Η ανίκητη μηχανή Enigma. Quantum version of Nazi Enigma machine is uncrackable

This is a photograph of the Enigma cryptanalytic machine devised by Alan Turing to decode encrypted messages sent by the Germans during World War II (Credit: unknown).

O Alan Turing, ήταν ο σπουδαίος Βρετανός μαθηματικός, που κατάφερε μαζί με την ομάδα του να «σπάσει» τους κώδικες επικοινωνίας των Ναζί, να αποκωδικοποιήσει τη διαβόητη μηχανή Enigma, στη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Η δουλειά που είχαν αναλάβει ήταν αρκετά δύσκολη και χρονοβόρα, αλλά ο Turing και οι συνεργάτες του ήταν αποτελεσματικοί.

What if Nazis had gone quantum? (Image: Interfoto/Alamy)

Ο Jacob Aron υπενθυμίζει το επίτευγμα του μαθηματικού στο τελευταίο τεύχος του περιοδικού NewScientist και σημειώνει : «Ευτυχώς, που οι Ναζί δεν χρησιμοποιούσαν μια κβαντική μηχανή Enigma. Τότε ο Turing και η ομάδα του, σίγουρα δεν θα τα είχαν καταφέρει», αφού οι κβαντικές μηχανές θα μπορούσαν να κρατήσουν μυστικό το κλειδί ασφαλείας ενός κωδικού.

Οι μηχανές Enigma μοιάζουν με τη βελτιωμένη εκδοχή μιας γραφομηχανής, με το φωτιζόμενο πάνελ πάνω από το πληκτρολόγιο να εμφανίζει στην επιφάνειά του το αλφάβητο. H δακτυλογράφηση ενός γράμματος καταγράφει στο φωτισμένο πάνελ ένα διαφορετικό γράμμα, δείχνοντας τον τρόπο κρυπτογράφησής του.

Συνδεδεμένοι ρότορες κρυπτογραφούν τους χαρακτήρες, οδηγώντας ένα ηλεκτρικό σήμα σε μια συγκεκριμένη πορεία. Στο πάτημα κάθε νέου γράμματος η πορεία αλλάζει, οπότε αν πληκτρολογήσει κάποιος το ίδιο γράμμα, αυτό θα κρυπτογραφηθεί με διαφορετικό τρόπο, ώστε να αποφευχθούν τα επαναλαμβανόμενα μοτίβα γραμμάτων, στα οποία βασίζονται, συχνά, όσοι προσπαθούν να σπάσουν κωδικούς.

Ο Turing και οι συνεργάτες του στηρίχθηκαν και σε εξωτερικές πληροφορίες, όπως, για παράδειγμα, στη γνώση ότι ένα μήνυμα είναι πολύ πιθανό να αναφέρεται στον καιρό, για να κάνουν μελετημένες εικασίες για το περιεχόμενό του, οι οποίες τους οδηγούσαν, συχνά, στο κλειδί ασφαλείας του κωδικού. Με άλλα λόγια, όσο αυξάνονταν οι πληροφορίες για ένα μήνυμα, τόσο μειωνόταν η δύναμη του κωδικού ασφαλείας.

Ο Seth Loyd, καθηγητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, στην κβαντική μηχανή Enigma που προτείνει διατηρεί τη βασική ιδέα της ύπαρξης δύο ανθρώπων με ίδιου τύπου μηχανές και κοινές ρυθμίσεις. Στη θέση, όμως της ηλεκτρικής ενέργειας και των στροφείων που αλλάζουν τις ρυθμίσεις, η επινοημένη μηχανή του χρησιμοποιεί φωτόνια, με την κβαντική ικανότητα να ακολουθούν δύο διαφορετικές πορείες ταυτόχρονα.

«Η μετάβαση της ιδέας στην κβαντική μηχανική αλλάζει την εξίσωση: η αύξηση των πληροφοριών για ένα μήνυμα στην ομάδα που προσπαθεί να «σπάσει» ένα κωδικό δεν οδηγεί σε σημαντική μείωση της ασφάλειας του κωδικού, εκτός εάν οι πληροφορίες είναι το ίδιο το κλειδί ασφαλείας», λέει ο S. Lloyd, o οποίος προσπαθεί να φτιάξει μια μηχανή που δεν αποκλείεται να έχει τις διαστάσεις και την όψη μιας κλασικής γραφομηχανής.