Alan Turing e la macchina Enigma: come fu decifrato il codice nazista

Come cifrava, la macchina Enigma

La macchina Enigma militare tedesca, nel modello Enigma I, cifrava le lettere facendole passare attraverso tre rotori removibili, che si potevano riordinare per cambiare la cifratura a ogni sessione. Un riflettore regolabile rimandava poi il segnale indietro attraverso gli stessi rotori, facendolo passare due volte per lo stesso percorso.

Secondo il Bletchley Park Trust, l’Enigma I fu il primo modello a introdurre il quadro di connessioni, o plugboard: ventisei prese, unite a coppie da cavi, che deviavano due lettere nell’istante tra la pressione di un tasto e l’arrivo del segnale ai rotori. Era una caratteristica esclusiva delle macchine militari tedesche. Dal 1938 ai tre rotori originari se ne aggiunsero altri due: l’operatore ne sceglieva tre tra cinque per ogni sessione, e ogni combinazione diversa di rotori, anelli e plugboard produceva una cifratura differente.

Il crib e la Bombe: il metodo di Bletchley Park

Le chiavi di Enigma cambiavano ogni giorno e, secondo il National Museum of Computing, dovevano permettere di decifrare tra 3.000 e 5.000 messaggi intercettati quotidianamente. Turing e il matematico di Cambridge Gordon Welchman progettarono la Bombe verso la fine del 1939, un dispositivo elettromeccanico per accelerare la ricerca di quelle impostazioni.

Esempio pratico: un crittoanalista individuava, in un messaggio intercettato, uno schema compatibile con un crib, un frammento di testo in chiaro che riteneva probabile. La Bombe, che conteneva più tamburi equivalenti a diverse macchine Enigma collegate insieme, verificava poi meccanicamente molte combinazioni di impostazioni, scartando quelle incompatibili con il crib fino a restringere il campo alla chiave giornaliera.

Secondo il National Museum of Computing, alcune chiavi giornaliere venivano violate entro 2-4 ore, altre non venivano mai violate: la velocità contava, perché il giorno dopo la chiave cambiava di nuovo.

Bletchley Park, la squadra dietro la macchina

Il lavoro si svolgeva nelle baracche di legno, le Hut, costruite nei terreni della tenuta di Bletchley Park. Turing dirigeva la Hut Eight, dedicata alla crittoanalisi dei segnali navali tedeschi. Il contributo di Gordon Welchman, la cosiddetta diagonal board, ridusse drasticamente il numero dei falsi arresti della Bombe, cioè i falsi positivi nella ricerca della chiave. Victory, la prima Bombe, operativa dal 14 marzo 1940, era ancora il progetto iniziale di Turing, senza quel miglioramento: la prima macchina con la diagonal board di Welchman, soprannominata Agnes, entrò in servizio nell’agosto 1940. Le centinaia di Bombe in servizio erano fatte funzionare dalle Wrens, le ausiliarie della Marina britannica: entro la fine della guerra, quasi 1.676 donne della WRNS e 263 uomini della RAF erano impiegati nel funzionamento di 211 Bombe.

La prima struttura dedicata, la Hut 11, ospitava fino a sei macchine dal marzo 1941. La sostituì, nel febbraio 1942, la Hut 11A, che ne ospitava fino a nove.

Pochi anni dopo la guerra, nel 1952, lo stesso Turing fu condannato per la sua omosessualità: il Recap Alan Turing e l’omosessualità: condanna, castrazione chimica e perdono racconta cosa gli accadde.

Dall’aviazione ai sommergibili: la guerra via radio

Già entro il maggio 1940, Victory violava i messaggi dell’aviazione tedesca, la Luftwaffe. La cifratura navale resistette più a lungo: la svolta arrivò nel febbraio 1941, grazie alla cattura di documenti dalla nave tedesca Krebs, al largo della Norvegia. Da quel momento, con l’aiuto di ulteriori catture, le comunicazioni dei sommergibili tedeschi furono di fatto dominate dai decrittatori della Hut Eight, diretta da Turing.

Il 1° febbraio 1942 gli U-boot passarono infatti a una versione di Enigma a quattro rotori, più complessa di quella usata fino ad allora, che rese le loro comunicazioni di fatto indecifrabili fino al dicembre dello stesso anno.

Quanto contò, davvero

Chi aveva lavorato alla decrittazione di Bletchley Park mantenne il segreto totale sul proprio lavoro per trent’anni dopo la fine della guerra, fino alla metà degli anni Settanta. Lo storico ufficiale dell’intelligence britannica Harry Hinsley, in un intervento del 1993, ha valutato che senza la violazione di Enigma l’invasione alleata dell’Europa sarebbe slittata al 1946 o al 1947, con la guerra proseguita oltre il 1945. Uno scenario che, secondo Hinsley, avrebbe potuto includere armi biologiche come l’antrace e bombardamenti atomici americani a cadenza mensile dopo il luglio 1945.

Due macchine, un solo cognome nel titolo

Questo Recap racconta la macchina Enigma, l’oggetto fisico con cui i tedeschi cifravano i messaggi, e la Bombe con cui Bletchley Park la violò. Il Recap Macchina di Turing: cos’è e come funziona racconta un’altra cosa, nonostante il nome quasi identico: un concetto teorico, fatto di nastro, testina e stati, con cui Turing definì che cosa un computer può o non può calcolare. La macchina fisica di Bletchley Park e la macchina teorica della computabilità condividono l’autore e il cognome nel titolo, non il contenuto.

Per la cornice più ampia del conflitto resta utile il Recap sulla Seconda guerra mondiale. Il procedimento di Turing e Welchman, una sequenza di passi meccanici per restringere le possibilità fino alla chiave, anticipa l’idea moderna di algoritmo; le Bombe stesse, macchine di calcolo elettromeccaniche su larga scala, aprono un capitolo che si lega alla storia del computer.