Algorand团队背后:最年轻的图灵奖得主Shafi Goldwasser

hameiz 发布在 区块链 海盗号 61352

人在链圈,遵从本心、顺其自然地“链赚”。我有“4PAI”计划:实在参与的“行动派”系列、兴致研讨的“随心Pie”系列、全球引智的“薏米Pie”系列、学习进阶的“学缘Pie”系列。本文是“薏米Pie”系列第16篇,敬请指正。

Algorand是由密码学先驱、图灵奖得主、麻省理工学院教授西尔维奥·米卡利(Silvio Micali)创建的科技公司,旨在解决“区块链不可能三角问题”,以去中心化、可延展性和安全性的特色技术,赋能“无摩擦金融”,支持“无国界经济”。作为基于纯粹的权益证明(PPoS)、无需许可、即时交易终结、没有分叉的明星公链,Algorand于2019年6月主网上线、同年11月推出Algorand 2.0协议,显示了强大的技术实力和卓越的网络性能。

“谋定后动,知止有得”。得益于创始人米卡利教授的个人魅力和学术声誉、Algorand公链的技术实力与卓越性能,Algorand成功邀请了13位多领域、多学科的学术与实践大师级专家作为顾问,借力外脑共谋事业发展。按Algorand分类,其中顾问5人、科学顾问4人、数字代币顾问4人。笔者撰写《Algorand顾问们》系列文章,介绍与Algorand结缘、为新兴区块链领域贡献才智的大师们。

作为《Algorand顾问们》系列第2篇,本文介绍Algorand科学顾问莎菲·戈德瓦瑟(Shafi Goldwasser)教授,美国国家科学院、美国国家工程院、美国艺术与科学院“三院”院士。她与MIT同事、伯克利博士同学、Algorand创始人米卡利教授因合作发明的成就,共同获得了2012年图灵奖。戈德瓦瑟教授成为历史上第三位获得计算机学术领域最高奖项的女性,也是迄今为止最年轻的图灵奖获得者。

荣誉等身的顶级计算机科学家


戈德瓦瑟教授是以色列裔美国计算机科学家,国际密码协会(IACR)会士(2007年)、美国国家工程院院士(2005年)、美国国家科学院院士(2004年)、美国文学与科学院院士(2001年)。她目前是麻省理工学院机电工程与计算机科学系RSA教授,麻省理工密码和信息安全小组共同领导人,也是计算理论小组和计算机科学与人工智能实验室复杂性理论小组成员。同时,她还是世界领先的多学科研究机构-以色列魏茨曼科学研究所的计算机科学与应用数学教授,此外,还曾经受聘美国普林斯顿大学客座教授、以色列希伯来大学客座教授等。

戈德瓦瑟教授自述学术兴趣是密码学、计算数理论、复杂性理论、容错分布式计算、概率证明系统和近似算法。她在密码学、计算复杂性、计算数论和概率算法方面做出了重要贡献,是上述领域的世界领先者。她发布了许多里程碑式论文,开创了计算机科学的整个分支领域。其中包括建立现代密码学的理论基础,引入零知识交互证明,引入多证明者证明(后称概率检验证明),发现概率可检验证明与近似问题的棘手性之间的联系,介绍了如何利用椭圆曲线理论区分素数和复合材料,并进行了组合性能测试。

作为世界顶级科学家,戈德瓦瑟教授迄今最辉煌的成就,是与同学兼同事米卡利教授,因在线交易安全性方面的开拓性成果,“为密码学奠定了复杂性理论基础的变革性工作,并在此过程中开创了复杂性理论中有效验证数学证明的新方法”(获奖评语),获得了2012年图灵奖,也获得了由Intel和Google资助的25万美元现金奖励。

戈德瓦瑟和米卡利奠定了现代理论密码学的基础,把它从启发式领域带到了数学科学中,将密码学从艺术变成科学。他们的研究结果与其他人一起,为加密和数字签名的基本原语建立了如今标准的安全定义,并提供了满足所述安全目标的示例性实现。更重要的是,他们的工作有助于确立现代密码研究的基调和特点。他们与其他人联合并合作,在随机函数、交互式证明和零知识协议等形式上提供了惊人的创新,其影响超出了密码学,上升到一般意义的理论计算机科学。

戈德瓦瑟教授的另外荣耀是先后在1993年和2001年两次获得哥德尔理论计算机科学奖,这是计算机领域仅次于图灵奖的奖项。目前共有6位学者两次获奖。必须一提的是,戈德瓦瑟是首届哥德尔奖的得主。此外,她的丈夫尼尔·沙维特(Nir Shavit)教授在2004年赢得了哥德尔奖,她一家获得三次哥德尔奖,也创下了纪录。

美国计算机协会(ACM)2017年表彰了在数字时代做出变革性贡献和推动技术进步的54名研究员,戈德瓦瑟理所当然入选其中。此外,她还获得诸多荣誉:西蒙斯基金会的西蒙斯调查员奖(2012年),IEEE的Emanuel R.Piore奖(2011年),富兰克林学院计算机和认知科学的本杰明·富兰克林勋章(2010),ACM女性计算机委员会的雅典娜讲师(2008年),加州大学伯克利分校计算机科学与工程分部杰出校友奖(2006年),魏茨曼研究所Levenson数学奖(1999年),RSA数学奖(1998年),ACM的Grace Murray Hopper奖(1996年),国家科学基金会科学领域妇女奖(1991-1996),IBM青年教师发展奖(1983-1985)等。

理性与机缘的学术之路


戈德瓦瑟1959年出生于纽约市。她的父母是以色列人,她在特拉维夫上小学和中学,高中时对物理、数学和文学特别感兴趣。高中毕业后回到美国,进入卡内基梅隆大学数学系,于1979年获得学士学位。不过,在当时计算机科学已经成为超强学科的卡内基梅隆,她很快就对编程和计算机科学产生了兴趣。她还参与了CMU的CM*项目,这是一个50处理器的多处理器系统。

戈德瓦瑟选择了进入加州大学伯克利分校攻读计算机科学的硕士和博士学位。她日后评价自己的选择:“对数学好的女性来说,计算机是门绝妙的学科!这个领域相对年轻,十分开放,并无成规限制。绝大多数高校计算机系都有很强的女性,正如我在卡内基梅隆、MIT和伯克利遇见了一些密码学领域的顶尖女性科学家。”她认为,无论是在学术界还是产业界,计算机科学都是“完美的领域”,只要具备强有力的分析和技术能力,编程经验并非必需,“关键还是数学。女性也许编程起步要晚一些,但数学一点都不比男性差。”

不过,戈德瓦瑟进入伯克利分校时,也曾经苦恼自己具体该学什么。硕士阶段,她与Michael Powell和David Patterson一起研究过RISC体系结构的最佳指令集。但她很快就遇到了一群热情的年轻理论计算机科学家,包括埃里克·巴赫、费思·艾伦、迈克·鲁比、杰夫·沙利特、维杰伊·瓦齐拉尼和她的图灵奖共同获得者米卡利,她开始发现自己的兴趣在于理论领域。

促使她彻底固定学术兴趣的,是另一位图灵奖获得者曼努埃尔·布鲁姆(Manuel Blum)的数论课程,让她倍感兴奋,后来布鲁姆成为她的博士导师。她还收获满满地参加了在圣巴巴拉举行的第一届密码学会议,会见了RSA密码系统的三位作者,他们后来都获得了图灵奖:罗恩·里维斯、阿迪·沙米尔和莱恩·阿德尔曼。

戈德瓦瑟先后在1981年和1983年获得了加州大学伯克利分校的计算机科学硕士和博士学位。自1980年研究生同学以来,她就与米卡利开始了几十年之久的学术合作。据麻省理工所述,两人的合作始于一场扑克游戏:当时两人思考如何通过电话,“安全地”玩一场扑克游戏,他们设计的解决方案本质上是一种完美的加密单个比特的方法,他们发明了一种“混合”技术,表明独立加密单个比特可以使整个消息安全,第一个对公钥加密系统的语义安全给出了严格的定义。从那时起,两人证明了他们的算法可以扩大到解决更复杂的问题,比如通讯协议和网络交易。

1983年,戈德瓦瑟获得班特雷尔博士后奖学金来到麻省理工学院,之后做了一名教师。当她来到麻省理工学院时,那是一个令人兴奋的时刻。她加入了一个有着相似研究兴趣的小组:米卡利已经到了,本尼·乔、奥德戈德里奇、罗恩·里维斯特和迈克·西普瑟也在那里。

戈德瓦瑟在麻省理工学院历经助理教授(1983-1987年)、副教授(1987-1992年),在1992年至今任电气工程与计算机科学教授,1997年开始任RSA电气工程和计算机科学教授。1993年至今,她在以色列魏茨曼科学研究所担任计算机科学和应用数学教授。

戈德瓦瑟的丈夫尼尔·沙维特从1992年起至今,是以色列特拉维夫大学计算机科学教授,2011年起任麻省理工学院电子工程和计算机科学系教授。于是,夫妻两人与两个儿子,在美国和以色列两家顶级学术机构平衡分配时间,每次在每个国家要工作三年左右。

量子计算威胁不到密码学


近年来,无论学术界还是实业界,总有担心新兴的量子计算机会挑战现有的密码体系。作为密码学大师,戈德瓦瑟教授对此持谨慎态度。

2019年世界顶尖科学家论坛(上海·滴水湖),中国科学技术大学常务副校长、世界首颗量子通信试验卫星“墨子号”之父潘建伟院士在演讲中提到,理论上所有密码都可以被经典计算机甚至量子计算机破解。与会的戈德瓦瑟教授当场就提出了质疑:“谢谢您精彩的演讲!您开头提到没有计算机解决不了的计算问题,我觉得不对!”

戈德瓦瑟教授会后接受采访时,解释了自己的观点:“如果理论上你能获得世界上所有的计算时间,那理论上它们都会被破解。但事实上,这是有计算时间限制的。如果用渐进语句产生足够的密码数,目前尚无有效的经典算法可以破解。还有四种基于几何学和格问题的新加密系统,即使是量子计算机也没有相对应的破解算法。总的来说,就目前所知的量子计算机而言,我们有安全的加密系统。”

她还认为,量子计算机是很美妙的理论,就现在主流的公开密钥密码体制RSA而言,破解密码的难度取决于对极大整数做因数分解的能力。“据我所知,目前量子计算机最大能对143进行因数分解,即11乘以13。所以距离量子计算机真的能跑因数分解算法还很遥远,不清楚有生之年能否亲见。”

戈德瓦瑟教授很关注大数据时代的隐私安全问题。她在世界顶尖科学家论坛(上海·滴水湖)的演讲题目就是《密码学和机器学习》。与诸多计算机学术领域的大师们一样,戈德瓦瑟也涉足产业界。除了作为区块链企业Algorand的顾问外,她还是二元技术(Duality Technology)公司的联合创始人兼首席科学家。

Duality Technology是以色列计算神经科学博士、原RSA数据科学和创新全球总监Alon Kaufman博士在2016年发起的,戈德瓦瑟教授等5人是积极支持的联合创始人。该公司以“最大化利用数据,最小化降低风险”为愿景,以突破性创新技术保护有价值的分析模型,对加密数据进行安全分析和人工智能,而不会暴露原始数据本身,进而赋予了安全的数字协作能力。目前已经获得了由Intel Capital领投、Hearst Ventures和Team8跟投的1600万美元融资。

戈德瓦瑟教授对自己身体力行参与的创业,充满了期待:“我对将密码理论的进步应用于实践的前景充满热情,以充分发挥数据驱动算法的潜力——未来的内燃机。我坚信,合作的同时保护目前由不同利益相关者持有的数据是一条出路。”

与Facebook打官司的丈夫


前文提到,戈德瓦瑟教授的丈夫尼尔·沙维特也是哥德尔奖得主,麻省理工学院电子工程和计算机科学系教授。同时,他还是麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)成员,多处理器算法组和计算连接组的主要研究员;ACM分布式计算原理研讨会(PODC)和ACM算法与架构并行研讨会(SPAA)项目主席。

沙维特教授于1984年和1986年获得以色列理工学院计算机科学理学学士和理学硕士学位,1990年在耶路撒冷希伯来大学获得计算机科学博士学位。主要学术兴趣是设计、实现和推理多处理器算法的技术,特别是多核机器的并发数据结构以及控制其行为的计算模型的数学基础。

不过,作为世界级的计算机科学家,沙维特教授最近大火的是把Facebook 告上了法庭。2020年3月初,有一条大新闻:麻省理工学院两位教授设立的创业公司“神经魔法”(Neural Magic, Inc.),指控 Facebook 侵犯了他们的商业机密,还将其核心算法放在GitHub 开源,而开源的恰恰是深度学习框架PyTorch的一个关键库。同时被告的还有“神经魔法”前员工亚历山大·兹拉特斯基,如今他是 Facebook人工智能研究院的研究科学家,被指控违反了保密和竞业禁止协议。

“神经魔法”公司,就是由沙维特教授和麻省理工计算机科学与人工智能实验室研究科学家亚历克斯·马特维耶夫(Alex Matveev)在2017年创立的。沙维特教授2018 年起任公司CEO。

沙维特教授2016 年开始开发人工智能系统来重建大脑中神经组织的连通性,被称为“提取大脑的连接图”。他和马特维耶夫教授合作研究发现,在大量神经生物学数据的基础上,使用正确的算法,可以仅使用标准计算机在这些大型神经生物学数据集上运行神经网络,而不需要专门的硬件,而且能够实现非凡的速度。这意味着数据科学家可以通过 CPU 运行神经网络和推理引擎,大大降低了机器学习项目的硬件成本,可以让人工智能应用更加普及。这促成了神经魔法公司的诞生,Comcast、NEA 等投资机构看好发展前景,已经投资了2000万美元。

兹拉特斯基是麻省理工博士后,也是“神经魔法”的第一位正式员工。2018 年3月,他成为公司技术总监,有权限获得公司所有的商业机密、专有信息和商业计划,而且能够接触到同时也协助编写了编译器核心算法的源代码。2019年7月,兹拉特斯基离开“神经魔法”,加入 Facebook,并表示不会涉及到此前参与的编译器工作。

2019年12月,Facebook在Github向世界宣布并开源了一个编译器,这其中包括了和“神经魔法”相同的专有算法。一个月后,在西雅图的TVM AI 开发者大会上,Facebook公布算法开源,可以支持神经网络在CPU上高效运行。 Facebook 甚至还在公告里向第一个代码审查人兹拉特斯基表示感谢。

2020年1月22日,“神经魔法”书面要求Facebook删除 Github上的侵权内容,但是Facebook拒绝接受。“神经魔法”随后起诉,2020年3月4日,美国麻省地区法院公布了编号为”第 20-10444 号民事诉讼“的起诉书披露,“神经魔法”要求获得三倍的实际损害赔偿,以及律师费和禁止进一步使用其商业秘密的禁令。

世界顶级计算机学者大战世界顶级的IT公司,结果如何?拭目以待吧!

(本文图片来自公开网络)


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