Transcript null

Juryrapport
Ngi-NGN Informatie Scriptieprijs voor Informatica en Informatiekunde 2016
1e prijs
De afstudeerscriptie van Yfke Dulek (geb. 1992), getiteld Quantum homomorphic encryption
for polynomial-sized circuits, is geschreven voor de Master of Logic aan het Institute for
Logic, Language and Computation (ILLC) van de Universiteit van Amsterdam, onder
begeleiding van Dr. Christian Schaffner. Deze scriptie is de neerslag van een prachtig en
indrukwekkend onderzoek, waarin Yfke Dulek meerdere belangrijke resultaten boekt op het
gebied van de quantum-cryptografie en enkele vragen beantwoordt die in recente literatuur
door belangrijke cryptologen zoals Dr. Anne Broadbent en Dr. Stacey Jeffery gesteld zijn.
Yfke Dulek beschrijft in de eerste hoofdstukken op een bewonderenswaardig heldere en
volwassen wijze de wetenschappelijke probleemstelling van haar scriptie, waarna zij de
wiskunde van quantum-berekeningen uitlegt. De focus van de scriptie verschuift dan naar
het meer specialistische hoofdonderwerp, de homomorfe encryptie. Dit is een techniek
waarin derden berekeningen op versleutelde data kunnen uitvoeren zonder dat zij deze data
daarvoor eerst hoeven te decoderen. De quantum-variant hiervan, waarvoor Yfke Dulek in
haar scriptie cryptografische ‘gadgets’ aandraagt, zal in de toekomst uitstekend kunnen
worden toegepast. Immers, quantum-computers zullen vooralsnog duur en zeldzaam
blijven. Daarom zullen gebruikers hun berekeningen moeten uitbesteden aan grote
quantum-computers, voorstelbaar als een berekenings-‘cloud’ met vele gebruikers, die ze
niet noodzakelijk kunnen vertrouwen.
De scriptie bevat twee hoofdstukken die rijk zijn aan originele en belangrijke eigen
resultaten, die verder gaan dan de meest recente literatuur. In technische termen is Yfke
Duleks belangrijkste resultaat dat zij een methode voor quantum-encryptie heeft ontworpen
waarvan ze bewijst dat deze homomorfe evaluatie mogelijk maakt van om het even welke
efficiënte circuits. Dit terwijl homomorfe evaluatie tot nu toe in de literatuur slechts mogelijk
was voor een heel beperkte verzameling operaties. De scriptie eindigt met een fraai
concluderend hoofdstuk waarin ook de belangrijkste vragen die nog open zijn helder worden
benoemd. Het geheel van de scriptie is een plezier om te lezen, mede vanwege Yfke Duleks
uiterst verzorgde en soepele stijl en de prachtige verhelderende illustraties.
Yfke Dulek is onlangs aan een promotietraject in de quantum-cryptografie aan het CWI
begonnen. Inmiddels heeft zij als eerste auteur, met de twee begeleiders Schaffner en
Speelman als co-auteurs, een artikel geschreven met dezelfde titel als de scriptie. Dit artikel
is geselecteerd voor het belangrijkste congres in de cryptografie, het jaarlijkse IACR, waarbij
minder dan 25% van de ingediende artikelen geaccepteerd wordt. Het is zeer zeldzaam voor
een masterscriptie om op een dergelijk competitief congres geaccepteerd te worden. Ook
op het zeer selectieve congres QCrypt 2016 heeft Yfke haar werk mogen presenteren, wat
leidde tot een nominatie voor de ‘best student paper award’, een eer die meestal alleen aan
gevorderde promovendi te beurt valt. Ook erg bijzonder is dat op deze artikelen uit 2016 nu
al wordt voortgebouwd door internationale onderzoekers: het hoofdartikel is al vier maal
geciteerd door experts zoals Kashefi en Pappa, Kashedi en Wellden, Tan et alii, en zelfs
Broadbent in Physical Review A.
Ook tijdens de rest van haar studie heeft Yfke Dulek zich een briljante student in de logica en
informatica getoond. Zij selecteerde de moeilijkste vakken bij de Master of Logic, van
bewijstheorie via complexiteitstheorie tot quantum computing, en haalde daarvoor een
gemiddelde cijfer van 9,16. Hiermee is zij de beste van haar jaar en behoort zij tot de beste
3% van alle masterstudenten die deze opleiding de laatste 10 jaar gevolgd hebben.
Om al deze redenen stellen wij voor om de eerste prijs van de Ngi-NGN Informatie
Scriptieprijs voor Informatica en Informatiekunde dit jaar uit te reiken aan de briljante jonge
onderzoeker Yfke Dulek, voor haar uitstekende en indrukwekkende scriptie Quantum
homomorphic encryption for polynomial-sized circuits.
Gedeelde 2e prijs
Roel Jacobs studeerde af aan de Technische Universiteit Eindhoven. In de periode waarin
Roel zich voorbereidde op zijn afstuderen door mastervakken te doen, viel hij al op door zijn
zeer hoog gemiddelde tentamencijfer, ruim boven de 9. En ook zijn afstudeerscriptie,
getiteld Constructing Maps by Clustering Trajectories rondde Roel af met het cijfer 9.
Zijn onderzoek richtte zich op de vraag of het mogelijk is nette landkaarten van wegen en
paden te maken aan de hand van de spreekwoordelijke ‘elektronische broodkruimels’ die
onze mobieltjes achterlaten. Zoals u weet, onze mobiele apparaten - telefoons, iPads weten waar ze zich bevinden dankzij een GPS lokalisatiesysteem. Wanneer wij ons
voortbewegen levert dat elke seconde een bepaling op van onze positie. Daarmee kunnen
wij zelf bijvoorbeeld onze route naar een bestemming bepalen, of Pokemon Go spelen :-).
Wanneer we die positie zichtbaar maken terwijl we wandelen of fietsen, krijgen we een idee
waar zich een wandel- of fietspad bevindt. Wanneer niet één maar heel veel wandelaars en
fietsers dat doen, kunnen we bundels van dergelijke trajecten verzamelen, die allemaal net
wat anders zijn en soms enigszins door fouten verstoord. Roel Jacobs heeft deze bundels
genomen en daaruit berekend waar blijkbaar wandel- en fietspaden zijn, zonder dat deze
paden ooit daadwerkelijk door iemand opgemeten en in een landkaart gestopt zijn.
Zijn afstudeerscriptie beschrijft een prachtig stuk data science onderzoek, dat theoretische
modellering, geografische data-analyse en experimentele validatie combineert. Het idee om
bundels van trajecten te gebruiken en de manier waarop deze te analyseren is zeer elegant,
en biedt openingen voor verder onderzoek en andere toepassingen. De afstudeerscriptie is
bijzonder gedetailleerd en toch heel toegankelijk. Roel Jacobs, en zijn afstudeerdocent Dr.
Kevin Buchin, kunnen met recht trots zijn op deze runner-up prijs voor deze met cum laude
gehonoreerde informatica afstudeerscriptie.
Gedeelde 2e prijs
Thomas Neele is een student van de UT, die zijn afstudeerwerk heeft uitgevoerd aan de
TU/e. Beide universiteiten hebben hem genomineerd voor de afstudeerprijs. Zijn mooie
studieresultaten hebben geleid tot een mastergraad cum laude.
Thomas heeft een uitstekende scriptie getiteld GPU Implementation of Partial-Order
Reduction geschreven over zijn afstudeerwerk. Het heeft ook geleid tot twee
wetenschappelijke artikelen bij vooraanstaande conferenties over softwareverificatie.
De scriptie gaat over model checking, een populaire techniek om correctheid van een
softwaresysteem aan te tonen. Aan de TU/e is een model checking tool in ontwikkeling, die
draait op een grafische processor, een GPU. Thomas heeft een substantiële bijdrage
geleverd aan het verbeteren en versnellen van deze model checker. Hij heeft de
reductietechniek partial-order reduction geïmplementeerd op de GPU, en daarbij
geheugengebruik kunnen reduceren. Daarnaast heeft hij een grondige performance analyse
gedaan, die heeft geleid tot verscheidene optimalisaties. Hij heeft de model checker ook
vergeleken met andere model checkers, en verschillende experimenten uitgevoerd.
Met zijn werk heeft Thomas Neele de snelheid van de model checker met meer dan een
factor 10 verbeterd, een prestatie die de bruikbaarheid van de model checker enorm
vergroot.
De resulterende scriptie is goed geschreven en goed leesbaar.
Prof. dr. J.C.M. (Jos) Baeten, algemeen directeur Centrum Wiskunde & Informatica
Amsterdam, hoogleraar theory of computing Universiteit van Amsterdam
Prof. dr. ir. R.L. (Inald) Lagendijk, hoogleraar informatie- en communicatietheorie Technische
Universiteit Delft
Prof. dr. L.C. (Rineke) Verbrugge, hoogleraar logica en cognitie Rijksuniversiteit Groningen
De jury vergaderde op 21 oktober onder leiding van Mevr. M.E. Bierman-Beukema toe Water, oudondervoorzitter KHMW; daarnaast waren ter vergadering aanwezig Prof. dr. G. van Dijk, oudsecretaris natuurwetenschappen, en Mevr. Drs. S. van Manen, secretaris.