فریناز کوشانفر؛ معماری که از تصادف، امضا میسازد
22 اردیبهشت · · خواندن 4 دقیقه
تصور کنید تراشهای در دست دارید. میلیونها ترانزیستور روی آن نقش بسته. حالا تصور کنید که همین تراشه، در جریان فرایند ساخت، چنان ریزنقشهایی تصادفی بر خود گرفته که هیچ تراشه دیگری در جهان، حتی اگر از همان ویفر سیلیکونی بریده شده باشد، دقیقاً شبیه آن نیست. این تفاوتهای نامرئی، چیزی شبیه اثر انگشتاند برای یک مدار. و این یعنی میشود از همین بینظمی، امنیت آفرید.
این ایدهی محوری زندگی علمی فریناز کوشانفر است. زنی که یاد گرفت چطور از تصادف، هویت بسازد.
طفلی که با کتابهای پدربزرگ بزرگ شد
فریناز کوشانفر در سال ۱۳۵۵، در تهران به دنیا آمد. پدرش پزشکی اهل شمال ایران بود و مادرش تهرانی. اما شاید تأثیرگذارترین چهره در کودکی او، پدربزرگ مادریاش بود؛ مردی که در فرانسه پزشکی خوانده بود، پس از جنگ جهانی دوم در آمریکا طبابت کرده بود و کتابخانهای بزرگ به سه زبان فارسی، فرانسوی و انگلیسی در خانه داشت .
پدربزرگ، ماری کوری را بزرگترین دانشمند زن تاریخ میدانست و فریناز کوچک را به فیزیک هستهای تشویق میکرد . در سهسالگی، وقتی دخترک به جای اسباببازی، عاشق رنگها و شکلها بود، پدرش ترتیبی داد تا در یک کلاس نقاشی که ویژه کودکان شش-هفت ساله بود، ثبتنام شود. برایش استثنا قائل شدند . از همان کودکی، مرزها برایش بیمعنا شد.
او دوره راهنمایی و دبیرستان را در مدرسه فرزانگان تهران، ویژه استعدادهای درخشان، گذراند . سپس وارد دانشگاه صنعتی شریف شد و در سال ۱۳۷۷ مدرک کارشناسی خود را در مهندسی برق گرفت .
از تهران تا برکلی: مسیر به سوی نقطههای امن
پس از شریف، کوشانفر راهی آمریکا شد. در دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس (UCLA) مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته برق و کامپیوتر گرفت و سپس راهی دانشگاه برکلی شد، جایی که در سال ۲۰۰۵، دکترای خود را با رسالهای درباره «تضمین یکپارچگی دادهها در شبکههای حسگر» به پایان رساند . او همچنین مدرک کارشناسی ارشد دومی در آمار از برکلی گرفت؛ تخصصی که بعدتر در مدلهای یادگیری ماشین حریمخصوصیمحور به کارش آمد .
پس از یک دوره پسادکتری در دانشگاه ایلینوی، در سال ۲۰۰۶ به عنوان عضو هیئتعلمی به دانشگاه رایس در تگزاس پیوست و نه سال بعد، در سال ۲۰۱۵، به دانشگاه کالیفرنیا سندیگو (UCSD) منتقل شد، جایی که اکنون استاد تمام و دارنده کرسی Siavouche Nemat-Nasser است .
معمای تصادف: ابداع اثر انگشت برای تراشهها
اما بپردازیم به همان تراشهای که اول گفتم.
کوشانفر در سال ۲۰۰۸، مقالهای نوشت با عنوان «Lightweight Secure PUFs». PUF مخفف «تابع غیرقابل کپیبرداری فیزیکی» است؛ یک روش هوشمندانه برای استفاده از نوسانهای تصادفی در فرایند ساخت تراشهها، به عنوان یک امضای منحصربهفرد و غیرقابل جعل برای هر مدار .
تا پیش از این کار، صنعت نیمههادی با مشکل بزرگی روبرو بود: تراشههای تقلبی. او روشی ابداع کرد که به سازندگان امکان میداد هر تراشه را، با تکیه بر همین بینظمیهای مادرزادی، قفلگذاری کنند، ردیابی کنند و در میدانِ عمل نیز آن را مدیریت کنند . ده سال بعد، در سال ۲۰۱۷، همین مقاله به عنوان تأثیرگذارترین مقاله دهه در کنفرانس بینالمللی طراحی به کمک کامپیوتر (ICCAD) شناخته شد .
مجله Technology Review امآیتی، در سال ۲۰۰۸، نام او را در فهرست ۳۵ نوآور برتر زیر ۳۵ سال جهان قرار داد . دو سال بعد، رئیسجمهور وقت آمریکا، باراک اوباما، جایزه «پیشرفت شغلی آغازین برای دانشمندان و مهندسان» (PECASE) را به او اعطا کرد، بالاترین نشانی که دولت آمریکا به دانشمندان جوان میدهد .
وقتی هوش مصنوعی باید رازدار باشد
اما کوشانفر در امنیت سختافزار متوقف نماند. پرسش بعدیاش این بود: وقتی هوش مصنوعی همهجا هست، چطور میشود مطمئن شد که دادههای ما، وقتی به یک مدل هوش مصنوعی سپرده میشوند، محرمانه میمانند؟
او به سراغ «یادگیری فدرال خصوصی» رفت؛ روشی که در آن، مدلهای هوش مصنوعی میتوانند روی دادههای رمزنگاریشده آموزش ببینند، بیآنکه هرگز خودِ دادهها را ببینند . او همچنین روشی ابداع کرد که بشود مالکیت یک مدل یادگیری عمیق را از طریق واترمارکینگ (علامتگذاری پنهان) اثبات کرد .
پروژه XONN او – یک چارچوب کامل برای اجرای شبکههای عصبی عمیق روی دادههای رمزنگاریشده – امکان تشخیص پزشکی حریمخصوصیمحور را برای بیماریهایی چون سرطان پستان، دیابت و مالاریا فراهم کرد .
افتخارها: از ACM تا NAI
در سال ۲۰۱۹، IEEE او را به عنوان Fellow برگزید، «برای مشارکتها در امنیت سختافزار و سیستمهای نهفته و محاسبات حریمخصوصیمحور» . در سال ۲۰۲۲، انجمن ماشینهای محاسباتی (ACM) او را به عنوان Fellow انتخاب کرد . و در سال ۲۰۲۴، آکادمی ملی مخترعان آمریکا (NAI) او را به عضویت درآورد؛ بالاترین نشانی که منحصراً به مخترعان دانشگاهی اعطا میشود .
کارنامهاش شامل ۲۵ اختراع ثبتشده یا در دست بررسی در آمریکا و جهان است .
میراثی از جنس تعادل
کوشانفر در مصاحبهای گفته است که خانوادهاش ریاضیات و علوم را گرامی میداشتند، اما هرگز او را محدود نکردند . شاید به همین دلیل است که امروز، آزمایشگاه تحقیقاتی او (ACES Lab) و مرکزی که او بنیان گذاشته (MICS)، از متوازنترین گروههای تحقیقاتی مهندسی در جهان از نظر جنسیتی هستند .
او نه تنها مرزهای علم امنیت را جابهجا کرده، بلکه مرزهای کلیشهای را نیز. زنی که از کودکی نقاشی را با ریاضیات درآمیخت، در بزرگسالی نیز نبوغ را با مسئولیت پیوند زد.