كيف عملت آلة آلان تورينج لفك الشفرات
يمكن لآلة إنجما تشفير الرسائل بمليارات الطرق المختلفة. آلة بومب لتورينج لم تخمن الإجابة - بل استبعدت كل إعداد لا يمكن أن يكون صحيحًا.
كانت آلة إنجما العسكرية الألمانية تبدو كآلة كاتبة كبيرة الحجم، ولكن في داخلها كانت صندوق ألغاز كهروميكانيكي: لوحة مفاتيح موصلة عبر مجموعة من الدوارات ولوحة توصيل إلى لوحة مصابيح. عند كتابة حرف، تمر الإشارة الكهربائية عبر الأسلاك الحالية للدوارات وتضيء حرفًا مختلفًا على لوحة المصابيح - وهذا كان الإخراج المشفر. ولأن الدوارات نفسها تغيرت موضعها مع كل ضغطة مفتاح، فإن نفس الحرف الذي يتم كتابته مرتين متتاليتين يمكن أن يضيء مصباحين مختلفين تمامًا. بلغ عدد التكوينات الأولية الممكنة المليارات، وكان المشغلون الألمان يغيرون الإعدادات يوميًا.
لم يكن فك شفرة إنجما إنجازًا بريطانيًا في البداية. في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي، اكتشف علماء الرياضيات البولنديون - وعلى رأسهم ماريان رييفسكي - كيفية استغلال نقاط الضعف في نسخة سابقة وأبسط من الشفرة، وبحلول عام 1938، كانوا قد بنوا آلة تسمى "بومبا" لتسريع البحث عن الإعدادات اليومية. في يوليو 1939، وقبل أسابيع من الحرب، سلمت المخابرات البولندية لبريطانيا وفرنسا كل ما لديهم: آلات إنجما معاد بناؤها وملاحظات مفصلة عن أساليبهم. كانت هذه بداية قوية، وليست حلاً كاملاً - فقد أضاف الألمان منذ ذلك الحين دوارات إضافية وشددوا إجراءاتهم، مما جعل آلة بومبا البولندية قديمة تقريبًا بمجرد وصولها إلى بريطانيا.
ماذا فعلت آلة بومب بالفعل
في بلتشلي بارك، صمم آلان تورينج وزميله عالم الرياضيات جوردون ويلشمان آلة جديدة، بنتها شركة بريتيش تابوليتينج ماشين وعرفت باسم بومب. لم تقم بفك تشفير الرسائل مباشرة. بدلاً من ذلك، اعتمد فك الشفرات على "مفتاح" - تخمين لكلمة أو عبارة من المحتمل أن تظهر في مكان ما في الرسالة، مثل تقرير طقس روتيني أو توقيع قياسي. وبسبب إحدى غرائب تصميم إنجما، لا يمكن لحرف أن يشفر نفسه أبدًا، لذلك يمكن اختبار مفتاح يتطابق حرفًا بحرف مع النص المشفر مقابل كل إعداد دوار ممكن. عملت آلة بومب من خلال هذه الإعدادات ميكانيكيًا وكهربائيًا، وفي اللحظة التي ينتج فيها إعداد تناقضًا منطقيًا - لا يمكن أن يكون المفتاح صحيحًا تحت هذا التكوين - قامت الآلة بإزالته وانتقلت. ما تبقى، بعد المرور عبر الاحتمالات، كان عددًا صغيرًا من الإعدادات يستحق التحقق يدويًا.
تصنيع القرائن
لم تكن المفاتيح الجيدة متاحة دائمًا، لذلك قام فك الشفرات أحيانًا بتصنيعها. في تكتيك موثق، قام سلاح الجو الملكي عمدًا بتلغيم جزء من المياه كان الألمان قد قاموا بتطهيره بالفعل، متوقعين أن يبلغ البحرية الألمانية عن الألغام الجديدة في رسالة. ولأن فك الشفرات كانوا يعرفون تقريبًا ما سيقوله تقرير حقل الألغام الجديد، أصبحت تلك العبارة المتوقعة هي المفتاح. إنه تذكير بأن عمل بلتشلي بارك لم يكن رياضيًا بحتًا - فقد جمع بين الاستنتاج المنطقي والمعرفة العملية بالروتين العسكري الألماني. بحلول منتصف عام 1940، سمح هذا المزيج لبلتشلي بقراءة إشارات القوات الجوية الألمانية، وقاد تورينج شخصيًا الكوخ 8، القسم الذي فك شفرة إنجما البحرية الألمانية الأكثر صعوبة، والتي استخدمت مجموعة أكثر صرامة من الإجراءات من الفروع الأخرى.
قصة مصورة
الأسئلة الشائعة
هل اخترع آلان تورينج آلة بومب بمفرده بالكامل؟
لا. صممها تورينج بالتعاون مع زميله عالم الرياضيات في بلتشلي بارك جوردون ويلشمان، وقد استند الجهد بأكمله إلى عمل سابق لعلماء التشفير البولنديين، الذين فكوا نسخة أبسط من إنجما في ثلاثينيات القرن الماضي وشاركوا أساليبهم مع بريطانيا في يوليو 1939، قبل أشهر من اندلاع الحرب.
هل قامت آلة بومب بفك تشفير الرسائل بنفسها؟
ليس مباشرة. لقد استبعدت إعدادات الدوارات المستحيلة عن طريق اختبارها مقابل جزء معروف أو مخمن من النص العادي يسمى مفتاح، باستخدام تناقضات منطقية لاستبعاد الإجابات الخاطئة. بمجرد أن ضيقت آلة بومب الاحتمالات، كان فك الشفرات لا يزالون يؤكدون ويفكون تشفير الرسالة يدويًا.
لماذا لم يعرف أحد عن هذا العمل لفترة طويلة بعد الحرب؟
أبقت الحكومة البريطانية جهود فك شفرة إنجما سرية لما يقرب من ثلاثين عامًا بعد عام 1945، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن بعض آلات إنجما التي تم الاستيلاء عليها كانت لا تزال تستخدم، دون علم، من قبل حكومات أخرى كانت بريطانيا تراقبها. لم يتلق تورينج وزملاؤه في بلتشلي بارك أي اعتراف علني بعملهم في زمن الحرب خلال تلك الفترة.