Игра в имитацию - Эндрю Ходжес

«Атаку» начал Алан, а Уэлчмэн отвечал за анализ потоков информации, поэтому ему первому удалось сформулировать принцип механизации поиска логических соответствий, основанный на «вероятном слове». Польские аналитики механизировали простую форму распознавания, будучи ограниченными используемой тогда системой индикаторов. Новая машина, как ее видел Алан, была намного более амбициозной, требовала наличия проводки для имитации «включений» от гипотетической коммутационной панели и средств распознавания не только простых соответствий, но и появляющихся противоречий.

Теперь предположим, что нам известно, что буквы L A K N Q K R являются шифровкой слова G E N E RA L, и эта шифровка выполнена на «полноценной» «Энигме» с коммутационной панелью. В этот раз нет смысла в проверке сочетания L A K N Q K R на базовых «Энигмах» и в просмотре того, что получается на выходе, потому что перед вводом L A K N Q K R на роторы «Энигмы» к этой комбинации букв был применен неизвестный своппинг коммутационной панели. Но поиски были небесполезны. Рассмотрим только одну букву, а именно А. Существует только 26 вариантов воздействия коммутационной панели на А, поэтому мы можем проверить их все. Начать мы можем с принятия гипотезы (АА), т. е. допустить, что коммутационная панель не повлияла на букву А.

Что следует из этого? Теперь мы можем использовать то обстоятельство, что имеется только одна коммутационная панель, выполняющая одну и ту же своппинговую операцию на буквах, поступающих на роторы и выходящих из них (если бы «Энигма» была оснащена двумя разными коммутационными панелями — одной для своппинга вводимых букв, другой — для своппинга получающихся, то это была бы совсем другая история). Кроме того, мы можем использовать тот факт, что этот конкретный иллюстративный «ключ» содержит одну особенность — замкнутый контур. Проще всего это можно увидеть при выработке возможных обобщений, которые можно сделать из (АА).

Проверяя вторую букву в комбинации, мы вводим А в роторы «Энигмы» и получаем на выходе, например, букву О. Это значит, что коммутационная панель должна содержать своппинг (ЕО).

При проверке четвертой буквы, утверждение (ЕО) будет иметь импликацию для N, например, (NQ); теперь третья буква дает импликацию для К, например (KG).

Наконец, мы рассматриваем шестую букву: здесь контур замыкается, и мы получаем либо соответствие, либо противоречие между (KG) и оригинальной гипотезой (АА). Если это противоречие, то гипотеза оказалась ложной и может быть удалена.

Предложенный метод был далек от идеала, потому что полностью зависел от нахождения замкнутых контуров в «ключе». Этот феномен проявлялся не во всех ключах. Но это был метод, который по-настоящему работал, потому что идея с замнутой цепью позволяла перевести работу в электрическую форму. Это доказывало, что огромное количество коммутационных панелей само по себе не являлось непреодолимым препятствием.

Это было начало, и оно стало первым успехом Алана. Подобно большинству научных исследований военного времени, идея не требовала самых совершенных знаний. Скорее здесь была нужна квалификация такого же уровня, что и про проведении перспективных исследований, но применяемая при решении более простых проблем. Идея автоматизации процессов была достаточно известна в двадцатом веке. Ей не был нужен автор «Computable Nambers». Но его серьезный интерес к математическим (вычислительным) машинам, его увлеченность идеей работы машины, были очень важны. Опять же, присущие коммутационной панели условия «соответствия» и «противоречия» касались только сугубо ограниченной проблемы, а не чего-то, подобного теореме Гёделя, которая описывала бесконечное множество теории чисел. Но аналогия с формалистской концепцией математики, в которой импликации должны были механически доведены до логического конца, была поразительна.

Алан смог реализовать свою идею в виде конструкции новой «Бомбы» в начале 1940 г. Она была запущена в производство, причем работа шла со скоростью, которую невозможно было представить в мирное время. Выпуском руководил Гарольд «Док» Кин на заводе компании «British Tabulating Machinery» в Летчуорте. Раньше здесь выпускали офисные счетные машины и сортирующие устройства, в которых реле выполняли простейшие логические функции, например, суммирование и распознавание. Теперь задачей завода был выпуск реле, выполняющих переключение «Бомбы» в случае «распознавания» позиции, где есть соответствие, и остановку машины. И снова Алан оказался тем самым человеком, который понял, что необходимо сделать. Сказался его необычный опыт знакомства с релейными множителями, который помог вникнуть в проблему выполнения логических манипуляций в такого рода технике. Возможно, в 1940 г. не было никого, кто мог бы контролировать эту работу лучше его.

Однако не Алан увидел, как можно кардинально улучшить конструкцию машины. Этим человеком стал Гордон Уэлчмен. Он присоединился к криптоаналитической группе, работавшей над «Энигмой» и сразу сделал важное открытие: самостоятельно изобрел метод перфорированных листов, совершенно проигнорировав тот факт, что поляки уже придумали его, и Джеффрис наладил их производства. Затем, изучив конструкцию «Бомбы» Тьюринга, он понял, что машина не может в полной мере использовать слабости «Энигмы».

С созданием «Бомбы» и запуском ее в производство проблема «Энигмы» все равно была далека от разрешения. «Бомба» не выполняла всю работу, связанную с методом «вероятного слова». Тут нужно отметить важный пункт: когда соблюдались условия соответствия, и «Бомба» останавливалась, это не всегда означало, что найдена нужная позиция ротора. Такая «остановка», как ее называли, могла произойти случайно. Каждую «остановку» нужно было проверить на «Энигме», чтобы установить, не преобразует ли она весь оставшийся зашифрованный текст в немецкий так до тех пор, пока не будет найдена правильная позиция ротора.

Угадать вероятное слово было совсем не тривиальной задачей, как и сопоставить его с зашифрованным текстом. Хороший шифровальщик, конечно, мог сделать эти операции невозможными. Правильный способ использования «Энигмы» заключался в том, чтобы защититься от вероятного взлома такими очевидными средствами как предварение сообщения переменным количеством бессмысленных комбинаций букв, вставкой буквы Х в длинные слова, использованием «похоронной процедуры» в стереотипные или повторяющиеся части сообщения. Основной принцип заключался в том, чтобы сделать систему как можно более непредсказуемой, но понятной законному получателю. Если все было сделано как следует, найти необходимые «Бомбе» «ключи» было невозможно.