3 - Bletchley Park

Attorno alle metà del 1939 i polacchi trasferirono il loro materiale in Inghilterra e più precisamente in un palazzo nel Buckinghamshire  che si chiamava Blechley Park ed era la sede della Government Code and Cypher School (GC&CS). Qui poteva essere ospitato un numero superiore di addetti rispetto alla vecchia Stanza 40 e questi crittoanalisti (che per la prima volta vennero reclutati anche in Inghilterra tra i matematici) erano sistemati in diversi edifici appositamente realizzati detti Capanne. Esse erano numerate e ad ogni numero corrispondeva un compito diverso: la Capanna 6 era quella che si occupava della decifrazione dei messaggi Enigma. Inoltre si passò dalle duecento persone impiegate del 1939 alle circa settemila della fine del conflitto. Grazie al lavoro del Biuro Szyfrow e alla maggiore disponibilità di risorse gli uomini (e donne) di Blechley Park risolsero piuttosto rapidamente i nuovi problemi creati dall’aggiunta degli altri scambiatori e cavetti. Basti pensare che durante la Battaglia d’Inghilterra i crittoanalisti furono spesso in grado di fornire ai comandi della RAF il luogo e il momento delle incursioni tedesche e informazioni come queste erano di importanza realmente enorme per l’esito della guerra.

Fig.1: Blechley Park oggi.

 Fig.2: Blechley Park nel 1939.

Partendo dalle basi fornitegli dai polacchi i crittoanalisti inglesi riuscirono a trovare anche altre scorciatoie per scoprire la chiave giornaliera che denominarono “cillies”. Un “cilly” non era una imperfezione di Enigma, ma derivava dal modo in cui veniva usata. Infatti molti operatori usavano come chiave di messaggio tre lettere adiacenti sulla tastiera oppure le iniziali di una fidanzata il che rendeva più semplice intuire la chiave stessa. Altri errori anche più gravi furono commessi ad alti livelli. I responsabili della compilazione dei cifrari cercarono di rendere le chiavi più difficili da prevedere imponendo però delle limitazioni al numero di chiavi stesse. Infatti  stabilirono che nessuno scambiatore potesse occupare la stessa posizione per due giorni consecutivi e anche che ogni lettera non potesse essere scambiata con quella che la precede e la segue (ad esempio S non andava scambiata con R o T). Queste limitazioni, che a prima vista sembrano sensate, portarono ad una riduzione di oltre il cinquanta per cento del numero di disposizioni degli scambiatori e ad una notevole facilitazione per i crittoanalisti inglesi.

La ricerca di nuove scorciatoie era importante poiché Enigma continuò ad evolversi per tutta la durata della guerra e continue modifiche alle bombe o ai sistemi di decifrazione usati si resero necessarie, oltre alla collaborazione tra tutti i componenti dell’eterogeneo gruppo di Bletchley Park.

Fig.3: Alan Turing.

Tra tutti gli impiegati della CG&CS quello che diede il contributo più significativo alla sconfitta di Enigma fu Alan Turing, più noto per i suoi studi sui problemi indecidibili e sulla cosiddetta “macchina universale”, anticipazione teorica dei moderni calcolatori.

Turing notò che molti dei messaggi che venivano intercettati avevano una struttura piuttosto rigida e spesso capitava che messaggi che venivano trasmessi periodicamente (come ad esempio i bollettini meteorologici) avevano le stesse parole nelle stesse posizioni fisse. L’esperienza poteva fornire indicazioni ancora più precise, come ad esempio che le prime sei lettere del secondo rigo di alcuni tipi di messaggi corrispondevano alla parola “wetter” (tempo atmosferico). Questo costituiva ciò che in gergo dei crittoanalisti viene definito un “crib”, cioè un frammento del testo in chiare che può essere dedotto in base a considerazioni non crittoanalitiche. Turing era convinto di poter sfruttare i cribs per ottenere un procedimento di soluzione dei crittogrammi Enigma diverso da quello di Rejewski e che quindi permettesse di superare il pericolo che i tedeschi smettessero di ripetere la chiave di messaggio due volte. Si concentrò su un crib in particolare e anche in questo caso scoprì delle concatenazioni, ma che stavolta riguardavano le lettere del testo in chiaro e del testo cifrato nell’ambito di un crib. Nella figura è mostrato un possibile crib e la sua concatenazione.

Fig.4: Uno dei "crib" di Turing con la concatenazione in evidenza.

Analizzando la concatenazione possiamo dire che:

-        Nell’assetto a, Enigma cifra w come E.

-        Nell’assetto a+1, Enigma cifra e come T.

-        Nell’assetto a+3, Enigma cifra t come W.

Turing sviluppò tutte le implicazioni dei rapporti all’interno del ciclo e in base a questo progettò un circuito elettrico che collegava tre macchine Enigma con cavi posti tra l’input di una macchina e l’output della successiva seguendo lo schema mostrato in figura.

Fig.5: Schema di un circuito completo corrispondente al giusto assetto degli scambiatori.

Questo permetteva un procedimento di verifica automatizzato in quanto inserendo una lampadina nel circuito, essa si sarebbe accesa quando il corretto assetto fosse stato trovato. Osservando la figura si nota che il circuito era costruito in modo da annullare gli effetti del pannello a prese multiple e quindi bisognava solo collegare l’output del primo gruppo di scambiatori con l’input del secondo gruppo in corrispondenza di L1. Poiché questo valore non era noto era necessario collegare le 26 uscite del primo gruppo con i 26 ingressi del secondo formando 26 circuiti, ciascuno dotato di una lampadina per evidenziarne la chiusura. Alla fine, scoperto il giusto orientamento degli scambiatori, uno dei circuiti si chiudeva causando l’accensione della lampadina. Ipotizzando che gli scambiatori mutassero orientamento ogni secondo, per completare l’operazione di controllo di tutti gli orientamenti ci sarebbero volute cinque ore. Gli scambiatori, però, erano cinque e le cifratici ne contenevano tre con 60 combinazioni, quindi per controllare tutte le disposizioni erano necessari 60 gruppi di tre macchine da far lavorare in parallelo.

Risolto il problema degli scambiatori risultava più semplice determinare l’assetto del pannello a prese multiple attraverso l’uso dei crittogrammi parzialmente decifrati.

Qualcuno parve rendersi conto dell’inestimabile valore che un’intuizione del genere avrebbe avuto e perciò le 100000 sterline necessarie per costruire quelle che vennero soprannominate le “bombe di Turing” vennero rapidamente messe insieme e si potè procedere alla realizzazione al cui completamento si giunse all’inizio del 1940. Ogni bomba era composta da dodici gruppi di scambiatori Enigma collegati elettricamente. Il primo prototipo non funzionò proprio a dovere e contemporaneamente gli operatori Enigma smisero di ripetere le chiavi di messaggio, cosa che portò ad un crollo delle decifrazioni fino all’arrivo della versione migliorata delle bombe denominata “Agnus Dei”. Questo dispositivo era in grado di risalire ad una chiave giornaliera in una sessantina di minuti al massimo, ma il suo funzionamento non era completamente autonomo e indipendente dal personale che lo utilizzava. Infatti aveva bisogno di partire da un crib il quale a sua volta non era altro che un’ipotesi che i crittoanalisti facevano, immaginando che una certa parola in chiaro potesse trovarsi in una certa posizione. Nel caso in cui la parola faceva parte del messaggio ma non era nella posizione ipotizzata si poteva ovviare al problema con un trucco. Nel crib seguente il testo in chiaro fa parte del crittogramma ma non si ha la sicurezza di averlo collegato alle lettere giuste.

Testo chiaro ipotetico:                  w  e  t  t   e   r  n  u l  l   s  e  c h  s

Porzione del crittogramma:     I P  R E N L W K M J J S X C P L E  J W Q

Quello che poteva aiutare in questi casi era che il riflessore di Enigma non permetteva ad una lettera di essere cifrata come se stessa (ovvero una “a” non poteva essere cifrata come “A”). Quindi nell’esempio ci deve essere un allineamento sbagliato poiché si sovrappongono una “e” in chiaro  e una “E” cifrata. Le cose non cambiano spostando la prima riga di una posizione a sinistra, ma effettuando lo spostamento verso destra si trova un allineamento ammissibile e che poteva quindi essere utilizzato per la ricerca automatica della chiave giornaliera.

Grazie ai progressi fatti con le bombe i crittoanalisti di Bletchley Park ottennero anche l’appoggio incondizionato dello stesso Churchill il che permise di aumentare il numero di apparecchiature in dotazione e anche di aumentare il personale (reclutato tramite la pubblicazione sul Daily Telegraph di un cruciverba per “code-breakers”).