ถอดประวัติ..ถอดรหัส "อลัน ทูริง" [The Imitation Game]

นักคณิตศาสตร์ นักชีววิทยา นักตรรกศาสตร์ นักรหัสวิทยา นักปรัชญา นักวิ่งระดับอัลตร้ามาราธอนชาวอังกฤษ วีรบุรุษสงครามผู้ถอดรหัสลับจากเครื่องอีนิกมา (Enigma) ของฝ่ายเยอรมัน ด้วยคอมพิวเตอร์โคลอสซัสได้สำเร็จ จนทำให้สงครามโลกครั้งที่ 2 สิ้นสุดเร็วขึ้น 2 ปี ช่วยชีวิตผู้คนให้รอดตายได้กว่า 14 ล้านคน และเป็นผู้ที่ได้รับการกล่าวขานยอมรับว่า..เป็น “บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์” อลัน ทูริง (Alan Turing)

อลัน ทูริง เกิดเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน 1912 ในกรุงลอนดอน เขาเรียนในสาขาวิชาคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ และยังได้ทำงานเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม ที่มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์นี่เองที่ทูริงได้พิสูจน์ว่าการคำนวณแบบอัตโนมัติ (automatic computation) ไม่สามารถทำได้ด้วยศาสตร์ทางคณิตศาสตร์ทั้งหมด จึงทำให้เกิดทูริงแมชชีน (Turing machine) ขึ้นมา ซึ่งถือว่าเป็นต้นแบบของคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้

Turing machine สามารถอ่านชุดตัวเลขหนึ่งกับศูนย์จากเทปซึ่งอธิบายงานที่จะต้องทำ ที่สำคัญคือการสร้างคอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานที่ต้องทำ โดยต้องพัฒนาอัลกอริธึม (algorithm) เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆให้ได้ และแยกปัญหาออกเป็นขั้นตอนให้คอมพิวเตอร์รู้จัก ในทศวรรษ 1950 นั้นมีคอมพิวเตอร์แล้ว แต่ส่วนใหญ่ออกแบบมาเพื่อทำงานเพียงอย่างเดียว แนวคิดของทูริงนั้นจึงอธิบายได้ว่าคือสิ่งเดียวกับที่โปรแกรมเมอร์ทำในปัจจุบัน

อลัน ทูริง เพื่อนร่วมงาน และ Ferranti computer ในปีค.ศ. 1951  
ทูริงเคยเข้าไปเกี่ยวข้องทั้งกับการสร้างทั้งคอมพิวเตอร์โคลอสซัส (Colossus) ที่พิพิธภัณฑ์ Bletchley Park
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 และเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เก็บโปรแกรมในยุคแรก (electronic computing engine: ACE)

คิดว่าหลายๆคนคงรู้กันแล้วว่าทูริงนั้นทำงานด้านถอดรหัสแบบลับๆให้กับทางรัฐบาลของประเทศอังกฤษด้วย แล้วรู้หรือไม่ว่าทูริงถอดรหัสได้อย่างไร ???

ความลับของการถอดรหัส !!!

การถอดรหัสและสัญลักษณ์นั้นทำกันมานานหลายศตวรรษ อย่างไรก็ตามถือว่าวิธีการถอดรหัสนั้นเป็นศิลปะของการแปลรหัสข้อความ และเป็นสิ่งใหม่ที่มีความสำคัญมากในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่นักวิทยาศาสตร์ต่อสู้เพื่อที่จะเปิดเผยความหมายที่แท้จริงในการเข้ารหัสข้อความของหน่วยทหารเยอรมัน

การถอดรหัสนั้นใช้กันอย่างกว้างขวางในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2  เพราะมีรหัสสื่อสารจำนวนมาก และระบบการเข้ารหัสนั้นจะจำเพาะของแต่ละประเทศ ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นทางทฤษฎีและทางปฏิบัติการเข้ารหัสหรือถอดรหัสนั้น ต้องมีความล้ำหน้าเป็นอย่างมาก

เครื่องอีนิกมานั้นมีลักษณะคล้ายเครื่องพิมพ์ดีด สามารถคำนวณนับล้านครั้งได้ภายในเศษเสี้ยววินาที รหัสลับควบคุมเครื่องนี้จะถูกเปลี่ยนทุกวัน

กลุ่มนักถอดรหัส "hut 8" นั้นมีเป้าหมายพิเศษคือ พยายามแกะรหัสอีนิกม่าทีมงานนี้ได้พัฒนาสิ่งซึ่งอาจเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกชื่อว่า โคลอสซัส (colossus) ทำงานด้วยท่อสุญญากาศ 1,500 ตัวตลอด 24 ชั่วโมง ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่า มีการสร้างโคลอสซัสขึ้นทั้งหมด 10 เครื่อง เครื่องนี้กลายเป็นความลับสุดยอดของสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งหมายความว่าฝ่ายสัมพันธมิตรทราบแน่นอนถึงการวางแผนของฝ่ายเยอรมันก่อนที่จะลงมือทำ

ความเป็นไปได้ของการเข้ารหัสที่สำคัญที่สุดในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 นั้นคือ การเข้ารหัสลับของรหัสเครื่องอีนิกมา (Enigma) ของเยอรมันได้สำเร็จ การเข้ารหัสเครื่องอีนิกมานั้นสำเร็จครั้งแรกโดยประเทศโปแลนด์ ประมาณปี 1932 เทคนิคและวิธีการใช้ที่ถ่องแท้จึงถูกส่งผ่านมายังพันธมิตรอย่างฝรั่งเศสและอังกฤษก่อนที่จะมีการถอดรหัสจากสงครามในปี 1939 และวิธีการถอดรหัสยังได้รับการพัฒนาจากความพยายามอย่างอุตสาหะของสถานีวิจัยเบลทช์เลย์พาร์คในช่วงสงครามอีกด้วย การเข้ารหัสของรหัสเครื่องอีนิกมานั้น ทำให้พันธมิตรสามารถอ่านความเป็นไปทางการทหารของเยอรมันได้ และนับว่าการเข้ารหัสเป็นสิ่งที่ไม่สามารถประเมินค่าได้ทางหน่วยข่าวกรองของทหารในการสงครามครั้งนี้ ข่าวกรองแบบนี้ถือว่าเป็นแหล่งข้อมูลชั้นเยี่ยมเลยทีเดียว

การถอดรหัสที่คล้ายกันนี้ได้เข้ารหัสของประเทศญี่ปุ่น (PURPLE) เช่นกันโดยหน่วยข่าวกรองกองทัพสหรัฐ ตั้งแต่ก่อนที่จะสหรัฐจะเริ่มต้นสงคราม ข้อมูลที่ได้จากการถอดรหัสครั้งนี้เรียกว่า MAGIC ซึ่งถือว่าเป็นข้อมูลรหัสลับทางความปลอดภัยสุดยอดของทางการฑูตญี่ปุ่น

เครื่องอีนิกมา เครื่องมือจารกรรมที่ประดิษฐ์โดยประเทศเยอรมัน

แสดงการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าจากแป้นตัวอักษรที่กดจนถึงหลอดไฟที่ติดสว่าง ปุ่ม A ถอดรหัสเป็น D
และปุ่ม A จะไม่มีทางถอดรหัสแล้วได้ A ด้วยเอกลักษณ์ของเครื่องอีนิกมา โดยนักถอดรหัสสามารถใช้ประโยชน์จากตรงนี้ได้ในบางครั้ง

อาร์เธอร์ เชอร์เบียส วิศวกรชาวเยอรมันผู้พัฒนาเครื่องอีนิกมานี้ขึ้นมา เครื่องที่สามารถแปลรหัสออกมาเป็นข้อมูลได้ และเป็นความหวังทางธุรกิจของบริษัทด้านการสื่อสารความปลอดภัย ต่อมาในปี 1923 เขาได้ตั้งบริษัทขึ้นมาเพื่อผลิตเป็นอุตสาหกรรมในกรุงเบอร์ลิน 3 ปี ถัดมาหน่วยทหารเรือของเยอรมันนำมาใช้ในสงครามโลก ปี 1928 และทหารอากาศใช้ในปี 1933

การใช้งานเครื่องอีนิกมานั้นผู้ใช้สามารถพิมพ์ข้อความลงไปได้ จากนั้นทำการผสมคำโดยใช้ตัวหมุน ก็จะได้ข้อความที่มีตัวอักษรแตกต่างไปจากเดิม ผู้รับจำเป็นต้องรู้ว่าตัวหมุนนี้ตั้งไว้อย่างไรเพื่อที่จะเข้ารหัสให้กลับมาอ่านได้อีกครั้ง กว่าปีที่เครื่องอีนิกมาถูกพัฒนาให้มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นเหมือนเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านรหัสชาวเยอรมันที่ใส่วงจรอิเล็คทรอนิกส์เข้าไป

ในช่วงปี 1931 นั้น ประเทศอังกฤษและพันธมิตรเข้าใจการทำงานของเครื่องนี้เพราะ ฮานส์ ธีโล ชมิดท์ สายลับชาวเยอรมันยอมให้สายลับผู้เชี่ยวชาญชาวฝรั่งเศสจารกรรมโดยการถ่ายรูปวิธีการทำงานของเครื่องอีนิกมาไป แต่ไม่ว่านักถอดรหัสประเทศฝรั่งเศสหรืออังกฤษก็ไม่สามารถถอดรหัสจากเครื่องอีนิกมานี้ได้

หลังจากนั้นไม่นานได้ส่งรายละเอียดเหล่านี้ให้แก่ทางสำนักงานถอดรหัสของโปแลนด์ ซึ่งก็ได้ผู้ใกล้ชิดกับทางโรงงานอุตสาหกรรมของเยอรมันมาสร้างเครื่องอีนิกมาขึ้นมาใหม่โดยการวางระบบสายไฟเพื่ออ่านข้อความของทหารอากาศเยอรมันระหว่างปี 1933 - 1938

ในปี 1939 โปแลนด์ได้บอกความลับนี้กับทางอังกฤษ และต่อมาโรงเรียน Government Code and Cipher School (GC&CS) ที่เบลทช์เลย์ พาร์ค เมืองบัคกิงแฮมเชอร์ ก็ได้กลายมาเป็นศูนย์กลางสำหรับความพยายามของพันธมิตรในการถอดรหัส และเก็บรักษาข้อมูลที่ได้จากเครื่องอีนิกมา

Government Code and Cipher School (GC&CS) ที่ Bletchley Park

ประเทศเยอรมันนั้นมั่นใจว่าข้อมูลที่ได้จากอีนิกมานั้นไม่มีวันถูกถอดออกมาได้ จึงใช้เครื่องนี้ในการสื่อสารในสนามรบทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นทางทะเล ทางอากาศ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหน่วยตำรวจลับซึ่งมีหน้าที่อารักขาผู้นำของประเทศ ประเทศอังกฤษเรียกข้อมูลลับที่ได้มาจากเครื่องอีนิกมานี้ว่า “Ultra” และถือว่าเป็นความลับสูงสุด

วิกฤตการณ์สำคัญของทูริงคือเมื่อเยอรมนีเริ่มใช้รหัสอีนิกมาแบบใหม่เพื่อสั่งการเรือดำน้ำ สิ่งที่ทูริงและเพื่อร่วมงานทราบนั้นไร้ค่าทันที เพราะพวกเขาไม่สามารถเตือนภัยสงครามได้อีก จึงต้องพยายามอย่างบ้าคลั่งเพื่อแกะรหัสใหม่เขาทำงานอย่างไม่เห็นแก่เหน็ดเหนื่อยอยู่เพียงลำพังในกระท่อมหลังหนึ่งที่เบลทช์เลย์ แล้วเขาก็แกะรหัสได้ในที่สุด

ที่มา:

http://www.bbc.co.uk/history/people/alan_turing

http://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing

http://en.wikipedia.org/wiki/Enigma_machine

http://www.rmutphysics.com/charud/invention/invention2/colossus-computer/index.htm

ภาพจาก:

https://d1u1p2xjjiahg3.cloudfront.net/d1805c79-e7b1-4f24-b67a-0c1b8de45324.jpg

http://1.bp.blogspot.com/-Wb7PB-ONDy4/TuYA122t6ZI/AAAAAAAAAgI/FuTqpmqsf_M/s320/Turing_Plaque.jpg

https://storiesbywilliams.files.wordpress.com/2012/06/bletchley-park.jpg