Šifru prozrazují nenápadné znaky
Vrcholem „mechanického“šifrování se stal německý
Letos uplyne 70 let od smrti muže, díky němuž druhá světová válka skončila o něco dříve. Britský kryptoanalytik Alan Turing se významně podílel na dešifrování tajných nacistických zpráv kódovacího stroje Enigma. V roce 2004, u příležitosti půl století od úmrtí tohoto zakladatele moderní informatiky, o něm pro Lidové noviny napsal matematik Milan Mareš.
kódovací stroj Enigma používaný nacisty. Další kvalitativní posun znamenaly až moderní počítače a jejich možnosti.
Už někdy v 10. století si Arabové všimli, že jednotlivá písmena se v běžném textu vyskytují různě často. Podle četnosti znaků v šifře pak dost snadno usoudili, jaké písmeno nebo slovo se pod kódem skrývá.
Když tento poznatek převzali Evropané, začali se tvůrci šifer snažit, aby co nejlépe zamaskovali jakoukoli zákonitost nebo pravidelnost skrytého textu. Časem, také díky teorii informace, objevili luštitelé i další nenápadné pravidelnosti, které umožňovaly „rozlomení“kódu.
Každou šifrovanou zprávu tvoří posloupnost znaků nějaké abecedy (ať jde o psané písmo, elektrické impulzy, zvuky, gesta…). Pokud je zpráva dost dlouhá, nebo když jich seřadíme několik za sebou, získáme slušné podklady pro objevování statistických zákonitostí ve výskytu znaků. Je zjevné, že roli hrají nejen použité znaky, ale i jejich uspořádání (například posloupnost písmen ČKLOOOT nese jinou informaci než KOLOTOČ). Toho se dá při dekódování využít a to se snaží šifrovači zastřít.
K rozluštění přispěla i „štábní kultura“
Patrně vrcholem, pokud jde o „mechanické“šifrování, se stal proslulý německý kódovací stroj Enigma. Lze říci, že další kvalitativní posun znamenaly až moderní počítače a jejich možnosti.
Enigma měla „přeházenou“propojovací desku a několik přepojovacích kotoučů, které šlo nastavit
pokaždé jinak. Navíc se jejich nastavení stále měnilo i během vysílání zprávy. Počet možných kombinací byl astronomický. Průběžné změny v šifrování zdánlivě smazávaly každou pravidelnost, a navíc se i dovednost v užívání Enigmy stále zdokonalovala. Přesto se podařilo během 2. světové války prolomit její kódy.
První úspěch (s jednodušší verzí Enigmy) měli ještě před válkou Poláci, částečně s přispěním špionáže. Hlavní úspěch ale zaznamenali Britové. Také oni nakonec uspěli hlavně díky tomu, že ani složité Enigmě se nepovedlo úplně smazat všechna skrytá pravidla ve formulaci zpráv.
Kus „zásluhy“na tom měl i fakt, že se Enigma používala také v armádě a tam se dost dbá na „štábní kulturu“. V přísně tajných zprávách se proto některé ustálené formulace a údaje objevovaly na stabilních místech.
U vojáků úcta k „dienstreglamá“zase tak moc nepřekvapí.
Mluvím s počítačem, nebo s člověkem?
Prolomení Enigmy je zásluhou dosti bizarní skupiny luštitelů, kterou Britové shromáždili na venkovském sídle v Bletchley Parku. V týmu nicméně vyniká jedno jméno zasluhující si více pozornosti. I proto, že letos uplyne 50 let od skonu jeho nositele. Alan Turing (1912–1954) se nedá přehlédnout, kdykoli narazíme na teorii počítačů. Už před válkou, začátkem třicátých let, přišel jako mladý matematik s myšlenkou Turingova stroje. Navrhl abstraktní model zařízení simulujícího výpočetní postupy (algoritmy). Virtuální model obsahoval všechny prvky, které má mít každý programovatelný (to slovo nepřehlédněme!) počítač.
Tehdy šlo o převratný návrh. Elektronické počítače čekaly někde v budoucnosti a tehdejší technologie nebyla schopna ani přibližně něco takového vyrobit. (První nemotorné počítače vznikaly až o deset let později, počátkem 30. let byly k dispozici nejvýše mechanické kalkulačky, často na kliku, a o nějakém programování se odborníkům ani nesnilo).
Turing zřejmě neusiloval o sestrojení reálného počítače, ale spíše chtěl přispět k tehdy aktuální otázce rozhodnutelnosti některých logických tvrzení. Nicméně jeho myšlenky založily teorii algoritmů, která tvoří kostru současných počítačových věd.
Takového odborníka nemohli stavitelé dešifrovacího týmu přehlédnout, a jak ukázal další vývoj, byla to dobrá volba. Právě Turing totiž přispěl k prolomení Enigmy asi nejvíce.
Jeho teoretické úvahy značně zredukovaly počet možných šifer. Navíc navrhl a prosadil konstrukci zařízení, které dokázalo v poměrně krátkém čase analyzovat možná „aktuální“nastavení Enigmy. Turing po válce pokračoval ve vědecké kariéře, přispěl k základům nově vzniklé kybernetiky a s jeho jménem je (kromě významných matematických výsledků) spojován i takzvaný „Turingův test“.
Módní diskusi, zda může počítač myslet, obohatil vtipným návrhem: pokud počítač dokáže „hovořit“, třeba dálnopisem, s lidským partnerem tak, aby člověk nepoznal, že mluví se strojem, pak je počítač inteligentní. (Budiž poznamenáno, že už dávno existují úplně „hloupé“programy pro stolní počítače dobře napodobující lidskou konverzaci. Pravda, rozhovor se odehrává na úrovni společensky unavených snobů, takže pokud jde o inteligenci, nic moc.)
Inspiroval se pohádkou o Sněhurce
Přes nesporné vědecké úspěchy neměl Turing příliš snadný život. Vyrůstal v Anglii, jeho rodiče ale žili v Indii a výchovu svěřili vychovatelce a internátní škole.
V mládí si uvědomil, že je gay, a to v tehdejší Anglii nebylo nic příjemného ani v poměrně tolerantním univerzitním prostředí. Ta tolerantnost ostatně byla spíš v tom, že se zasvěcení „dívali jinam“, než ve skutečném porozumění.
Jeho první partner, na kterého byl hodně citově vázán, zemřel ještě před válkou a od té doby spíše střídal přechodné vztahy. V roce 1952 se shodou okolností stala jeho sexuální orientace veřejně známou. Byl pracovně perzekvován a odsouzen k drastickému „léčení“, které těžce poškodilo jeho zdraví. Svůj neradostný život dobrovolně ukončil 7. července 1954. Zvolil způsob inspirovaný jeho oblíbenou pohádkou o Sněhurce: snědl jablko otrávené kyanidem.
Turingova zásluha o vyluštění Enigmy (a tím i přiblížení úspěšného konce války přinejmenším o několik měsíců, spíše ale asi let) se na veřejnost dostala až dlouho po jeho smrti. Když byla celá agenda odtajněna.
Šifrování a luštění kódů dostalo docela jiný spád po vzniku a zdokonalení počítačů. To už je ale jiná historie, která dodnes pokračuje. Turingova práce se nakonec stala jakýmsi intelektuálním mostem mezi ní a klasickým obdobím šifrovačů.