Mathematica ayuda a criptógrafa a convertirse en la Joven Científica Irlandesa del Año

Usando Mathematica, Sarah implementó los algoritmos RSA y CP y realizó análisis comparativos en tiempo real de ambos.

En enero de 1999 Sarah Flannery fue nombrada la Joven Científica Irlandesa del Año por su trabajo en la creación de un algoritmo altamente innovador, rápido y seguro para codificación de datos de internet y de otras comunicaciones electrónicas. El premio consistió en un importante trofeo de plata, una suma monetaria de IR£1000 y un viaje de una semana a Tesalónica, Grecia, para representar a Irlanda en la Competición Europea para Jóvenes Científicos, más una ola de atención de medios internacionales. Debido a todo este interés se le pidió a Sarah que escribiera sobre sus experiencias. Como resultado, el libro In Code: A Mathematical Journey, fue publicado en abril de 2000.

El proyecto de Sarah titulado "Cryptography--A New Algorithm versus the RSA" ("Criptografía —Un nuevo algoritmo versus el RSA"), fue ampliamente elogiado tanto por los jueces de la competición como por criptógrafos profesionales por igual por sus brillantes aplicaciones de teoría de los números y de su demostración de una gran comprensión de los fundamentos de la criptografía. En él, Sarah comparó el algoritmo que desarrolló, llamado el algoritmo Cayley-Purser (CP), con el criptosistema de clave pública RSA desarrollado en la década de 1970 en el MIT. Su intento fue demostrar que el algoritmo CP era mucho más rápido y tan seguro como el famoso RSA. Durante su trabajo, no obstante, también descubrió "maravillosamente potente" que es Mathematica. Fue "muy divertido aprender los comandos de Mathematica para [encifrar y descifrar]...disfruté mucho con sólo verlo en funcionamiento", escribió.

Sarah inicialmente decidió explorar la ciencia de la criptografía en el otoño de 1997 durante su año de Transición, después de haber tomado un primer contacto con el tema en una clase llamada "Excursiones matemáticas" dictada por su padre en el Cork Institute of Technology. Cuando su instructor de ciencia, quien estaba buscando participantes para la competición, describió la clase de diversión, entusiasmo y las experiencias de la competencia nacionalmente como Esat Young Scientist & Technology Exhibition, Sarah "sabía que valía la pena hacer algo simplemente por el craic a realizarse en Dublín por cinco días". Estaban en ese momento tratando criptografía en la clase de su padre. Como había "oído a su padre decir maravillas sobre un paquete matemático llamado Mathematica y que era lo mejor que se había inventado", Sarah decidió que sería una oportunidad ideal para aprender lo que podía hacer esta "pieza de software maravillosa" Además, Sarah tenía el presentimiento de que la programación podría realmente llegar a "encantarle".

En su libro, Sarah incluye una discusión amena y completa de los fundamentos de la criptografía y la matemática subyacente y la teoría de los números detrás. Gradualmente lleva al lector a presentaciones y explicaciones iniciales de varios populares problemas de lógica y de matemática y otros no tan conocidos. Los lectores son invitados tanto a pensar por sí mismos en los capítulos introductorios o a saltearlos e ir directamente a una descripción también muy cautivante de su proyecto de criptografía y de las dificultades del mismo, las cuales eran muchas. El proyecto le demandó aprender teoría de los números, las ideas criptográficas necesarias y programación en Mathematica para poder implementar e ilustrar los esquemas criptográficos, todo en unos pocos meses. A medida que aprendía más sobre teoría de los números y el modo de programar el código para manipularlo, se maravillaba de cómo Mathematica procesaba los números inmensos comunes en criptografía "en un abrir y cerrar de ojos".

Sarah registró su primer proyecto "Cryptography --The Science of Secrecy" ("Criptografía —la ciencia de la confidencialidad") en la competición Esat de 1998, la cual le valió su Premio a la Excelencia Intel, entre otros honores. También la ayudó a ganar una valiosa experiencia de trabajo con Baltimore Technologies, una compañía de criptografía de Dublín, donde se le encargó investigar una idea para un posible criptosistema de clave pública nuevo en un artículo no publicado escrito por el fundador de la compañía, Michael Purser. Fue después de esta experiencia que Sarah se dio cuenta de que podría extrapolar las ideas de Purser para crear un algoritmo asimétrico que explotaba la propiedad no conmutativa de la multiplicación de matrices. Mientras que el algoritmo RSA requiere una exponenciación modular de números de doscientos a quinientos dígitos de largo a números de similar magnitud, este nuevo algoritmo sólo implicaría multiplicación modular, haciéndolo mucho más rápido.

Durante los meses subsiguientes Sarah se propuso trabajar en la tarea de aprender teoría de matrices básica para construir su nuevo algoritmo, escribiendo programas para generar ejemplos de conceptos no familiares y consultando a su padre y numerosas revistas académicas para obtener información adicional. A medida que adquiría más conocimientos de matemática y capacidades de programación, decidió escribir códigos más claros y sofisticados después de admirar el trabajo de otros que demostraban la "flexibilidad maravillosa del lenguaje de Mathematica". Usando Mathematica, Sarah implementó los RSA y CP y realizó un análisis comparativo de tiempo ejecución de los dos. Sus esfuerzos fueron recompensados cuando pudo demostrar con éxito que el algoritmo CP era entre 20 y 30 veces más rápido que el RSA y, además, defender con fundamentos un ataque al mismo. Todo esto le valió su primer premio en la Competencia Europea de Jóvenes Científicos y un viaje para asistir a la ceremonia de entrega del Premio Nobel en Estocolmo en diciembre de 1999.

Aparte de sus logros extraordinarios, Sarah se considera una chica normal con un amplio rango de pasatiempos e intereses. Recientemente, completó sus Irish Leaving Certificate Examinations. Y a pesar de que está considerando tomarse un año sabático para estudiar más matemática en forma independiente, finalmente irá a una universidad donde estudiará matemática y computación. "No tengo dudas de que no soy una genia", dice Sarah. Sin embargo ella fue afortunada de encontrar un tema de proyecto en el cual estaba "interesada, muy interesada... y trabajé muy duro". También tuvo la suerte suficiente de tener a su padre como mentor. Siempre la alentó a aprender las bases, "simplemente para pensar", y no dejarse intimidar por problemas o temas desconocidos.

La historia de Sarah, In Code: A Mathematical Journey, se encuentra a la venta en el Reino Unido, y está en planes de ser traducido y distribuido en Japón, Corea, China y los Estados Unidos dentro de un año. Por lo pronto ha recibido solamente críticas excelentes y ya se halla en su segunda edición. Puede encargarse en línea a través de la librería Amazon.co.uk.

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