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Merkle ayudó a la creación del primer sistema de criptografía asimétrica del mundo.
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Los árboles de Merkle hicieron posible la creación de criptomonedas descentralizadas y seguras.
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El padre de Ralph Merkle trabajó en el proyecto Pluto, para la creación de misiles ultrasónicos.
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Merkle ha obtenido múltiples galardones por sus descubrimientos en la criptografía.
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En la actualidad, es director de Alcor, la empresa que criogenizó a Hal Finney.
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Ralph Merkle es un genio: prolífico inventor de algoritmos de criptografía, creador de sistemas de autentificación, investigador de nanotecnología y pionero en la preservación humana (criogenia). Es tal la importancia de Merkle en el área tecnológica y científica que pertenece al Salón de la Fama de los Investigadores de Estados Unidos. Un título que lo merece con creces, sobre todo al considerar que sus investigaciones fueron cruciales para crear sistemas como bitcoin, la mensajería móvil privada y las criptomonedas.
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El apellido Merkle es de común conocimiento en el mundo de las criptomonedas. Tal vez son pocos los que conocen al personaje detrás de este nombre, pero han escuchado sobre él. Hablamos de un apellido que se encuentra en el selecto grupo de investigadores que fueron mencionados por Satoshi Nakamoto en la bibliografía del libro blanco de Bitcoin. Asimismo, fue el inventor de una de las estructuras base para ordenar y autentificar información dentro de Bitcoin, los árboles de Merkle.
Los aportes de Ralph Merkle a la criptografía y las criptomonedas es aún más abundante. Por ejemplo, gracias a sus investigaciones cuando era un universitario, toda dirección de bitcoin funciona por medio de una clave privada y otra pública. A este esquema se le conoce como criptografía asimétrica, siendo Merkle la primera persona en trabajar en dichos sistemas y publicar reportes para su estudio. Y, luego, casi 30 años después de esta invención, Satoshi Nakamoto lo utilizaría para asegurar el envío en Bitcoin de transacciones comerciales con registro público, pero con información sensible totalmente privada.
Pero ¿cómo un solo hombre puede aportar tanto al mundo? Para saber la respuesta a esta pregunta, tenemos que visitar la vida de Ralph Merkle, sus intereses y mayores aficiones. A continuación, la vida de un joven destinado a revolucionar el mundo.
¿Cuándo y dónde nació Ralph Merkle?
Ralph Merkle nació el 2 de febrero de 1952 en la ciudad de Berkeley, en el estado de California, en los Estados Unidos. Era el segundo hijo del matrimonio, luego de Judith Riley, quien falleció en el año 2010.
1 ¿Cómo fue la infancia de Ralph Merkle y su educación?
Ralph Merkle proviene de una familia de personajes prestigiosos. Es sobrino-nieto de la estrella de beisbol, Fred Merkle, quien jugó en las Grandes Ligas (MLB) y forma parte del Salón de la Fama (International League). El padre también era un físico de gran renombre: Charles Theodore Merkle fue director técnico en el proyecto Pluto, un estudio de las fuerzas aéreas americanas para la fabricación de un misil supersónico de baja altitud.
La hermana de Ralph, Judith Merkle Riley, era una reconocida escritora histórica. Mientras tanto, su esposa, Carol Shaw, es una destacada programadora de videojuegos. Este grupo de destacados personajes, en especial su padre, influenciaron en gran medida el futuro del joven Merkle.
¿El inicio de una obsesión?
Con la cancelación del proyecto Pluto, al padre de Ralph Merkle le diagnosticaron un cáncer de hígado. En ese periodo, y junto a un cercano amigo, Charles Theodore, inventó una versión temprana de tomografía computarizada. Sin embargo, el caso del patriarca Merkle estaba perdido, no había cura para su enfermedad en aquel entonces. En la actualidad, Merkle hijo trabaja para alargar la vida humana y preservar a personas con condiciones médicas que aún no tienen tratamiento.
Al verse envuelto en un ambiente ampliamente científico y de grandes logros, los intereses tecnológicos de Ralph Merkle se vieron alimentados. Se sabe, por ejemplo, que sus estudios de secundaria los cursó en la escuela Livermore. Esta escuela pública es uno de los centros educativos más prestigiosos de los Estados Unidos, un detalle que muy posiblemente contribuyó a sus capacidades académicas en la universidad.
De esta institución se graduaría en 1970 a los 18 años. Y es en este punto, cuando el interés de Ralph Merkle por las computadoras y los sistemas digitales ya era una realidad, es cuando empieza a despegar su exitosa carrera.
¿A qué universidades asistió Ralph Merkle?
Merkle inició una licenciatura y maestría en la universidad californiana Berkeley. Luego, unos años después, finalizó su doctorado en la prestigiosa Universidad de Standford.
2 ¿Cómo se interesó Ralph Merkle en la criptografía y la informática?
Ralph Merkle entró de lleno a la informática en la Universidad de Berkeley, donde decidió estudiar Ciencias de la Computación. Para 1974, adicionalmente, inició un curso sobre seguridad informática con el destacado profesor e investigador Lance Hoffman. Fue en este recinto educativo donde Merkle desarrollaría un sistema que cambiaría la historia.
Bajo la tutoría de Hoffman, Merkle trabajó en un cifrado con claves públicas. La idea era que se podía compartir información privada en canales de Internet, totalmente cifrados, sin perder el registro público de dichas acciones. Para ello, Ralph Merkle proponía la creación de un par de claves únicas y relacionadas entre sí.
La primera clave, la privada, es de uso exclusivo del propietario y sirve para ejecutar transacciones/mensajes. La segunda clave, la pública, alberga información que se puede registrar en un sistema y para verificar la autenticidad de la transacción. De esta manera, Merkle apuntaba que se podía potenciar la seguridad de la información que se comparte en redes o la Web.
¿Para qué sirven los sistemas criptográficos de clave pública?
Los sistemas criptográficos de clave pública, también conocidos como criptografía asimétrica, son utilizados para encriptar información, asegurar su transferencia y autentificar la concordancia de los datos. En el caso de Bitcoin, permiten enviar dinero de una dirección a otra.
La idea era tan revolucionaria que nadie nunca había trabajado en claves públicas y mucho menos existían expertos en el área. Por ello, cuando Hoffman leyó el trabajo de Ralph Merkle, lo descartó sin darle muchas explicaciones. Fue la testarudez de Merkle que lo mantuvo trabajando en este sistema, así como se comprometió en publicarlo luego de que un compañero informático le dijese que era un estudio valioso.
No fue una tarea nada sencilla. Aunque Ralph Merkle mandó su teoría a múltiples revistas científicas y de criptografía, bajo el título “Comunicaciones seguras sobre canales inseguros”, los editores estaban renuentes a publicarla. Sobre esta experiencia, Merkle señala — citando a otro autor— que la resistencia se debió a un comportamiento propio del hombre:
La mente humana trata a una nueva idea de la misma manera que el cuerpo trata a una proteína extraña; la rechaza.
Peter Medawar, escritor y biólogo inglés.
Tuvieron que pasar cuatro años y un exitoso desarrollo para que finalmente fuesen reconocidos los esfuerzos de Merkle. Todo fue gracias a Martin Hellman y Whitfield Diffie quienes desarrollaron en 1977 el primer criptosistema de clave pública, llamado intercambio de llaves Diffie-Hellman. Ellos hicieron público la importancia de las investigaciones de Merkle para el desarrollo de su propio proyecto, afirmando que el sistema debería llamarse Diffie-Hellman-Merkle. Un comentario que permitió la publicación de sus estudios en 1978.
El interés de Merkle por la criptografía y la informática no terminó allí. Para 1979, obtiene su doctorado (Ph.D) en ingeniería electrónica por la Universidad de Standford. La tesis que desarrolló se llamaba “Secreto, autentificación y sistemas de clave pública”, un trabajo que le permitió abordar las ventajas de seguridad de estos sistemas para registrar información.
Realizó otras investigaciones que fueron publicadas, como el estudio del estándar de criptografía DES, un sistema de criptografía gubernamental desarrollado en los años 70. Unos años después, para 1989, escribió sobre las firmas digitales certificadas, proponiendo una nueva estructura de confianza en sistemas digitales. Asimismo, ha hablado de las organizaciones de gobernanza descentralizada (DAO) como alternativa a los sistemas de votación tradicionales.
¿Cuál fue su primer trabajo en el área de tecnología?
Uno de los primeros trabajos de Ralph Merkle fue con la empresa americana Xerox Corporation, especialmente con su brazo investigativo PARC. Para esta firma se dedicó a desarrollar el hash criptográfico, Snefru, esta herramienta era utilizada para el criptoanálisis.
3 ¿En qué consiste el árbol de Merkle y cómo funciona?
Para 1979, misma fecha en la que recibió su título de doctorado, creó una estructura que también sería vital para bitcoin y las criptomonedas. Estamos hablando de los árboles de Merkle: un sistema que permite verificar, rápida y económicamente, información proveniente de un conjunto de datos.
Suena familiar, ¿no? Pues, se trata del elemento que ordena la información y facilita la verificación en Bitcoin. Esta estructura forma parte de cualquier bloque de la red, interconectándose hasta el bloque génesis. La forma en que cada transacción y bloque se relaciona entre sí va generando una figura muy similar a un árbol, en donde existen hojas, ramas y hasta raíz.
Con el árbol de Merkle, se agrupan las transacciones de la criptomoneda en un bloque, el cual será identificado por la función hash con una dirección única en toda la red. Esta dirección, la cual podemos llamar hojas, se forma a partir de la identificación de los anteriores bloques (las ramas), los cuales van enlazándose entre sí hasta llegar al primer bloque minado (la raíz o merkle root).
Como es una seguidilla de información que depende de los datos previamente verificados y registrados, es sencillo identificar de dónde proviene una alteración. Asimismo, como las redes de criptomonedas utilizan la función hash para encriptar información, cualquier dato que se modifique, generará un identificador hash distinto.
¿Qué es la función hash?
Una función hash es un algoritmo o secuencia de operaciones matemáticas que transforma un conjunto de datos en un código alfanumérico de una longitud fija. Una función hash también se conoce como función de resumen, porque los datos que se introducen pueden ser arbitrarios (extensos o cortos) y, aun así, el código resultante tendrá siempre la misma cantidad de caracteres.
Con que un hash no se encuentre emparentado a los bloques rama o el bloque raíz, resulta una evidencia suficiente para saber que alguna entidad maliciosa ha alterado el registro público de la criptomoneda.
Asimismo, el árbol de Merkle resume y agiliza el proceso de verificación de los nodos de la criptomoneda. Los nodos completos de redes como Bitcoin no tienen que descargar todo el historial de la red para verificar una serie de transacciones, sino que con los últimos bloques minados tienen suficiente información para confirmar su autenticidad.
Para saber más de este proceso, en CriptoNoticias tenemos un artículo especializado en la minería de Bitcoin y otras criptomonedas de Prueba de Trabajo (PoW). Esta actividad de procesamiento de transacciones está ampliamente conectada con el árbol de Merkle.
¿Cómo se utiliza el árbol de Merkle en la actualidad?
Los árboles de Merkle tienen amplio uso en las redes persona a persona (P2P) como Bitcoin. Por un lado, esta estructura es utilizada por los mineros para enlazar los bloques y la información que registran con sus operaciones. Por otro lado, el árbol de Merkle también funciona para las operaciones de los nodos de una red, ya que estas entidades pueden verificar los bloques recién registrados para confirmar sus transacciones.
4 ¿Estuvo Ralph Merkle involucrado en el desarrollo de Bitcoin?
No. Aunque las investigaciones y creaciones de Ralph Merkle son esenciales para la existencia de Bitcoin, el científico no estuvo involucrado en el desarrollo de esta red. Al menos, nunca ha declarado públicamente formar parte del diseño de Bitcoin, así como tampoco existe evidencia de que Satoshi Nakamoto se haya comunicado con Merkle (o viceversa).
¿Ralph Merkle ha desarrollado alguna criptomoneda o está involucrado en una empresa de bitcoin?
No. En la página web oficial de Ralph Merkle, el científico no afirma tener alguna relación con Bitcoin o el ecosistema de criptomonedas. Merkle ha estado ocupado trabajando en nanotecnología y criogenia en los últimos años de su vida, siendo gran parte de su obra científica.
A pesar de ello, el nombre de Ralph Merkle quedó inmortalizado en la historia de Bitcoin. El artículo “Protocolo para claves públicas de criptosistemas” es citado como bibliografía en el libro blanco de Bitcoin. Es uno de los pocos nombres que aparecen en este documento, destacando junto a Wei Dai y Adam Back.
Ralph Merkle ve a Bitcoin con buenos ojos y lo apoya públicamente. Por ejemplo, en el año 2021, escribió un documento la gobernanza, la democracia y las organizaciones autónomas descentralizadas (DAO). En este escrito afirma que Bitcoin es la primera forma de vida no-humana:
Incluso si una guerra nuclear destruye la mitad de nuestro planeta, (Bitcoin) seguiría viviendo, incorrupto. Seguirá ofreciendo sus servicios. Seguirá pagando a gente para mantenerse vivo (…) Mientras las personas quieran utilizarlo, es muy dificil de matar, parar, corromper o interrumpir.
Ralph Merkle, DAO, democracia y gobernanzas.
5 ¿En qué empresas ha trabajado Ralph Merkle?
Ralph Merkle, además de destacado criptógrafo, es un científico polifacético. En su página web personal, señala que es uno de los principales investigadores en el Instituto de Manufactura Molecular. Asimismo, es co-fundador del proyecto Nanofactory Collaboration, un dispositivo capaz de brindar terapias anti-edad, crear robots médicos y desarrollar nanocomputadoras.
¿Qué premios ha recibido Ralph Merkle por sus trabajos?
En el año 1996, recibió un premio de la Asociación de Maquinaria de Computación (ACMA) por el diseño de las claves públicas. En 1998 obtuvo el galardón Feynman Prize por sus investigaciones en nanotecnología. Asimismo, para el año 1999, el Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos (IEEE) le otorgó un reconocimiento por la invención de la criptografía asimétrica.
Entre sus trabajados más destacados está el hecho de que actualmente es el director de Alcor desde 1998, una fundación especializada en estudiar y llevar a cabo la criónica. Este es el nombre científico por el que se le conoce al trabajo de congelar cadáveres y cerebros en nitrógeno líquido.
El objetivo de la criónica es que, en un futuro, gracias a los avances médicos, existirán métodos para resucitar el cuerpo humano y restaurar su salud por completo. En este sentido, toda persona con una enfermedad incurable el día de hoy o con intenciones de preservar sus aportes a la humanidad, puede acceder a este servicio.
Un dato curioso es que Alcor es la empresa que preserva el cuerpo del informático Hal Finney, figura clave en los primeros días de Bitcoin, desde el momento de su muerte. Finney es el paciente 128 de la empresa. Ralph Merkle y su esposa Carol Shaw también se han inscrito en el proyecto Alcor para criogenizar sus cuerpos.
Sin importar su edad cada vez más avanzada, Ralph Merkle sigue dando charlas púbicas sobre los temas que lo apasionan (la regeneración molecular del cerebro, las gobernanzas descentralizadas y los usos médicos de la nanotecnología). También ha sido un invitado destacado de las conferencias de nanotecnología molecular. Sin lugar a duda, un hombre con múltiples intereses y destacado desempeño en todas las áreas.
