دانيال ج. بيرنشتاين

دانيال يوليوس بيرنشتاين (مواليد 29 أكتوبر 1971) هو عالم رياضيات وعالم تشفير وعالم حاسوب أمريكي . يشغل منصب أستاذ علوم الحاسوب في جامعة إلينوي في شيكاغو . ^{[ 2 ]} وكان أستاذاً زائراً في قسم الرياضيات وعلوم الحاسوب في جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا ، ^{[ 3 ]} وأستاذاً زائراً في مركز CASA بجامعة روهر في بوخوم حتى عام 2023. ^{[ 4 ]}

التحق بيرنشتاين بمدرسة بيلبورت الثانوية ، وهي مدرسة ثانوية عامة في لونغ آيلاند ، وتخرج منها عام 1987 عن عمر يناهز 15 عامًا. ^{[ 5 ]} وفي العام نفسه، حاز على المركز الخامس في مسابقة ويستنغهاوس للبحث عن المواهب العلمية . ^{[ 6 ]} وفي عام 1987، حقق مركزًا ضمن أفضل عشرة متسابقين في مسابقة ويليام لويل بوتنام الرياضية ، ^{[ 7 ]} وكان عضوًا في الفريق الذي حاز على المركز الثاني من جامعة برينستون في العام التالي. ^{[ 8 ]} حصل بيرنشتاين على درجة البكالوريوس في الرياضيات من جامعة نيويورك (1991) ودرجة الدكتوراه في الرياضيات من جامعة كاليفورنيا، بيركلي (1995)، حيث درس على يد هندريك لينسترا . ^{[ 1 ]}

خضعت صادرات التشفير من الولايات المتحدة لرقابة صارمة باعتبارها ذخيرة منذ الحرب الباردة وحتى إعادة تصنيفها عام ١٩٩٦، مع تخفيف القيود عليها لاحقًا في أواخر التسعينيات. ^{[ ٩ ]} في عام ١٩٩٥، رفع بيرنشتاين دعوى قضائية باسم "بيرنشتاين ضد الولايات المتحدة" . وقد نصّ الحكم في هذه القضية على أن البرمجيات محمية بموجب التعديل الأول للدستور الأمريكي ، مما ساهم في تغييرات تنظيمية قلّصت القيود المفروضة على التشفير. ^{[ ١٠ ]} مثّلت مؤسسة الحدود الإلكترونية بيرنشتاين في البداية . ^{[ ١١ ]} ثم مثّل نفسه لاحقًا . ^{[ ١٢ ]}

صمّم بيرنشتاين خوارزمية التشفير المتدفقة Salsa20 عام 2005 وقدّمها إلى eSTREAM للمراجعة وإمكانية اعتمادها كمعيار. ثم نشر لاحقًا نسخة ChaCha20 من Salsa عام 2008. وفي عام 2005، اقترح منحنى القطع الناقص Curve25519 كأساس لأنظمة المفتاح العام . عمل بيرنشتاين باحثًا رئيسيًا على نسخة Ed25519 من EdDSA . وقد شقت هذه الخوارزميات طريقها إلى برامج شائعة الاستخدام. فعلى سبيل المثال، منذ عام 2014، عند تجميع OpenSSH بدون OpenSSL ، تُشغّل هذه الخوارزميات معظم عملياته. كما أن توقيع حزم OpenBSD يعتمد على Ed25519. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

بعد ما يقرب من عقد من الزمان، كشف إدوارد سنودن عن عمليات مراقبة جماعية تقوم بها وكالة الأمن القومي ، واكتشف باحثون ثغرة أمنية في خوارزمية Dual EC DRBG الخاصة بالوكالة . أثارت هذه الأحداث شكوكًا حول معايير المنحنى الإهليلجي التي اقترحتها وكالة الأمن القومي وقام المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) بتوحيدها . ^{[ 15 ]} خشي العديد من الباحثين ^{[ 16 ]} من أن تكون وكالة الأمن القومي قد اختارت منحنيات تمنحها ميزة في تحليل الشفرات . ^{[ 17 ] [ 18 ]} اختارت جوجل خوارزمية ChaCha20 إلى جانب رمز مصادقة الرسائل Poly1305 الخاص ببرنشتاين لاستخدامه في بروتوكول TLS ، وهو بروتوكول شائع الاستخدام لأمن الإنترنت. ^{[ 19 ]} اعتمدت العديد من منظمات المعايير بروتوكولات مبنية على أعماله ، وتُستخدم في تطبيقات متنوعة ، مثل نظام التشغيل iOS من Apple ، ^{[ 20 ]} ونواة نظام Linux ، ^{[ 21 ]} وOpenSSH ، ^{[ 22 ] [ 23 ]} وشبكة Tor . ^{[ 24 ]}

في ربيع عام 2005، قام بيرنشتاين بتدريس دورة حول "التشفير عالي السرعة". ^{[ 25 ]} وقدم هجمات جديدة على ذاكرة التخزين المؤقت ضد تطبيقات AES في نفس الفترة الزمنية. ^{[ 26 ]}

في أبريل 2008، ^{[ 27 ]} تم اختيار تشفير التدفق الخاص ببرنشتاين " Salsa20 " كعضو في المجموعة النهائية لمشروع eSTREAM ، وهو جزء من توجيه بحثي للاتحاد الأوروبي .

في عام 2011، نشر بيرنشتاين RFSB، وهو نوع مختلف من دالة التجزئة القائمة على المتلازمة السريعة (FSB) .

وهو أحد محرري كتاب "التشفير ما بعد الكم" الصادر عام 2009. ^{[ 28 ]}

في عام 2022، رفع بيرنشتاين دعوى قضائية ثانية ضد حكومة الولايات المتحدة بموجب قانون حرية المعلومات ، مطالباً بسجلات حول دور وكالة الأمن القومي في التأثير على معايير التشفير ما بعد الكمومية للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، وهي قضية لا تزال جارية حتى عام 2025. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

ابتداءً من منتصف التسعينيات، كتب بيرنشتاين عددًا من البرامج التي تراعي الأمن، بما في ذلك qmail و ezmlm و djbdns و ucspi-tcp و daemontools و publicfile.

انتقد بيرنشتاين برنامج BIND ، وهو البرنامج الرائد في مجال أنظمة أسماء النطاقات (DNS) آنذاك، وطوّر برنامج djbdns ليكون برنامجًا يركز بشكل أساسي على الأمن. ^{[ 31 ]} وقدّم بيرنشتاين "ضمانات أمنية" لبرنامجي qmail وdjbdns على شكل مكافآت مالية لمن يكتشف الثغرات الأمنية. ^{[ 32 ] [ 33 ]} وفي عام 2005، نُشرت ثغرة أمنية مزعومة تستهدف برنامج qmail الذي يعمل على منصات 64 بت ، ^{[ 34 ] [ 35 ]} لكن بيرنشتاين يعتقد أن هذه الثغرة لا تندرج ضمن معايير ضمانه الأمني ​​لبرنامج qmail. وفي مارس 2009، منح بيرنشتاين 1000 دولار أمريكي لماثيو ديمبسكي لاكتشافه ثغرة أمنية في برنامج djbdns . ^{[ 36 ]}

في أغسطس 2008، أعلن بيرنشتاين عن ^{[ 37 ]} مشروع DNSCurve ، وهو اقتراح لتأمين نظام أسماء النطاقات . يطبق DNSCurve تقنيات من تشفير المنحنيات الإهليلجية بهدف تحقيق زيادة هائلة في الأداء مقارنةً بخوارزمية المفتاح العام RSA المستخدمة في DNSSEC . ويستفيد من التسلسل الهرمي الحالي لنظام أسماء النطاقات لنشر الثقة من خلال تضمين المفاتيح العامة في سجلات DNS مُنسقة خصيصًا ومتوافقة مع الإصدارات السابقة .

اقترح بيرنشتاين نظام البريد الإلكتروني "إنترنت ميل 2000" ، وهو نظام بديل للبريد الإلكتروني، وكان يهدف إلى استبدال بروتوكول نقل البريد البسيط (SMTP) وبروتوكول مكتب البريد (POP3) وبروتوكول الوصول إلى رسائل الإنترنت (IMAP). ^{[ 38 ]}

يُعرف بيرنشتاين أيضًا بدالة تجزئة السلاسل النصية djb2 ^{[ 39 ] [ 40 ]} ومكتبة قاعدة البيانات cdb . ^{[ 41 ]}

نشر بيرنشتاين عدداً من الأبحاث في الرياضيات والحوسبة . ويتناول العديد من أبحاثه الخوارزميات أو التطبيقات .

في عام ٢٠٠١، نشر بيرنشتاين بحثًا بعنوان "دوائر لتحليل الأعداد الصحيحة إلى عواملها الأولية : اقتراح" ^{[ ٤٢ ]} ، والذي أشار فيه إلى أنه إذا أمكن تقريب كفاءة التطبيقات المادية للأجهزة من كفاءتها النظرية، فقد تكون التقديرات الشائعة آنذاك لمعايير الأمان الكافية خاطئة بمقدار ثلاثة أضعاف. وبما أن خوارزمية RSA ذات ٥١٢ بت كانت قابلة للكسر في ذلك الوقت، فمن المحتمل أن تكون خوارزمية RSA ذات ١٥٣٦ بت قابلة للكسر أيضًا. حرص بيرنشتاين على عدم تقديم أي تنبؤات فعلية، وشدد على أهمية التفسير الصحيح للتعبيرات التقاربية . وقد اختلف العديد من الباحثين البارزين (من بينهم أرجين لينسترا ، وآدي شامير ، وجيم توملينسون، وإيران ترومر ) بشدة مع استنتاجات بيرنشتاين. ^{[ ٤٣ ]}

يُعدّ بيرنشتاين أيضًا مؤلفًا للمكتبات الرياضية DJBFFT ، وهي مكتبة سريعة محمولة لحساب تحويل فورييه السريع (FFT )، وغربال الأعدادprimegen الأولية الصغيرة سريع تقاربًا مع استهلاك منخفض للذاكرة ، ويعتمد على غربال أتكين (بدلًا من غربال إراتوستينس الأكثر شيوعًا ). شارك أتكين وبيرنشتاين في تأليف غربال أتكين . وقد استُخدم كلا الغربالين بفعالية في البحث عن الأعداد الأولية الكبيرة .

في عام 2007، اقترح بيرنشتاين استخدام منحنى إدواردز (الملتوي) ، Curve25519 ، كأساس لتشفير المنحنى الإهليلجي ؛ ويتم استخدامه في تطبيق Ed25519 لـ EdDSA .

في فبراير 2015، نشر بيرنشتاين وآخرون ورقة بحثية حول نظام توقيع ما بعد الكمومي عديم الحالة قائم على التجزئة يُسمى SPHINCS . ^{[ 44 ]} في يوليو 2022، كان SPHINCS+ ، وهو نظام توقيع مُعدّل من SPHINCS بواسطة بيرنشتاين وآخرون، أحد الخوارزميات الأربع الفائزة في مسابقة NIST لتوحيد معايير التشفير ما بعد الكمومي . وكان الخوارزمية الوحيدة القائمة على التجزئة من بين الخوارزميات الأربع الفائزة. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

في أبريل 2017، نشر بيرنشتاين وآخرون ورقة بحثية حول خوارزمية RSA ما بعد الكمومية والتي تتضمن خوارزمية تحليل الأعداد الصحيحة التي زُعم أنها "أسرع بكثير من خوارزمية شور ". ^{[ 47 ]}

في عام ٢٠٠٤، درّس بيرنشتاين دورةً في أمن برمجيات الحاسوب، حيث كلّف كل طالبٍ باكتشاف عشر ثغراتٍ أمنيةٍ في برمجياتٍ منشورة. ^{[ ٤٨ ]} اكتشف الطلاب الخمسة والعشرون ٤٤ ثغرةً أمنية، ونشرت الدورة تنبيهاتٍ أمنيةً بشأن هذه المشكلات. ^{[ ٤٨ ]}

• كيوب هاش ، مشاركة بيرنشتاين في مسابقة دالة التجزئة التابعة للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا
• SipHash
• NaCl ، مكتبة الشبكات والتشفير
• بروتوكول قائمة انتظار البريد السريع (QMQP)
• بروتوكول نقل البريد السريع (QMTP)

• الموقع الرسمي
• DJBFFT
• دانيال بيرنشتاين على صفحة أعضاء هيئة التدريس في جامعة إلينوي في شيكاغو
• صفحة أعضاء هيئة التدريس في جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا، مؤرشفة بتاريخ 23 نوفمبر 2016 على موقع Wayback Machine.
• دانيال ج. بيرنشتاين في مشروع علم الأنساب الرياضي