Mathematica ayuda a criptógrafa a convertirse en la joven científica del año en Irlanda

"Usando Mathematica, Sarah implementó tanto el algoritmo RSA como el CP y realizó análisis comparativos de tiempos de ejecución entre ellos."

En enero de 1999, Sarah Flannery fue nombrada joven científica del año en Irlanda por su trabajo al idear un nuevo algoritmo altamente innovador, rápido y seguro para el cifrado de datos en internet y otras comunicaciones electrónicas. El premio incluía un impresionante trofeo de plata, una suma monetaria de 1000 libras irlandesas, un viaje de una semana a Tesalónica, Grecia, para representar a Irlanda en el Concurso Europeo para Jóvenes Científicos, así como una ola de atención mediática internacional. En gran parte debido a todo este interés, se le pidió a Sarah que escribiera sobre sus experiencias. El libro resultante, In Code: A Mathematical Journey, fue publicado en abril de 2000.

El proyecto de Sarah, titulado "Cryptography—A New Algorithm versus the RSA", fue ampliamente elogiado tanto por los jueces del certamen como por criptógrafos profesionales por sus brillantes aplicaciones de la teoría de números y su demostración de un sólido dominio de los fundamentos de la criptografía. En él, Sarah comparó el algoritmo que desarrolló, llamado algoritmo Cayley–Purser (CP), con el sistema de claves públicas RSA desarrollado en la década de 1970 en el MIT. Su intención era demostrar que el algoritmo CP era mucho más rápido y tan seguro como el célebre RSA. Sin embargo, en el proceso también descubrió lo "maravillosamente potente" que es Mathematica. Fue "muy divertido aprender los comandos de Mathematica para [cifrar y descifrar]... simplemente verlo funcionar era un verdadero placer", escribió.

Sarah comenzó a explorar la ciencia de la criptografía en el otoño de 1997, durante su Año de transición, después de ser introducida al tema en una clase llamada 'Excursiones matemáticas' impartida por su padre en el Cork Institute of Technology. Cuando su profesor de ciencias, que buscaba participantes para la competición, describió la naturaleza de la diversión, la emoción y las experiencias en la reconocida Esat Young Scientist & Technology Exhibition, Sarah "supo que valdría la pena hacer algo solo por la diversión de estar en Dublín durante cinco días". En ese momento discutiendo sobre criptografía en la clase de su padre. Como había "oído a papá entusiasmarse con este paquete matemático llamado Mathematica que él decía que era lo mejor", Sarah decidió que sería una oportunidad ideal para aprender lo que este "maravilloso software" podía hacer. Además, tenía "cierta corazonada de que [le] encantaría programar".

En su libro, Sarah incluye una animada y completa discusión de los fundamentos de la criptografía y de las matemáticas y la teoría de números subyacentes. Gradualmente atrapa al lector con presentaciones y explicaciones iniciales de algunos rompecabezas lógicos y matemáticos populares, así como otros menos comunes. Los lectores están invitados a reflexionar sobre los capítulos introductorios o a pasarlos por alto para ir directamente a la cautivadora descripción de su proyecto de criptografía y los numerosos desafíos que implicó. El proyecto de Sarah requería que aprendiera teoría de números, las ideas criptográficas necesarias y programación en Mathematica para implementar e ilustrar los esquemas criptográficos, todo en unos pocos meses. A medida que aprendía más teoría de números y la forma de programar el código para manipularla, se emocionaba con la rapidez con la que Mathematica procesaba "en un abrir y cerrar de ojos" los enormes números comunes en la criptografía.

Sarah presentó su primer proyecto, "Cryptography—The Science of Secrecy", en el certamen Esat de 1998, lo que le valió el premio Intel Excellence Award, entre otros honores. También le ayudó a conseguir una valiosa experiencia laboral con Baltimore Technologies, una empresa de criptografía con sede en Dublín, donde le asignaron investigar una idea para un posible nuevo sistema de claves públicas presentada en un artículo no publicado escrito por el fundador de la empresa, Michael Purser. Fue a raíz de esta exposición que Sarah se dio cuenta de que podría extrapolar las ideas de Purser para idear un algoritmo asimétrico que explotara la propiedad no conmutativa de la multiplicación de matrices. Mientras que el algoritmo RSA requiere exponenciaciones modulares de números de doscientos a quinientos dígitos de longitud a números de la misma magnitud, este nuevo algoritmo solo implicaría multiplicaciones modulares, lo cual lo hacía mucho más rápido.

Durante los meses siguientes, Sarah se dedicó a aprender teoría de matrices básica para construir su nuevo algoritmo, escribiendo programas para generar ejemplos de conceptos poco familiares y consultando a su padre y numerosas revistas para obtener información adicional. A medida que aumentaban sus conocimientos de matemáticas y sus habilidades de programación, decidió escribir un código más limpio y sofisticado después de admirar trabajos de otros que demostraban la "maravillosa flexibilidad del lenguaje de Mathematica". Usando Mathematica, Sarah implementó tanto el algoritmo RSA como el CP y realizó análisis comparativos de tiempos de ejecución entre ellos. Sus esfuerzos se vieron recompensados cuando pudo demostrar con éxito que el algoritmo CP era de 20 a 30 veces más rápido que el RSA y también defenderlo con conocimiento ante un ataque. Todo esto le valió el primer premio en el Concurso Europeo de Jóvenes Científicos y un viaje para asistir a las ceremonias del Premio Nobel en Estocolmo en diciembre de 1999.

Aparte de sus extraordinarios logros, Sarah se considera una chica bastante normal con un amplio rango de aficiones e intereses. Recientemente ha completado sus exámenes del Examen de Certificado de Fin de Estudios y, aunque está considerando tomarse un año libre para estudiar matemáticas de forma independiente, eventualmente irá a la universidad, donde estudiará matemáticas e informática. "No tengo ninguna duda de que no soy un genio", afirma Sarah. Sin embargo, tuvo la fortuna de encontrar un tema de proyecto en el que estaba "interesada, muy interesada, y trabajó muy duro". También tuvo la fortuna de tener a su padre como mentor. Él siempre la animó a aprender los fundamentos, "simplemente a pensar" y a no dejarse intimidar por problemas o temas desconocidos.

La historia de Sarah, In Code: A Mathematical Journey, actualmente está a la venta en todo el Reino Unido, con planes para traducirlo y distribuirlo en Japón, Corea, China y los EE. UU. en un año. Hasta ahora ha recibido únicamente excelentes críticas y ya va por su segunda edición. Puede pedirse en línea a través de Amazon.co.uk.