Από την Enigma στην Κβαντική Κρυπτογράφηση — Η ιδιοφυΐα του Alan Turing που άλλαξε την Ιστορία

Ο Άλαν Τιούρινγκ (Alan Turing) υπήρξε μία από τις πιο εμβληματικές μορφές της επιστήμης του 20ού αιώνα. Βρετανός μαθηματικός, λογικός και πρωτοπόρος στην επιστήμη των υπολογιστών, έγινε παγκοσμίως γνωστός για τον καθοριστικό του ρόλο κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν ηγήθηκε της προσπάθειας αποκρυπτογράφησης των ναζιστικών κωδικών επικοινωνίας, μέσω της διαβόητης μηχανής Enigma.

Η αποστολή του Τιούρινγκ και της ομάδας του στο Μπλέτσλεϊ Παρκ ήταν εξαιρετικά δύσκολη: να «σπάσουν» έναν κώδικα που άλλαζε καθημερινά και βασιζόταν σε έναν φαινομενικά ατελείωτο αριθμό συνδυασμών. Παρ’ όλες τις αντιξοότητες, η ευφυΐα, η επιμονή και οι καινοτόμες ιδέες του Τιούρινγκ συνέβαλαν στην κατασκευή της Bombe, μιας ηλεκτρομηχανικής συσκευής που επιτάχυνε τον εντοπισμό του σωστού κλειδιού κάθε ημέρας. Το αποτέλεσμα;

Η αποκρυπτογράφηση χιλιάδων εχθρικών μηνυμάτων, γεγονός που κατά πολλούς ιστορικούς, συνέβαλε στην επιτάχυνση της λήξης του πολέμου κατά δύο τουλάχιστον χρόνια.

Όπως σημειώνει ο Jacob Aron στο περιοδικό New Scientist, «ευτυχώς για τους Συμμάχους, οι Ναζί δεν χρησιμοποιούσαν μια κβαντική μηχανή Enigma — σε μια τέτοια περίπτωση, ακόμα και η ιδιοφυΐα του Τιούρινγκ πιθανόν να μην αρκούσε».

---

Πώς λειτουργούσε η Enigma;

Η μηχανή Enigma έμοιαζε εξωτερικά με μία βελτιωμένη γραφομηχανή. Διέθετε πληκτρολόγιο, φωτεινή οθόνη και έναν εσωτερικό μηχανισμό με ροτόρες που εναλλασσόταν σε κάθε πάτημα πλήκτρου. Η βασική της λειτουργία βασιζόταν στην αντικατάσταση χαρακτήρων: πατώντας π.χ. το γράμμα “A”, μπορεί να φωτιζόταν το γράμμα “G”, υποδεικνύοντας την κρυπτογραφημένη του εκδοχή.

Το εντυπωσιακό ήταν πως κάθε πάτημα πλήκτρου άλλαζε την εσωτερική διάταξη των ροτόρων, ώστε το ίδιο γράμμα να κρυπτογραφείται κάθε φορά διαφορετικά. Αυτό απέκλειε τα προβλέψιμα μοτίβα — το "κλειδί" σε κάθε προσπάθεια αποκρυπτογράφησης.

Η ομάδα του Τιούρινγκ, ωστόσο, εκμεταλλεύτηκε τις στατιστικές αδυναμίες των γερμανικών μηνυμάτων. Αν γνωρίζεις πως ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα περιέχει τη λέξη "καιρός", μπορείς να κάνεις εικασίες, να συγκρίνεις με άλλα δεδομένα και να πλησιάσεις στο καθημερινό κλειδί.

---

Η κβαντική Enigma του μέλλοντος

Σήμερα, οι επιστήμονες διερευνούν μια εντελώς διαφορετική πραγματικότητα: την κβαντική κρυπτογράφηση. Ο καθηγητής Seth Lloyd του MIT έχει φανταστεί μία «κβαντική εκδοχή» της Enigma, η οποία βασίζεται στην αλληλεπίδραση φωτονίων και στην αρχή της υπέρθεσης – το φαινόμενο όπου ένα φωτόνιο μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα σε δύο διαφορετικές καταστάσεις ή διαδρομές.

Στη θεωρητική αυτή μηχανή, η οποία θα μπορούσε εξωτερικά να μοιάζει με μια γραφομηχανή, δύο χρήστες που μοιράζονται την ίδια ρύθμιση μπορούν να ανταλλάσσουν μηνύματα ασφαλώς. Το πλεονέκτημα; Η ασφάλεια δεν μειώνεται όσο αυξάνονται οι πληροφορίες που συλλέγει ο αντίπαλος. Εκτός κι αν ο εισβολέας γνωρίζει το ίδιο το κλειδί — κάτι σχεδόν αδύνατο.

«Η μετάβαση στην κβαντική εποχή αλλάζει ριζικά τους κανόνες του παιχνιδιού», δηλώνει ο Lloyd. «Σε αντίθεση με την Enigma του Τιούρινγκ, όπου περισσότερες πληροφορίες βοηθούσαν στην εύρεση του κλειδιού, στις κβαντικές μηχανές αυτό το πλεονέκτημα καταρρέει».

---

Η Κληρονομιά του Τιούρινγκ

Από τον μηχανισμό της Enigma μέχρι τις αρχές της σύγχρονης κρυπτογραφίας, το αποτύπωμα του Άλαν Τιούρινγκ παραμένει ζωντανό. Ο ίδιος δεν πρόλαβε να δει τη δικαίωση του έργου του, όμως η ιστορία τον αναγνωρίζει πια όχι μόνο ως έναν εκ των σωτήρων της ελευθερίας, αλλά και ως πατέρα της τεχνητής νοημοσύνης και των υπολογιστικών επιστημών.

Και η ιδιοφυΐα του μας υπενθυμίζει πως η ανθρώπινη εφευρετικότητα, ακόμα και απέναντι σε αδιανόητες προκλήσεις, μπορεί να ανατρέψει την πορεία της ιστορίας.