое доверенным участникам время для выполнения соответствующих математических операций над обмениваемой информацией. Несмотря на то, что данный подход содержал в себе уязвимые места (например, при использовании квантовых вычислений операции выполнялись значительно быстрее), данный алгоритм предложил идею для дальнейших исследований[12].
Продолжив обучение, в 1977 году Меркл получил степень магистра наук (M.S.) в области компьютерных наук в том же университете[11]. В 1979 году он получил степень доктора философии (Ph.D.) по электротехнике в Стэнфордском университете под руководством Мартина Хеллмана[11]. Его докторская диссертация называлась «Секретность, аутентификация и системы с открытым ключом» (англ. Secrecy, authentication, and public key systems).
Карьера
После получения докторской степени в 1979 году Меркл начал карьеру в частном секторе. В 1980 году он занял должность менеджера по разработке компиляторов в компании Elxsi в Кремниевой долине, где проработал до 1988 года[13]. В 1988 году он перешёл на работу в исследовательский центр Xerox PARC на должность научного сотрудника и оставался там до 1999 года. В этот период он разработал блочные шифры Khufu и Khafre, а также хеш-функцию Snefru[13].
С 1999 по 2003 год Меркл занимал должность теоретика по нанотехнологиям в компании Zyvex, одной из первых фирм, специализирующихся на молекулярных нанотехнологиях[14]. Затем, с 2003 по 2006 год, он занимал должность выдающегося профессора (англ. Distinguished Professor) в Технологическом институте Джорджии, где руководил Центром информационной безопасности.
В настоящее время Ральф Меркл является старшим научным сотрудником Института молекулярного производства (IMM), директором фонда продления жизни Alcor (с 1998 года[15]), президентом Nanofactory Corporation, а также заслуженным профессором в отставке (англ. Chair Emeritus) в Университете Сингулярности[16].
Научная деятельность
В октябре 1989 года журнал Cryonics опубликовал статью Меркла «Молекулярное восстановление мозга», которая вызвала значительный резонанс. Так, например, в 1990 году известный фантаст Артур Кларк в своём романе Призрак исполина процитировал фразу из статьи, упомянув Меркла и Alcor. Столь значительный интерес к статье был обусловлен тем, что в ней Меркл через ряд логических и математических доводов пытался доказать реальность осуществления крионики. Однако, ряд приведённых им доводов подвергся критике. В феврале 1991 года журнал Cryonics опубликовал критическую рецензию доктора Грегори Фэйхи, посвятившего себя изучению вопросов криобиологии и геронтологии. Фэйхи отмечал ряд слишком вольных, на его взгляд, допущений, ставя под сомнение выводы, сделанные Мерклом. Эта критика задела Меркла за живое, из-за чего он вскоре опубликовал ответную статью, в которой возражал Фэйхи, но в 1994 году была опубликована дополненная версия статьи Меркла[17].
Помимо крионики, Меркл является известным исследователем и сторонником молекулярной нанотехнологии — концепции производства, при котором объекты создаются с атомарной точностью. Он опубликовал множество работ, посвящённых созданию молекулярных машин и ассемблеров. В 1995 году, будучи научным сотрудником Xerox PARC, он принял участие в Четвёртой конференции Института Форсайта по молекулярной нанотехнологии, где представил доклады, посвящённые проектированию и созданию молекулярных ассемблеров[18].
31 мая 2016 года Меркл предложил концепцию «DAO-демократии» в виде черновика статьи «DAOs, Democracy and Governance»[19]. В этой работе, впоследствии опубликованной в журнале Cryonics Magazine, он описал систему управления, основанную на рынках предсказаний с целью максимизации «индекса счастья»[20].
Научный вклад
Ральф Меркл является одним из изобретателей криптографии с открытым ключом. В 1974 году, ещё будучи студентом, он разработал концепцию, известную как «Загадки Меркла» (англ. Merkle's Puzzles) — один из первых примеров протокола обмена ключами по незащищённому каналу. Эта работа, наряду с исследованиями Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана, заложила основы современной асимметричной криптографии. Впоследствии Хеллман предложил называть их совместный алгоритм протоколом «Диффи — Хеллмана — Меркла»[21]. Меркл также является соавтором ранцевой криптосистемы Меркла — Хеллмана, одной из первых криптосистем с открытым ключом.
В 1979 году Меркл изобрёл структуру данных, названную его именем — «дерево Меркла» (также известную как хеш-дерево). Эта структура позволяет эффективно и безопасно проверять целостность больших объёмов данных[22]. Деревья Меркла стали ключевым компонентом технологии блокчейн и криптовалют, таких как Биткойн, где они используются для верификации транзакций.
Меркл также внёс значительный вклад в теорию криптографического хеширования. Он является изобретателем конструкции Меркла — Дамгора, которая лежит в основе многих современных хеш-алгоритмов.
Награды и признание
За свой вклад в науку Ральф Меркл был удостоен множества наград и званий:
- 1996 — Премия Париса Канеллакиса от ACM за концепцию криптографии с открытым ключом.
- 1998 — Приз Фейнмана по нанотехнологиям (теоретическая категория).
- 1999 — Премия Кодзи Кобаяси от IEEE.
- 2000 — Премия RSA за выдающиеся достижения в области математики.
- 2008 — Почётный член (англ. Fellow) Международной ассоциации криптологических исследований.
- 2010 — Медаль Ричарда Хэмминга от IEEE.
- 2011 — Включён в Национальный зал славы изобретателей США.
- 2011 — Почётный член (англ. Fellow) Музея компьютерной истории.
- 2012 — Включён в Зал славы национальной кибербезопасности[23].
- 2020 — Премия Левчина.
- 2021 — Награда «Выдающийся выпускник в области компьютерных наук» (англ. Computer Science Distinguished Alumnus) от Калифорнийский университет в Беркли.
Примечания
Библиография
Ссылки
- ralphmerkle.com — официальный сайт Ральфа Меркла