앨런 튜링의 암호 해독기는 실제로 어떻게 작동했을까?

에니그마 기계는 수십억 가지 방법으로 메시지를 뒤섞을 수 있었습니다. 튜링의 봄베는 정답을 추측한 것이 아니라, 틀릴 수밖에 없는 모든 설정을 제거했습니다.

독일군의 에니그마 기계는 거대한 타자기처럼 생겼지만, 내부에는 전기 기계식 퍼즐 상자가 있었습니다. 키보드는 로터 세트와 플러그보드를 통해 램프 패널에 연결되어 있었습니다. 글자를 입력하면 전기 신호가 로터의 현재 배선을 통과하여 램프 보드에 다른 글자를 비췄는데, 이것이 암호화된 출력물이었습니다. 로터 자체가 키를 누를 때마다 위치를 변경했기 때문에, 같은 글자를 두 번 연속으로 입력해도 완전히 다른 두 개의 램프가 켜질 수 있었습니다. 가능한 초기 설정의 수는 수십억 개에 달했으며, 독일군 운용자들은 매일 설정을 변경했습니다.

에니그마 해독은 처음부터 영국의 업적이 아니었습니다. 1920년대와 1930년대에 폴란드 수학자들, 주로 마리안 레예프스키는 초기 버전의 암호에서 약점을 찾아내는 방법을 알아냈고, 1938년에는 매일의 설정을 찾는 속도를 높이기 위해 "봄바(Bomba)"라는 기계를 만들었습니다. 1939년 7월, 전쟁이 몇 주 앞으로 다가오자 폴란드 정보부는 영국과 프랑스에 자신들이 가진 모든 것을 넘겨주었습니다. 재구성된 에니그마 기계와 그들의 방법에 대한 상세한 기록이었습니다. 이것은 완성된 해결책이 아니라 시작에 불과했습니다. 독일군은 그 이후로 추가 로터를 추가하고 절차를 강화하여, 폴란드 봄바는 영국이 받자마자 거의 쓸모없게 되었습니다.

봄베는 실제로 무엇을 했는가

블레츨리 파크에서 앨런 튜링과 동료 수학자 고든 웰치먼은 영국 태뷸레이팅 머신 컴퍼니에서 제작한 새로운 기계를 설계했는데, 이것이 바로 봄베(Bombe)였습니다. 이 기계는 메시지를 직접 해독하지 않았습니다. 대신, 암호 해독가들은 "크립(crib)"에 의존했습니다. 크립은 일상적인 일기 예보나 표준적인 끝맺음말처럼 메시지 어딘가에 나타날 가능성이 있는 단어나 구문에 대한 추측이었습니다. 에니그마 설계의 한 가지 특이점 때문에, 글자는 절대로 자기 자신으로 암호화될 수 없었으므로, 암호문과 글자 하나하나가 일치하는 크립은 모든 가능한 로터 설정에 대해 테스트될 수 있었습니다. 봄베는 이러한 설정을 기계적, 전기적으로 처리했으며, 설정이 논리적 모순을 일으키는 순간(즉, 해당 구성에서는 크립이 사실일 수 없는 경우) 기계는 해당 설정을 제거하고 다음으로 넘어갔습니다. 모든 가능성을 거친 후 남은 것은 수동으로 확인할 가치가 있는 소수의 설정이었습니다.

단서 만들기

좋은 크립이 항상 있는 것은 아니었기 때문에, 암호 해독가들은 때때로 그것을 만들어냈습니다. 한 가지 기록된 전술에서는 영국 공군이 독일군이 이미 깨끗하게 소해한 수역에 의도적으로 기뢰를 부설하여, 독일 해군이 새로운 기뢰에 대해 메시지로 보고할 것을 예상했습니다. 암호 해독가들은 새로운 기뢰밭 보고서가 대략 어떤 내용을 담을지 이미 알고 있었기 때문에, 그 예상 문구가 크립이 되었습니다. 이는 블레츨리 파크의 작업이 순전히 수학적이지 않았다는 것을 상기시켜 줍니다. 논리적 추론과 독일군 일상에 대한 실무 지식이 결합된 것이었습니다. 1940년 중반까지 이러한 조합 덕분에 블레츨리는 독일 공군 신호를 해독할 수 있었고, 튜링은 다른 부대보다 더 엄격한 절차를 사용했던 훨씬 더 어려운 독일 해군 에니그마를 해독하는 섹션인 헛 8(Hut 8)을 직접 이끌었습니다.


삽화가 있는 이야기로 만나보세요

앨런 튜링과 암호 해독기 — 책 표지 — Wonder Inventions
앨런 튜링과 암호 해독기 → 원더 인벤션스 이야기 중 하나 — 봄베와 그것을 만든 사람들, 기술 매뉴얼이 아닌 페이지별로 이야기됩니다. 둘러보기 Wonder Inventions →

자주 묻는 질문

앨런 튜링이 봄베를 완전히 혼자 발명했나요?

아닙니다. 튜링은 블레츨리 파크의 동료 수학자 고든 웰치먼과 함께 설계했으며, 이 모든 노력은 1930년대에 더 간단한 버전의 에니그마를 해독하고 전쟁 발발 몇 달 전인 1939년 7월에 그들의 방법을 영국과 공유했던 폴란드 암호학자들의 초기 작업에 기반을 두었습니다.

봄베가 메시지를 스스로 해독했나요?

직접적으로는 아닙니다. 봄베는 크립이라고 불리는 알려지거나 추측된 평문 조각과 비교하여 불가능한 로터 설정을 배제하고, 논리적 모순을 사용하여 오답을 제거했습니다. 봄베가 가능성을 좁히면, 암호 해독가들은 여전히 수동으로 메시지를 확인하고 해독했습니다.

왜 전쟁 후 오랫동안 이 작업에 대해 아무도 몰랐나요?

영국 정부는 1945년 이후 거의 30년 동안 에니그마 암호 해독 노력을 기밀로 유지했습니다. 부분적으로는 일부 압수된 에니그마 기계가 영국이 감시하던 다른 정부들에 의해 알지 못하는 사이에 여전히 사용되고 있었기 때문입니다. 튜링과 그의 블레츨리 파크 동료들은 그 기간 동안 전쟁 중의 업적에 대해 대중적인 인정을 받지 못했습니다.

계속 읽기