Энігма Алана Цьюрынга: геніяльны матэматык супраць нацысцкай ваеннай машыны
Цьюрынг і яго каманда крыптографаў вялі інтэлектуальную бітву супраць, здавалася б, непрыступнай машыны Энігма – сымбаля нацысцкай вынаходлівасьці і таямнічасьці. Нямецкае шыфраваньне было ідэальным. Але Алан Цьюрынг здолеў яго ўзламаць.
Шыфравальная машына немцаў Энігма
Геніяльны матэматык памёр 7 чэрвеня 1954 года. Афіцыйна было абвешчана аб самагубстве пры дапамозе цыяніду, што было зьвязана з няпростым асабістым жыцьцём навукоўца. Але за дзесяць гадоў да трагедыі ён зрабіў неверагодны ўклад у агульную перамогу над Гітлерам. Скіруемся ў часы Другой сусьветнай.
Энігма
З пачаткам вайны патрэба Вялікай Брытаніі ў інтэлектуальнай і тэхнічнай экспертызе ўзрасла да нябёсаў. Рэпутацыя маладога навукоўца Алана Цьюрынга як генія матэматыкі дайшла да вушэй брытанскай выведкі. Яго ўнікальныя навыкі былі бясспрэчнымі, і Цьюрынга завербавалі дзеля працы ў Блэтчлі-парку ў 1939 годзе.
У гэтым месцы Цьюрынг апынуўся ўцягнутым у крыптаграфічную бітву супраць нацысцкай Нямеччыны. Яго задача была складанай: расшыфраваць код Энігма. Гэта быў складаны шыфр, які выкарыстоўваўся немцамі для забесьпячэньня бясьпекі іх ваеннай сувязі.
Алана Цьюрынг
Гэтая складаная прылада, распрацаваная першапачаткова для камэрцыйных мэтаў у 1920-х гадах, была ўзятая нямецкімі вайскоўцамі для шыфраваньня камунікацыяў з узроўнем бясьпекі, які лічыўся стоадсоткава надзейным.
Машына Энігма, вонкава падобная на друкаваную машынку, была цудам тэхнікі і крыптаграфіі. Яна складалася з клавіятуры, шэрагу ротараў, якія круцяцца і штэкера. Калі апэратар націскаў клавішу, электрычныя токі праходзілі праз ротары, кожны зь якіх утрымліваў складаную сістэму дротаў, якая шыфравала літару перад яе перадачай да наступнага ротара.
Фінальным вынікам была, здавалася б, выпадковая літара, якая адлюстроўвалася на наборы лямпаў па-над клавіятурай. Штодзённа зьмяняючы становішча ротара і налады раз’ёмнай панэлі, немцы стварылі сістэму шыфраваньня, якая магла генэраваць астранамічную колькасьць магчымых канфігурацыяў — больш за 150 квінтыльёнаў, калі быць дакладным (або больш наглядна: 150 000 000 000 000 000 000). Зможаце падабраць?
Складанасьць машыны Энігма стала невырашальнай задачай па некалькіх прычынах. Па-першае, велізарная колькасьць магчымых наладаў азначала, што спробы ўзламаць код падборамі былі практычна немагчымыя з дапамогай тэхналёгіі, дасяжнай у той час. Па-другое, немцы штодня зьмянялі налады, што яшчэ больш ускладняла любыя працяглыя намаганьні па дэшыфраваньні. Нарэшце, стратэгічнае разгортваньне машыны Энігма ў розных галінах нямецкай арміі — кожнае з унікальнымі наладамі і працэдурамі — азначала, што ўзлом кода аднаго падразьдзяленьня не гарантаваў доступу да іншых.
Нацысты шыфруюць інфармацыю
Для нацыстаў Энігма была апірышчам іх ваенных камунікацыяў. Ад вышэйшага камандаваньня да асобных падразьдзяленьняў на месцах зашыфраваныя паведамленьні былі ўмовай пасьпяховай апэратыўнай каардынацыі. Загады аб перасоўваньні войскаў, падрабязнасьці ваенных дзеяньняў і даклады нямецкай выведкі — усё гэта ішло па каналах, якія ахоўваліся Энігмай.
Роля машыны Энігма была асабліва вырашальнай у марской вайне ў Атлянтыцы. Нямецкія падводныя лодкі, якія хаваліся ў глыбінях, у значнай ступені спадзяваліся на машыну, каб атрымліваць загады і каардынаваць свае напады на канвоі хаўрусьнікаў.
Менавіта ў гэтым кантэксце Алан Цьюрынг і яго калегі з Блэтчлі-парку ўзяліся за цяжкую задачу ўзлому кода Энігмы.
Хто шукае, той знаходзіць
Упэўненасьць нямецкіх вайскоўцаў у непаражальнасьці Энігмы была цалкам абгрунтаванай. Пачатковыя намаганьні Цьюрынга былі перакрэсьленыя недахопам рэсурсаў. Раньнія спробы дэшыфраваньня ўручную сканчаліся адным і тым жа – правалам. Заданьне было падобнае да пошуку іголкі ў стозе сена, прычым стог сена з кожным днём павялічваўся.
Менавіта ў адказ на гэтыя, здавалася б, непераадольныя праблемы Цьюрынг задумаў і распрацаваў сваю машыну Бомба. Бомба была па сутнасьці электрамэханічным прыстасаваньнем, прызначаным для паўтору працы некалькіх машынаў Энігма. Мадэлюючы налады ротара і раз'ёмнай панэлі, Бомба Цьюрынга магла выпрабоўваць розныя канфігурацыі з хуткасьцю, якая значна перавышала магчымасьці чалавека.
Бомба, дэшыфравальная машына Цьюрынга
Геніяльнасьць машыны Цьюрынга заключалася ў здольнасьці выкарыстаць фундамэнтальны недахоп у сістэме Энігмы: той факт, што ні водная літара не можа зашыфраваць саму сябе. Цьюрынг і яго каманда выкарысталі гэтую асаблівасьць, каб распрацаваць працэс, вядомы як крыбінг. Адгадваючы кароткія фрагмэнты адкрытага тэксту ў зашыфраваным паведамленьні — часта на аснове прадказальных фразаў або кантэксту — яны змаглі наладзіць Бомбу на неабходную працу. Яны паступова звужалі магчымасьці шыфраваньня Энігмы.
Пасьля запуску машына Цьюрынга прапрацоўвала магчымыя налады, і спынялася, калі знаходзіла патэнцыйнае супадзеньне. Затым першапачатковыя супадзеньні былі правераныя і ўдакладнёныя ўручную, што дазволіла камандзе матэматыка зразумець налады нямецкай Энігмы на канкрэтны дзень.
З дапамогай Бомбы Цьюрынг і яго калегі пачалі расшыфроўваць бесперапынны паток інфармацыі, зашыфраванай Энігмай. Гэта моцна паўплывала на ход вайны. Адзін з самых значных посьпехаў напачатку быў у бітве за Атлянтыку. Дзякуючы перахопу і расшыфроўкі паведамленьняў паміж нямецкімі падводнымі лодкамі і іх камандаваньнем, хаўрусьнікі змаглі зьмяняць маршрут канвояў і пазьбягаць засадаў.
Яшчэ адзін значны трыюмф адбыўся напярэдадні ўварваньня ў Нармандыю. Здольнасьць машыны Цьюрынга для расшыфроўкі дала абсалютна неабходную інфармацыю аб абароне нацыстаў і перасоўваньні іх войскаў, што дазволіла зьдзейсьніць раптоўную атаку.
Глядзіце таксама
Алан Цьюрынг за свае распрацоўкі атрымаў шэраг узнагародаў Брытанскай Імпэрыі, у тым ліку і ганаровы Ордэн Брытанскай Імпэрыі.
Без Цьюрынга вайна магла б працягвацца яшчэ доўга, а яе вынік быў няпэўным.