Τετάρτη 07/12/2022

Γκόρντον Γουέλτσμαν: Από την Enigma στο Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS)

- Διαφήμιση -

Αφορμή για να γράψουμε για τον Γκόρντον Γουέλτσμαν ήταν το ντοκιμαντέρ του BBC για τη ζωή του.

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν ήταν Βρετανός μαθηματικός ο οποίος κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, εργάστηκε στο μυστικό κέντρο της Βρετανίας για την αποκρυπτογράφηση των κωδικών της Enigma μαζί με τον Άλαν Τούρινγκ.

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν (William Gordon Welchman) γεννήθηκε στις 15 Ιουνίου 1906 στο Fishponds, ένα μεγάλο προάστιο στα βορειοανατολικά της αγγλικής πόλης του Μπρίστολ. Σπούδασε μαθηματικά στο Trinity College, Cambridge, από το 1925 έως το 1928. Το 1929, έγινε ερευνητής στα Μαθηματικά στο Sidney Sussex College στο Cambridge και αργότερα κοσμήτορας του Κολλεγίου.

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν (William Gordon Welchman)
Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν (William Gordon Welchman)

Station X και Hut 6

Λίγο πριν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, ο Γκόρντον Γουέλτσμαν προσκλήθηκε από τον Διοικητή της Κυβερνητικής Σχολής Κώδικα και Κρυπτογραφίας (School Code and Cypher School – GC&CS) της Βρετανίας να συμμετάσχει σε αυτήν.

- Διαφήμιση -

Το GC&CS δημιούργησε στο Μπλέτσλεϊ Παρκ (Bletchley Park) ένα κέντρο που ονομάσθηκε “Σταθμός Χ” (Station X) για την αποκρυπτογράφηση και την ανάλυση των εχθρικών (κυρίως γερμανικών) κρυπτογραφημένων μηνυμάτων.

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν ήταν ένας από τους τέσσερις πρώτους στρατολογημένους στο Μπλέτσλεϊ Παρκ, οι άλλοι ήταν ο Άλαν Τούρινγκ, ο Χιου Αλεξάντερ και ο Στιούαρτ Μίλνερ-Μπάρυ.

Στο Μπλέτσλεϊ Παρκ υπήρχαν διάφορα Hut (“Καλύβα”) που δούλευαν το καθένα σε διαφορετικές πτυχές της αποκωδικοποίησης. Αυτός ο τρόπος οργάνωσης των επιχειρήσεων έγινε σε πρόταση του Γουέλτσμαν ο οποίος ήταν υπεύθυνος για τη δημιουργία και την οργάνωση του Hut 6 που είχε ως αποστολή την επίλυση των κρυπτογραφικών μηχανών Enigma του Γερμανικού Στρατού και της Πολεμικής Αεροπορίας.

Η μηχανή Enigma

- Διαφήμιση -

Η μηχανή Enigma είναι μια συσκευή κρυπτογράφησης που αναπτύχθηκε για εμπορικούς και στρατιωτικούς σκοπούς. Το στρατιωτικό μοντέλο της Enigma χρησιμοποιήθηκε εκτενώς από τη Ναζιστική Γερμανία κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, σε όλους τους κλάδους του γερμανικού στρατού. Η Μηχανή Enigma θεωρήθηκε τόσο ασφαλής που χρησιμοποιήθηκε για την κρυπτογράφηση των πιο άκρως απόρρητων μηνυμάτων.

Η μηχανή Enigma ήταν μια ηλεκτρομηχανική συσκευή, εξοπλισμένη με πληκτρολόγιο 26 γραμμάτων και 26 λάμπες, που αντιστοιχούσαν στα γράμματα του αλφαβήτου. Μέσα υπήρχε ένα σετ από ενσύρματα τύμπανα (ρότορες και ανακλαστήρας) που ανακάτευαν την είσοδο. Το μηχάνημα χρησιμοποιούσε ένα βύσμα για να ανταλλάσσει ζεύγη γραμμάτων και η κρυπτογράφηση ποικίλλει από το ένα πάτημα πλήκτρου στο άλλο. Για να επικοινωνήσουν δύο χειριστές, και οι δύο μηχανές Enigma έπρεπε να ρυθμιστούν με τον ίδιο τρόπο. Ο μεγάλος αριθμός δυνατοτήτων για τη ρύθμιση των ρότορων και του βύσματος συνδυάστηκε για να σχηματίσει έναν αστρονομικό αριθμό διαμορφώσεων και οι ρυθμίσεις άλλαζαν καθημερινά, έτσι ο κωδικός του μηχανήματος έπρεπε να “σπάει” εκ νέου κάθε ημέρα.

Το πρώτο βήμα για το “σπάσιμο” του κώδικα έκανε ο Πολωνός μαθηματικός και κρυπτογράφος Μαριάν Ρετζέφσκι (Marian Rejewski) όταν μπόρεσε να προσδιορίσει την εσωτερική καλωδίωση της μηχανής Enigma. Κατόπιν κατασκεύασε για αυτό το λόγο την ηλεκτρομηχανική κρυπτολογική “μπόμπα” η οποία “έσπαγε” τους κωδικούς της Enigma. Οι Γερμανοί στο μεταξύ είχαν κάνει σειρά βελτιώσεων στην Enigma με αποτέλεσμα να απαιτούνται περισσότερες “μπόμπες” για να αποκρυπτογραφήσουν τα μηνύματα.

Το 1939 οι Πολωνοί έδωσαν την τεχνογνωσία τους στην Αγγλία και ο Άλαν Τούρινγκ σχεδίασε τη βρετανική “μπόμπα”.

Η βρετανική “μπόμπα”

Μεγάλο μέρος της δουλειάς του Γκόρντον Γουέλτσμαν στο Μπλέτσλεϊ Παρκ αφορούσε την “ανάλυση κυκλοφορίας” των κρυπτογραφημένων γερμανικών επικοινωνιών. Αυτή ήταν η συλλογή και ανάλυση δεδομένων σχετικά με το ποιες εχθρικές μονάδες έστελναν και λάμβαναν μηνύματα, συμπεριλαμβανομένου του πού και του πότε. Μια τέτοια ανάλυση –μεταδεδομένων θα λέγαμε σήμερα- μπορεί να αποκαλύψει πολλά για την οργάνωση, τις κινήσεις και τις δραστηριότητες του εχθρού, ακόμη και όταν το περιεχόμενο των μηνυμάτων παραμένει άγνωστο.

- Διαφήμιση -

Ωστόσο, η κύρια συνεισφορά του Γουέλτσμαν ήταν στη διαδικασία διάσπασης του μηχανισμού κρυπτογράφησης της Enigma. Ο Γουέλτσμαν εφηύρε τον “διαγώνιο πίνακα” (diagonal board), μια προσθήκη που έκανε τη βρετανική “μπόμπα” εξαιρετικά ισχυρότερη καθόσον μειώθηκε ο χρόνος που απαιτούνταν για την εύρεση της καθημερινής ρύθμισης που έκαναν οι Γερμανοί στην Enigma, από ημέρες σε ώρες.

Μέχρι το τέλος του πολέμου, εκατοντάδες “μπόμπες” χρησιμοποιήθηκαν στον “Σταθμό Χ”.

Ultra Secret

Οι πληροφορίες που λαμβάνονταν από την αποκρυπτογράφηση των μηνυμάτων στο Μπλέτσλεϊ Παρκ ονομαζόταν Ultra. Το όνομα προέκυψε επειδή οι πληροφορίες που αποκτήθηκαν θεωρήθηκαν πιο σημαντικές από αυτές που ορίστηκαν από την υψηλότερη βρετανική ταξινόμηση ασφαλείας που χρησιμοποιήθηκε τότε (Most Secret) και έτσι θεωρήθηκε ως Ultra Secret.

Μία τέτοια Ultra πληροφορία ήταν πριν τη Μάχη της Κρήτης τον Μάιο του 1941, που αφορούσε στον σχεδιασμό για την ρίψη των Γερμανών αλεξιπτωτιστών και την ακριβή ημέρα της εισβολής.

Στην εικόνα του 1944 μπορείτε να δείτε τρεις “μπόμπες” να έχουν πινακίδες με την τοποθεσία της Enigma που “έσπαγαν”, Λάρισα (LARISSA), Αθήνα (ATHENS), Κόρινθος (CORINTH):

Από την Βρετανία στις ΗΠΑ

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν το 1948 μετακόμισε στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής όπου ένιωθε ότι μπορούσε να χρησιμοποιήσει τις υπολογιστικές δεξιότητες που είχε αναπτύξει κατά τη διάρκεια του χρόνου του στο Μπλέτσλεϊ Παρκ. Δίδαξε το πρώτο μάθημα υπολογιστών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης.

Το 1962 πολιτογραφήθηκε πολίτης των ΗΠΑ και την ίδια χρονιά ξεκίνησε να εργάζεται στην Mitre Corporation η οποία παρείχε τεχνική βοήθεια στην Πολεμική Αεροπορία των Ηνωμένων Πολιτειών, για να βοηθήσει στην παρακολούθηση του εναέριου χώρου και στην αντιμετώπιση πιθανών απειλών. Μεταξύ άλλων, ο Γουέλτσμαν συμμετείχε στη διερεύνηση του βέλτιστου σχεδιασμού συστημάτων επικοινωνίας πεδίου μάχης.

Όταν ο Γουέλτσμαν συνταξιοδοτήθηκε το 1971, η έρευνα και οι εφευρέσεις του βρέθηκαν στο επίκεντρο της αεροπορικής άμυνας των ΗΠΑ.

Το 1974, αποφάσισε να γράψει τα δικά του απομνημονεύματα μετά την έκδοση άλλων βιβλίων για το θέμα της Enigma και των πληροφοριών (πχ του Frederick William Winterbotham, The Ultra Secret το 1974).

Το βιβλίο του Γουέλτσμαν με τίτλο “The Hut Six Story” εκδόθηκε στις ΗΠΑ και στο Ηνωμένο Βασίλειο στις αρχές του 1982 και ήταν το πρώτο που περιλάμβανε τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με την επιχείρηση στο Μπλέτσλεϊ Παρκ.

Η πίεση στους εκδότες του από την Υπηρεσία Εθνικής Ασφάλειας (National Security Agency, NSA) των ΗΠΑ και το Αρχηγείο Επικοινωνιών της Κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου (Government Communications Headquarters – GCHQ) είχε ως αποτέλεσμα την “οικειοθελή” απόσυρση του βιβλίου από τις λίστες τους. Το βιβλίο είχε πωλήσει μόνο 900 περίπου αντίτυπα ενώ τα υπόλοιπα πολτοποιήθηκαν.

Το βιβλίο δεν απαγορεύτηκε, αλλά ως αποτέλεσμα αυτού, ο Γουέλτσμαν έχασε την άδεια ασφαλείας του στην Mitre.

Τρία χρόνια μετά τη δημοσίευση του βιβλίου, το 1985, ο διευθυντής του GCHQ Sir Peter Marychurch έστειλε στον Γουέλτσμαν μια επιστολή στην οποία καταδίκαζε την δημοσίευση άρθρου του σχετικά με το έργο της Πολωνίας και της Βρετανίας κατά τη διάρρηξη του κώδικα στη διάρκεια του πολέμου και τον κατηγόρησε ότι βλάπτει την ασφάλεια. Τα τελευταία του χρόνια ήταν δύσκολα – είχε πράκτορες του FBI να παρκάρουν έξω από το σπίτι του και πίστευε ότι το τηλέφωνό του παρακολουθούνταν. Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν πέθανε την ίδια χρονιά (1985).

Σύμφωνα με την GCHQ “η λαμπρή καριέρα του Γκόρντον Γουέλτσμαν στο Μπλέτσλεϊ Παρκ επισκιάστηκε από διαμάχες όταν δημοσίευσε λεπτομέρειες για το έργο του εν καιρώ πολέμου (σσ εννοούν τον Ψυχρό Πόλεμο) ενάντια στις επιθυμίες των αρχών του Ηνωμένου Βασιλείου και των ΗΠΑ στις αρχές της δεκαετίας του 1980.”

Γίγαντας της εποχής του

Στις 26 Σεπτεμβρίου 2016, μια μπλε πλάκα αποκαλύφθηκε από την κόρη του, Susanna Griffiths, στην εκκλησία St Mary’s Church στην γενέτειρά του στο Fishponds όπου βαπτίσθηκε:

“Γκόρντον Γουέλτσμαν, 1906 – 1985. Βασικός συντελεστής του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου στη βρετανική αποκρυπτογράφηση του κώδικα και στο εξωτερικό πρωτοπόρος και εφευρέτης της επιστήμης των υπολογιστών.”

Μιλώντας στην εκδήλωση, ο τότε Διευθυντής του Αρχηγείου Επικοινωνιών της Κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου, Robert Hannigan αναγνώρισε τη σκληρή μεταχείριση του Γκόρντον Γουέλτσμαν από την GCHQ και απέτισε φόρο τιμής στην “τεράστια συνεισφορά του “ως γίγαντα της εποχής του”.

“Είχε τεράστια συνεισφορά, χιλιάδες ζωές Συμμάχων σώθηκαν από την διάρρηξη του κώδικα. Ήταν ένας γίγαντας της εποχής του και μέρος μιας εξαιρετικής ομάδας ανθρώπων που συντόμευσαν τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Είναι τιμή μου που το μοιράζομαι σήμερα με την οικογένειά του και εκπροσωπώ τον οργανισμό που βοήθησε να χτιστεί με το έργο του και οι αξίες του. Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν και οι συνάδελφοί του έθεσαν τα πρότυπα για το GCHQ”, είπε.

Σπάζοντας τον κωδικό του Χίτλερ

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν ήταν το θέμα ενός ντοκιμαντέρ του BBC το 2015. Το ντοκιμαντέρ είχε τον τίτλο Μπλέτσλεϊ Παρκ: Η ξεχασμένη ιδιοφυΐα που “έσπασε” τον κώδικα (Bletchley Park: Code-breaking’s Forgotten Genius). Αργότερα μεταδόθηκε στο εξωτερικό με τον τίτλο The Codebreaker Who Hacked Hitler και στην Ελλάδα ως Σπάζοντας τον κωδικό του Χίτλερ.

Το ντοκιμαντέρ σημειώνει ότι η ανάλυση κυκλοφορίας του Γουέλτσμαν είναι πλέον γνωστή ως ανάλυση δικτύου και ανάλυση μεταδεδομένων. Ταυτόχρονα δίνει ως παράδειγμα της σημαντικότητας της ακόμη και στις ημέρες μας, την εύρεση της τοποθεσίας που κρυβόταν ο Οσάμα Μπιν Λάντεν με τη χρήση ανάλυσης του δικτύου του.

Το βιβλίο The Hut Six Story

Από το βιβλίο The Hut Six Story, θα παρουσιάσουμε μόνο ένα απόσπασμα από τον πρόλογο του Γκόρντον Γουέλτσμαν. Σκέψεις, διδάγματα και μια ερώτηση που είναι διαχρονικά:

“Το κυριότερο από αυτά είναι ότι ο τρόπος με τον οποίο το Hut 6 μπόρεσε να καταστρέψει την ασφάλεια ενός μεγάλου μέρους των επικοινωνιών της γερμανικής διοίκησης του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου περιέχει πολύτιμες προειδοποιήσεις για πολλούς ανθρώπους -όχι μόνο τους κρυπτογράφους- στους οποίους θα εξαρτηθεί η ασφάλεια επικοινωνιών στο μελλοντικό πεδίο της μάχης.

Το δεύτερο είναι ότι η μελέτη της κρυπτογραφικής ασφάλειας θα διευρυνθεί περισσότερο ώστε να συμπεριλάβει τη δυνατότητα επιβίωσης: διασφαλίζοντας ότι οι επικοινωνίες θα είναι διαθέσιμες σε κατάσταση λειτουργίας για τον χειρισμό βασικών πληροφοριών σε περιόδους έκτακτης ανάγκης.

Τρίτον, ότι η προστασία από διάφορες μορφές «ειδικών μέσων», όπως δολιοφθορά, κλοπή, διείσδυση πρακτόρων, παρεμβολές, πλαστογράφηση και ούτω καθεξής είναι εξίσου σημαντική, αν όχι πιο σημαντική, από την προστασία από την κρυπτανάλυση του εχθρού.

Τέταρτον, λόγω της συνεχώς μεταβαλλόμενης παγκόσμιας πολιτικής πρέπει να είμαστε προετοιμασμένοι για διαφορετικά είδη στρατιωτικών συγκρούσεων σε διαφορετικά περιβάλλοντα.

Πέμπτον, ότι δεν πρέπει να παραμελούμε τα μη στρατιωτικά μέσα με τα οποία ένας εχθρός μπορεί να επιδιώξει να υπονομεύσει την εθνική μας βούληση.

Και τέλος, ότι ο πραγματικά τρομακτικός ρυθμός με τον οποίο προχωρά η τεχνολογία εισάγει πολλά νέα προβλήματα που δεν έχουν ακόμη αντιμετωπιστεί ικανοποιητικά. Όταν σκεφτόμαστε μέτρα ασφαλείας για ένα στρατιωτικό σύστημα επικοινωνιών στις δεκαετίες του 1980 και του 1990, η σχεδόν βεβαιότητα ότι θα έχουν σημειωθεί σημαντικές τεχνολογικές εξελίξεις στο μεσοδιάστημα είναι μια πραγματική ανησυχία.

Τα μέτρα ασφαλείας που σχεδιάζουμε σήμερα θα είναι επαρκή στο τεχνολογικό περιβάλλον του αύριο;

Το Joint Tactical Information Distribution System – JTIDS

Το 1967 διεξήχθη από την MITER Corporation η μελέτη “Έλεγχος και Επιτήρηση Φιλίων Δυνάμεων” (Control and Surveillance of Friendly Forces – CASOFF) με κύριους ερευνητές τον Vic Desmarines, ο οποίος αργότερα έγινε Πρόεδρος του MITER και τον Γκόρντον Γουέλτσμαν.

Η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι στο πεδίο της μάχης ήταν διαθέσιμες πολύτιμες πληροφορίες που δεν έφταναν στις μάχιμες δυνάμεις που τις χρειάζονταν λόγω θεμελιωδών ελλείψεων στην αρχιτεκτονική των επικοινωνιών.

Ο Γκόρντον Γουέλτσμαν πρότεινε μια ριζοσπαστική αρχιτεκτονική όπου στοιχεία που είχαν κρίσιμες πληροφορίες θα μπορούσαν να τις μεταδώσουν και οι μονάδες που χρειάζονταν τις πληροφορίες θα μπορούσαν να επεξεργάζονται επιλεκτικά ό,τι είχε άμεση αξία.

Αυτό ήταν μια σημαντική απόκλιση από τις αρχιτεκτονικές επικοινωνιών προσανατολισμένες στο κύκλωμα που χρησιμοποιούνταν τότε και ένας τρόπος για να εξαλειφθεί ο υπερπληθυσμός και η σύγχυση στα ραδιοδίκτυα που χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση αεροσκαφών και ορισμένων επίγειων δυνάμεων.

Μια δεύτερη σύσταση ήταν η ανάγκη για μια συνεπή και αξιόπιστη βάση για τη θέση που θα ήταν διαθέσιμη σε όλα τα στοιχεία μάχης που ονομάστηκε “Πλέγμα Κοινής Θέσης”.

Σήμερα, το όραμα του Γκόρντον Γουέλτσμαν για ένα ασφαλές σύστημα τακτικής επικοινωνίας έγινε πραγματικότητα. Το Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS), είναι ένα Σύστημα Διοίκησης και Ελέγχου που χρησιμοποιείται από τις Ένοπλες Δυνάμεις του ΝΑΤΟ και πολλών χωρών.

Στον χώρο του Μπλέτσλεϊ Παρκ λειτουργεί σήμερα μουσείο.

- Διαφήμιση -
❯ Τελευταία νέα
- Διαφήμιση -
AMYNA Network
Ειδήσεις