Εάν κάποιος εργαζόταν 24 ώρες το 24ωρο δοκιμάζοντας έναν διαφορετικό κωδικό κάθε λεπτό, θα χρειαζόταν… 42.000 χρόνια για να εξετάσει όλους τους πιθανούς συνδυασμούς! Τέτοια ήταν η πολυπλοκότητα της ηλεκτρομηχανικής συσκευής κρυπτογράφησης που κατείχαν οι Γερμανοί κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Την είχαν ονομάσει «Enigma» και πραγματικά αποτελούσε ένα δυσεπίλυτο αίνιγμα το σπάσιμό της.
Κατά πολλούς αποτελούσε το κορυφαίο μυστικό όπλο των ναζί αφού μέσω αυτού διαβιβάζονταν όλες οι απόρρητες πληροφορίες στις στρατιωτικές μονάδες. Άλλωστε, ακόμη κι αν κάποιος τις υπέκλεπτε, φάνταζε αδύνατο να τις αποκρυπτογραφήσει, αφού οι συνδυασμοί άλλαζαν καθημερινά. Ακόμη δηλαδή κι αν κάποιος κατάφερνε να διαβάσει ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα που θα έπεφτε στα χέρια του, την άλλη μέρα τα σήματα που έστελναν οι Γερμανοί είχαν άλλη κρυπτογράφηση. Θα ήταν σαν να ξεκινά κανείς από το μηδέν προκειμένου να ξανασπάσει τον κώδικα.
Μάζεψαν τα κορυφαία μυαλά της εποχής
Οι Σύμμαχοι έκαναν ό,τι μπορούσαν προκειμένου να διαβάσουν τα σήματα που έφευγαν από τη συσκευή Enigma, η οποία εξ όψεως έμοιαζε με μια απλή γραφομηχανή. Εάν δεν έσπαζαν τους κώδικες, κινδύνευαν να χάσουν τον πόλεμο. Για το λόγο αυτό ιδρύθηκε στη Μεγάλη Βρετανία μια μυστική υπηρεσία, κάπου ανάμεσα στο Λονδίνο και το Μπέρμιγχαμ, με αποκλειστικό στόχο την ανακάλυψη των σύγχρονων τεχνικών κρυπτογράφησης που χρησιμοποιούσαν οι Γερμανοί. Εκεί συγκεντρώθηκε μια ετερόκλητη ομάδα μαθηματικών, γλωσσολόγων, σκακιστών και αναλυτών. Τα κορυφαία μυαλά της εποχής. Μεταξύ τους, αυτός που θα ξεχώριζε, θα ήταν ο Alan Turing. Άγγλος μαθηματικός, καθηγητής της λογικής, κρυπτογράφος και θεωρητικός βιολόγος, θεωρείται σήμερα ο «πατέρας της επιστήμης των υπολογιστών». Ήταν από τους ανθρώπους που χάρη στις γνώσεις και την επίπονη δουλειά συνέβαλε καταλυτικά στη λήξη του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, αποκρυπτογραφώντας τα μηνύματα των ναζί.
Από ένα σημείο και μετά, χάρη στον Turing και την υπόλοιπη ομάδα, οι Σύμμαχοι είχαν αποκτήσει σχεδόν πλήρη εκτίμηση των γερμανικών στρατιωτικών και ναυτικών σχεδίων σε πολλά θέατρα επιχειρήσεων, αυξάνοντας την ικανότητα των διοικητών τους να λαμβάνουν σωστές αποφάσεις στα πεδία των μαχών, βασισμένες στην καλή πληροφόρηση. Η συμβολή του Άγγλου μαθηματικού όμως δεν αναγνωρίστηκε ποτέ δημόσια όσο ζούσε, επειδή το πρόγραμμα στο οποίο συμμετείχε ήταν απόρρητο.
Έμοιαζε με κοινή γραφομηχανή
Ο τρόπος με τον οποίο κατάφερε να επιτύχει αυτό που φάνταζε ακατόρθωτο, αναλύεται πλέον διεξοδικά στο βιβλίο που έγραψε ο ανιψιός του, Dermot Turing, με τίτλο «X,Y&Z – Πώς έσπασε ο κώδικας του Enigma» το οποίο κυκλοφορεί και στα ελληνικά από τις εκδόσεις «Κλειδάριθμος». Το X, το Y και το Z που παρατίθεται στον τίτλο, ήταν οι κωδικές ονομασίες των τριών συμμαχικών μυστικών υπηρεσιών που χάρη στη συνεργασία τους συνέβαλαν καταλυτικά στην αποκρυπτογράφηση της συσκευής. Το X αντιστοιχούσε στο Παρίσι, το Y στο Λονδίνο και το Z στη Βαρσοβία.
Όπως διαβάζουμε, με μια πρώτη ματιά, η μηχανή Enigma έμοιαζε με μια κοινή γραφομηχανή μέσα σε ξύλινο κουτί. Αντί όμως για κύλινδρο με χαρτί, είχε μια σειρά από μικρές λάμπες: λαμπτήρες φακού, που φώτιζαν τα γράμματα του αλφαβήτου. Για κάθε γράμμα που πατούσε ο χρήστης, άναβε στο πάνελ ένα άλλο γράμμα, που αποτελούσε το κρυπτογράφημα. Αυτό που το έκανε πολύπλοκο ήταν το γεγονός πως ακόμη κι αν ο χρήστης πατούσε το ίδιο γράμμα πολλές συνεχόμενες φορές, στο πάνελ θα άναβε κάθε φορά κι άλλο γράμμα. Για παράδειγμα, εάν πατούσες το Υ, θα άναβε το κρυπτογράφημα Β. Αν ξαναπατούσες το Υ θα άναβε το Τ, κ.λπ.
Οι ρότορες έκαναν τη διαφορά
Σύμφωνα με τον συγγραφέα, «το πάτημα του πλήκτρου ενεργοποιούσε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που περνούσε μέσα από τρεις κυλινδρικούς ρότορες (σ.σ. περιστρεφόμενους ηλεκτρομηχανικούς δίσκους), έπειτα γύρω από έναν «ανακλαστήρα», που γυρνούσε πίσω τον ηλεκτρισμό μέσα από τους ρότορες ξανά, αλλά από διαφορετική οδό, έως τη λάμπα. Αν κάθε σήμα συμπεριφερόταν με τον ίδιο τρόπο, θα ήταν αρκετά απλό να σπάσει ο κώδικας που προέκυπτε, καθώς κάθε γράμμα που πιεζόταν θα έκανε να φωτιστεί ένα άλλο σταθερό γράμμα. Όμως η ομορφιά του μηχανήματος, για εκείνους που ήθελαν να δημιουργήσουν μια σχεδόν απρόσβλητη κρυπτογράφηση, ήταν ότι η οδός της καλωδίωσης άλλαζε με κάθε πάτημα πλήκτρου».
Επιπλέον, μία φορά κατά την πλήρη περιστροφή 360° του πρώτου ρότορα, ο δεύτερος ρότορας γυρνούσε κατά μία θέση. Και παρομοίως ο τρίτος ρότορας μετατοπιζόταν επίσης, ωθούμενος από το στρίψιμο του δεύτερου. Με αυτόν τον μηχανισμό η οδός της καλωδίωσης άλλαζε με κάθε νέο γράμμα στο μήνυμα ώσπου, ύστερα από 26x26x26 = 17.576 χτυπήματα πλήκτρου, οι τρεις ρότορες επέστρεφαν στην αρχική τους θέση».
Άλλαζε το κάθε γράμμα τρεις φορές
Να το πούμε και πιο απλά: Η συσκευή Enigma εμπεριείχε τρεις βασικούς δίσκους, τους επονομαζόμενους ρότορες. Ο καθένας από αυτούς είχε 26 θέσεις (γρανάζια), μία για κάθε γράμμα του λατινικού αλφαβήτου. Μέσα τους υπήρχαν καλώδια που συνέδεαν κάθε γράμμα με κάποιο άλλο, με έναν συγκεκριμένο αλλά «κρυφό» τρόπο.
Όταν ο χειριστής πατούσε ένα γράμμα, το ηλεκτρικό σήμα περνούσε πρώτα από τον πρώτο ρότορα, όπου το γράμμα άλλαζε (π.χ. από Υ σε Α). Στη συνέχεια περνούσε από τον δεύτερο και μετά από τον τρίτο, αλλάζοντας ξανά κάθε φορά (το Υ γινόταν Α, ακολούθως το Α γινόταν Β και στο τέλος το Β γινόταν F). Είναι σαν να περνά το ίδιο γράμμα μέσα από τρία διαφορετικά «φίλτρα» που το μεταμορφώνουν.
Το σημαντικό είναι ότι μετά από κάθε πάτημα πλήκτρου, ο πρώτος ρότορας γυρνούσε κατά μία θέση, κατά ένα γρανάζι. Αυτό σήμαινε ότι την επόμενη φορά που θα πατιόταν ένα γράμμα, η εσωτερική διαδρομή θα ήταν διαφορετική. Μετά από αρκετές περιστροφές, κινούνταν και ο δεύτερος ρότορας, και αργότερα ο τρίτος. Έτσι, παρόλο που οι ρότορες είχαν μόνο 26 γράμματα, ο συνδυασμός των τριών και η συνεχής περιστροφή τους δημιουργούσαν μια κρυπτογράφηση που άλλαζε διαρκώς. Αυτό έκανε την Enigma να φαίνεται εξαιρετικά δύσκολη, σχεδόν αδύνατο να σπάσει.
Έπρεπε να έχει Enigma και ο παραλήπτης
Κάτι πολύ σημαντικό: Για να διαβαστεί ένα μήνυμα, θα έπρεπε και ο παραλήπτης να διαθέτει μια συσκευή Enigma. Έτσι λοιπόν, όταν οι Γερμανοί χειριστές έστελναν ένα μήνυμα, πρόσθεταν μια εισαγωγή στο κείμενο, που βοηθούσε αυτόν που θα το λάμβανε να ρυθμίσει σωστά τη δική του μηχανή ώστε να διαβαστεί σωστά. Καθημερινά λοιπόν, η ανώτατη διοίκηση του Βερολίνου καθόριζε μια βασική ρύθμιση για τους τρεις ρότορες, η οποία θα χρησιμοποιούνταν σε όλες τις διαβιβάσεις εκείνης της ημέρας.
Η ρύθμιση αυτή εκφραζόταν με τρία γράμματα (για παράδειγμα, KGC) που αντιστοιχούσαν στις αρχικές θέσεις των τριών ρότορων της μηχανής. Για παράδειγμα, η βασική ρύθμιση της ημέρας μπορούσε να είναι KGC. Αυτή η ρύθμιση χρησιμοποιούνταν μόνο για να στείλουν τον δείκτη και όχι για το κυρίως μήνυμα. Ο χειριστής, πριν στείλει το μήνυμα, επέλεγε μια δική του αρχική θέση για τους ρότορες που θα χρησιμοποιούνταν για το κυρίως κείμενο. Για παράδειγμα, μπορούσε να διαλέξει QWE. Στη συνέχεια, ο χειριστής ρύθμιζε την Enigma στη βασική ρύθμιση της ημέρας (KGC) και κρυπτογραφούσε τον δείκτη QWE δύο φορές, για μεγαλύτερη ασφάλεια. Το QWE γινόταν, για παράδειγμα, PLH JRW. Αυτό το κομμάτι, το PLH JRW, ήταν που έστελνε πρώτα στον παραλήπτη.
Μετά από αυτό, ο χειριστής έβαζε τους ρότορες στη θέση QWE, την αρχική θέση που είχε επιλέξει για το κυρίως μήνυμα, και ξεκινούσε να κρυπτογραφεί το ίδιο το μήνυμα. Όταν ο παραλήπτης λάμβανε το μήνυμα, έκανε τα εξής βήματα: πρώτα ρύθμιζε τη μηχανή στη βασική ρύθμιση της ημέρας (KGC), όπως είχε συμφωνηθεί. Στη συνέχεια διάβαζε τον εισαγωγικό κωδικό PLH JRW, αποκρυπτογραφούσε τον δείκτη και έβλεπε ότι η αρχική θέση για το μήνυμα ήταν QWE. Έβαζε τους ρότορες σε αυτή τη θέση και τότε μπορούσε να διαβάσει κανονικά το κυρίως μήνυμα. Με αυτόν τον τρόπο, κανείς που υπέκλεπτε το μήνυμα δεν μπορούσε να το διαβάσει, γιατί χρειαζόταν να γνωρίζει και τη βασική ρύθμιση της ημέρας και τον δείκτη του χειριστή. Αυτή η διαδικασία έκανε την Enigma εξαιρετικά ασφαλή και πολύ δύσκολη στο σπάσιμο.
Πώς έσπασε επιτέλους ο δυσεπίλυτος κώδικας
Για να λυθεί το «αίνιγμα» η βρετανική υπηρεσία πληροφοριών χρησιμοποιούσε ως βάση μια έπαυλη, το «Bletchley Park» βορειοδυτικά του Λονδίνου, με το κωδικό όνομα «Σταθμός Χ». Το πρόγραμμα σπασίματος του Enigma ξεκίνησε με 186 εργαζόμενους που ειδικεύονταν στην κρυπτογράφηση και έφθασε να έχει χιλιάδες επιστήμονες που συνεργάζονταν με τον έναν ή τον άλλον τρόπο. Ο Alan Turing αντιλήφθηκε πως δεν είναι απαραίτητο να εξεταστούν όλοι οι πιθανοί συνδυασμοί για να βρεθεί ο σωστός. Αντίθετα, αυτός και η ομάδα του θα μπορούσαν να εστιάσουν μόνο στις σωστές θέσεις των ρότορων και των διακοπτών, παραλείποντας πολλά άλλα άσκοπα βήματα.
Έτσι δημιούργησε μια ειδική συσκευή, που ήταν κάτι σαν πρώιμος υπολογιστής (ονόματι Bombe), και μπορούσε χάρη σε αυτόν να δοκιμάζει χιλιάδες συνδυασμούς γραμμάτων πολύ πιο γρήγορα από οποιονδήποτε άνθρωπο ή ομάδα ανθρώπων. Η νέα αυτή συσκευή λειτουργούσε με ηλεκτρικούς διακόπτες και καλώδια, και κάθε συνδυασμός που δοκιμαζόταν προκαλούσε ρεύμα το οποίο περνούσε μέσα από ένα δίκτυο κυκλωμάτων, ώστε να δείξει αν ήταν πιθανή η σωστή ρύθμιση. Μόλις ο Bombe έβρισκε πιθανές ρυθμίσεις, οι χειριστές μπορούσαν να ελέγξουν ποια ήταν η σωστή και να αποκρυπτογραφήσουν το μήνυμα.
Σύντομα οι Άγγλοι παρατήρησαν ότι οι Γερμανοί χρησιμοποιούσαν συχνά συγκεκριμένες φράσεις για να ξεκινούν ή να τελειώνουν τα μηνύματά τους. Αυτή η συνήθεια εν τέλει τους πρόδωσε. Οι Σύμμαχοι φρόντισαν να μην αφήσουν τους Γερμανούς να καταλάβουν ότι μπορούσαν να διαβάζουν τα μηνύματά τους. Μέχρι το τέλος του πολέμου, η ομάδα του Bletchley Park είχε καταφέρει να αποκρυπτογραφήσει περισσότερα από 2,5 εκατομμύρια γερμανικά μηνύματα, προσφέροντας πολύτιμη πληροφορία και συμβάλλοντας σημαντικά στη νίκη των Συμμάχων.
Το σεξουαλικό σκάνδαλο, η αυτοκτονία και το μήλο της Apple
Ο Alan Turing, μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, θεωρούνταν ένα από τα πιο λαμπρά μυαλά του καιρού του. Η συνεισφορά του στην αποκρυπτογράφηση της Enigma και στη νίκη των Συμμάχων τον είχε καθιερώσει ως κορυφαίο επιστήμονα στον τομέα της πληροφορικής. Σύντομα, στράφηκε στην ανάπτυξη των πρώτων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Στο National Physical Laboratory (NPL) του Λονδίνου σχεδίασε έναν από τους πιο σύγχρονους ηλεκτρονικούς υπολογιστές της εποχής, και αργότερα δημιούργησε έναν δεύτερο υπολογιστή στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ανοίγοντας τον δρόμο για τη νεότερη επιστήμη των Η/Υ. Η προοπτική του μέλλοντός του φαινόταν φωτεινή, καθώς οι δυνατότητές του και η επιστημονική του φήμη τον καθιστούσαν έναν από τους πιο σημαντικούς ανθρώπους στον χώρο της τεχνολογίας.
Ωστόσο, η προσωπική του ζωή και η κοινωνική αδικία της εποχής θα του προκαλούσαν ένα τραγικό πλήγμα. Το 1952, μετά από ένα περιστατικό διάρρηξης στο σπίτι του που είχε οργανώσει ο εραστής του μέσω συνεργού, ο Turing κάλεσε την αστυνομία. Κατά τη διάρκεια της έρευνας αποκαλύφθηκε η ομοφυλοφιλική του σχέση με έναν 19χρονο, κάτι που εκείνη την εποχή θεωρούνταν ποινικό αδίκημα σύμφωνα με τους βρετανικούς νόμους. Αντί να υπερασπιστεί τον εαυτό του, ο Turing αφέθηκε να καταδικαστεί, και το δικαστήριο του έδωσε δύο επιλογές: είτε να πάει στη φυλακή είτε να υποβληθεί σε μια ορμονική θεραπεία, με σκοπό να μειωθεί η σεξουαλική του δραστηριότητα.
Ο Turing επέλεξε την ορμονοθεραπεία, η οποία βασιζόταν σε καθημερινή λήψη οιστρογόνων, που διήρκεσε ένα ολόκληρο έτος. Η θεραπεία είχε σοβαρές παρενέργειες: προκάλεσε σωματικές αλλαγές, όπως ανάπτυξη στήθους. Είχε καταβληθεί τόσο σωματικά όσο και συναισθηματικά. Η καθημερινότητά του έγινε δύσκολη, η ψυχολογική πίεση τεράστια και η αίσθηση αδικίας ανυπόφορη.
Στις 7 Ιουνίου 1954, καταρρακωμένος από τα γεγονότα, αποφάσισε να αυτοκτονήσει σε ηλικία μόλις 42 ετών, με κυάνιο το οποίο βρέθηκε σε ένα μισοφαγωμένο μήλο δίπλα του. Μία από τις εκδοχές για το πώς προέκυψε το λογότυπο της Apple με το δαγκωμένο μήλο, αφορά αυτό ακριβώς το περιστατικό. Η πολυεθνική εταιρεία επέλεξε με αυτό τον τρόπο να αποτίσει φόρο τιμής στη συμβολή του Turing ως προς την πρόοδο της επιστήμης των υπολογιστών.
