アラン・チューリングの暗号解読機はどのように機能したのか

エニグマ暗号機は何十億もの異なる方法でメッセージをスクランブルすることができました。チューリングのボンブは答えを推測したのではなく、正しくない可能性のあるすべての設定を排除しました。

ドイツ軍のエニグマ暗号機は特大のタイプライターのように見えましたが、その内部は電気機械式のパズルボックスでした。キーボードは一連のローターとプラグボードを介してランプパネルに配線されていました。文字を入力すると、電気信号がローターの現在の配線を通って流れ、ランプボード上の異なる文字を点灯させました。それが暗号化された出力でした。ローター自体がキーストロークごとに位置を移動するため、同じ文字を2回続けて入力しても、まったく異なる2つのランプが点灯する可能性がありました。可能な初期設定の数は何十億にも及び、ドイツのオペレーターは毎日設定を変更していました。

エニグマの解読は、最初からイギリスの功績ではありませんでした。1920年代から1930年代にかけて、ポーランドの数学者たち、主にマリアン・レイェフスキは、初期のより単純なバージョンの暗号の弱点をどのように利用するかを解明し、1938年までに、日々の設定を検索する速度を上げるために「ボンバ」と呼ばれる機械を構築しました。1939年7月、戦争が数週間後に迫る中、ポーランドの情報機関は、再構築されたエニグマ暗号機と彼らの方法に関する詳細なメモを、持っていたすべてをイギリスとフランスに引き渡しました。それは先行スタートであり、完成した解決策ではありませんでした。ドイツはその後、追加のローターを追加し、手順を厳格化したため、ポーランドのボンバはイギリスが受け取ったほぼ直後に時代遅れになりました。

ボンブが実際にやったこと

ブレッチリー・パークで、アラン・チューリングと仲間の数学者ゴードン・ウェルチマンは、ブリティッシュ・タブレイティング・マシン・カンパニーによって製造され、ボンブとして知られる新しい機械を設計しました。それはメッセージを直接解読するものではありませんでした。代わりに、暗号解読者たちは「クリブ」に頼りました。クリブとは、日常の天気予報や標準的な結びの言葉など、メッセージのどこかに現れる可能性のある単語やフレーズの推測です。エニグマの設計上の特異性の一つにより、文字は決してそれ自体として暗号化されることはなかったため、暗号文と文字通り一致するクリブは、可能なすべてのローター設定に対してテストすることができました。ボンブはそれらの設定を機械的および電気的に処理し、設定が論理的な矛盾を生み出した瞬間、つまりその構成ではクリブが真実であるはずがないと判断された瞬間、機械はそれを排除して次に進みました。可能性をすべて実行した後、残ったのは手作業で確認する価値のある少数の設定でした。

手がかりの製造

常に良いクリブが利用できるわけではなかったため、暗号解読者たちは時々それらを「製造」しました。ある記録された戦術では、イギリス空軍はドイツ軍がすでに掃海した水域に意図的に機雷を敷設し、ドイツ海軍が新しい機雷についてメッセージで報告することを期待しました。暗号解読者たちは、新しい機雷原の報告がだいたいどのような内容になるかを知っていたため、その予想されるフレーズがクリブとなりました。これは、ブレッチリー・パークの仕事が純粋に数学的なものではなかったことを思い出させます。それは論理的推論とドイツ軍の日常業務に関する実用的な知識を組み合わせたものでした。1940年半ばまでに、この組み合わせによりブレッチリーはドイツ空軍の信号を読み取ることができ、チューリングは個人的にハット8を率いました。ハット8は、他の部隊よりも厳格な手順を使用していた、はるかに困難なドイツ海軍のエニグマを解読したセクションでした。


イラスト付きの物語として

アラン・チューリングと暗号解読機 — 本の表紙 — Wonder Inventions
アラン・チューリングと暗号解読機 → ワンダーインベンションズの物語の一つ — ボンブとそれを構築した人々が、技術マニュアルとしてではなく、ページごとに語られています。 見る Wonder Inventions →

よくある質問

アラン・チューリングはボンブを完全に一人で発明したのですか?

いいえ。チューリングはブレッチリー・パークの同僚数学者ゴードン・ウェルチマンと共に設計しました。この取り組み全体は、1930年代にエニグマのより単純なバージョンを解読し、戦争勃発前の1939年7月にその方法をイギリスと共有したポーランドの暗号学者による以前の作業に基づいています。

ボンブはメッセージを単独で解読しましたか?

直接ではありません。それは、クリブと呼ばれる既知または推測された平文の一部に対してテストすることで、不可能なローター設定を排除し、論理的な矛盾を使用して誤った答えを排除しました。ボンブが可能性を絞り込んだ後も、暗号解読者たちは手作業でメッセージを確認し、解読しました。

なぜ戦後長い間、この仕事について誰も知らなかったのですか?

イギリス政府は、1945年以降約30年間、エニグマ暗号解読の取り組みを機密扱いにしていました。その理由の一部は、捕獲されたエニグマ暗号機の一部が、イギリスが監視していた他の政府によって、知らずにまだ使用されていたためです。チューリングと彼のブレッチリー・パークの同僚たちは、その期間中、戦時中の功績に対して公的な評価を受けることはありませんでした。

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