Ralph Merkle es uno de los informáticos y criptógrafos más reconocidos del mundo gracias a la creación del cifrado de clave pública y los árboles Merkle.

El nombre de Ralph Merkle, es uno de los más reconocidos a lo largo del mundo en el área de informática y criptografía. Y no es para menos, pues su ingenio ha sido clave para la creación de sistemas de gran valor en esas áreas. 

Ralph Merkle nació en Berkeley (California) en el año de 1952. Su padre, Theodore Charles Merkle, fue en su momento el director del Proyecto Pluto de la USAF, el cual estaba constuyendo el primer motor nuclear para aviones. Su niñez estuvo envuelta en un claro ambiente científico desde muy temprana edad. En medio de esta atmósfera, su curiosidad se vio ampliamente impulsada. Ejemplos como los de su padre, quien llevaba acabo uno de los proyectos más ambiciosos de la aeronáutica, marcarían su vida de forma única.

Fue así como comenzó su larga y rica carrera, una que lo llevaría a uno de los estadíos más altos del reconocimiento mundial. 

Educación

El camino educativo de Merkle comenzó a forjarse en 1963 al empezar sus estudios de secundaria en la Livermore High School. Este centro educativo, es reconocido como uno de los centros de secundarias más prestigiosos de Estados Unidos. Al término de sus estudios en secundaria en 1970, ingresó en la University of California, Berkeley. En ella, se graduó como especialista en Ciencias de la Computación en el año de 1974.

Más tarde en 1977, presentaría en Berkeley su Maestría en Ciencias de la Computación. Para lograr tal distinción, presentó su tesis: Evaluators for Attribute Grammars (Evaluadores para atributos gramaticales). Con esta, Merkle presentaba una manera de mejorar estas herramientas y su uso dentro de lenguajes de programación. Una visión optimizadora de una titánica tarea en tiempos en la que la optimización lo era todo en informática.

Siguiendo con sus estudios, en 1979 obtuvo su Doctorado en Ingeniería Eléctrica en la University of Stanford. Para ello, presentó uno de los trabajos de criptografía más adelantados a su tiempo, “Secrecy, authentication, and public key systems (Secreto, autenticación y sistemas de clave pública)”. En este trabajo, Merkle hablaba de sistemas de claves públicas y sus ventajas para ofrecer estructuras de seguridad más robustas.

Inicios en la criptografía

Los trabajos como criptógrafo de Merkle comenzaron antes de terminar su estancia en Berkeley. Fue durante este periodo, bajo la tutoría de Lance Hoffman, cuando Merkle presentó su primer trabajo para la creación de un sistema de cifrado público. Merkle presentó su desarrollo ante Hoffman, quién lo rechazó sin mayores explicaciones. Sin embargo, Merkle siguió trabajando en el mismo para seguir mejorándolo. Lo que Merkle ignoraba en ese momento, era que su investigación iba a ser completamente revolucionaria. Nadie había trabajado en el concepto de criptografía de clave pública y no existían expertos en dicha área. Todo este esfuerzo fue incluso antes de que Whitfield Diffie y Martin Hellman crearán el protocolo Diffie-Hellman en 1977.

Pese al rechazo inicial que recibió su proyecto, Merkle seguía en la búsqueda de un espacio para publicarlo y darlo a conocer. En esa búsqueda, Merkle contactó con Bob Fabry, un especialista informático. Fabry, reconoció el enorme valor de este trabajo y comentó a Merkle lo siguiente:

“Publícalo, haz fama y fortuna.”

Pero eso sería el mayor desafío para Merkle. Los espacios de publicación académicos eran reacios a aceptar su trabajo. En especial, porque nadie comprendía cómo un sistema que “envía información sensible en texto plano por una red“ podía ser seguro. En 1975, durante un intento de publicación en la ACM, Susan Graham remitió una carta explicando que era “imposible” publicar su proyecto.

El trabajo tan cuestionado tenía por título “Secure Communications over Insecure Channels (Comunicaciones Seguras sobre Canales Inseguros)”. No fue hasta 1978, que el proyecto salió a la luz. Merkle tuvo que esperar cuatro años para ver un mundo preparado para entender sus ideas. Era un concepto nuevo, nadie había hablado del mismo. Tuvo que ser Ralph Merkle, un joven de 22 años que aún no se había graduado, quien lo hiciese por primera vez.

Evolución de sus trabajos criptográficos

Durante sus intentos por publicar su primer trabajo, Merkle siguió investigando en otras aspectos que le interesaban. En 1976, Ralph Merkle y Martin Hellman publicaron un trabajo conjunto sobre cripto-análisis: Results of an Initial Attempt to Cryptanalyze the NBS Data Encryption Standard. Este criptoanálisis buscaba profundizar en las capacidades y la seguridad del estándar de cifrado DES. En ese entonces, este sistema era ampliamente utilizado por los Estados Unidos y sus aliados.

Más tarde en 1980, luego de haber obtenido su doctorado, presentó Protocols for Public Key Cryptosystems. Este trabajo fue publicado en el IEEE Symposium on Security and Privacy. Con este nuevo trabajo, Merkle ahondaba en el diseño y estructuración de protocolos para sistemas de clave pública. Estas idea fueron esenciales en el diseño y preparación de dichos sistemas, justo cuando se vislumbraba la revolución del nacimiento de Internet.

Para 1989, Merkle publicaba otro brillante trabajo llamado A Certified Digital Signature. Publicado en Crypto 89, relata cómo los sistemas de firmas digital pueden transformar la estructura de confianza en las redes y quienes participan en ellas.

Durante ese mismo año y como parte de sus labores dentro del Xerox PARC, Merkle diseñó los sistemas de cifrado de bloques Khufu y Khafre, y la función hash Snefru.

Otros trabajos y áreas de interés

Ralph Merkle es un científico polifacético. De sus trabajos en informática, y no estrictamente ligados a la criptografía, el más importante ha sido el de los Árboles Merkle. Una estructura de árbol única que permite verificar, rápida y económicamente, la información de todo un conjunto de datos. De hecho, dicha estructura resulta vital en muchas tecnologías, sobre todo en Bitcoin y las criptomonedas.

Sin embargo, su genuino interés por la ciencia no se detuvo solo en el campo informático. También ha tenido importantes aportaciones en el campo de la nanotecnología y la criogenia. En el campo de la nanotecnología, su interés se centra en la la creación de sistemas autoreplicables. Investigando sobre los mismos, Merkle busca innovar más allá de los métodos de producción actuales. Y lo hace, persiguiendo el objetivo de crear dispositivos que se repliquen a sí mismos a escala molecular y atómica.

Debido a estas investigaciones y teorías, Merkle obtuvo en 1998 el reconocimiento y galardón Feynman Prize in Nanotechnology for theory. Por otro lado, su trabajo en el campo de la criogenía está estrechamente relacionado con su participación en la empresa Alcor. Merkle y su esposa Carol Shaw, se convirtieron en miembros de la empresa en 1989. Desde entonces, han sido parte de la directiva de la empresa. Merkle alcanzó el puesto de Director de Alcor en 1998 y desde entonces mantiene esa posición. Como apunte, Alcor es la empresa donde Hal Finney reposa crionizado desde 2014, tras convertirse en su “paciente” número 128.

De forma adicional, ha sido capaz de registrar más de 20 patentes durante toda su carrera como investigador. La mayoría de ellas están relacionadas con sistemas informáticos, criptográficos y de nanotecnología.