Giovanni Herivel - John Herivel
| La macchina per cifrare Enigma |
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John William Jamieson Herivel (29 agosto 1918 – 18 gennaio 2011) è stato uno storico della scienza britannico ed ex decodificatore della seconda guerra mondiale a Bletchley Park .
Come codebreaker occupa di crittoanalisi del Enigma , Herivel è ricordato soprattutto per la scoperta di ciò che è stato presto soprannominato il suggerimento Herivel o Herivelismus . Herivelismus consisteva nell'idea, nella punta di Herivel e nel metodo per stabilire se si applicava utilizzando il quadrato di Herivel . Si basava sull'intuizione di Herivel sulle abitudini degli operatori tedeschi della macchina cifratrice Enigma che ha permesso a Bletchley Park di dedurre facilmente parte della chiave quotidiana . Per un breve ma critico periodo dopo il maggio 1940, la punta di Herivel in combinazione con " cillies " (un'altra classe di errore dell'operatore) fu la tecnica principale utilizzata per risolvere Enigma.
Dopo la guerra, Herivel divenne un accademico, studiando storia e filosofia della scienza alla Queen's University di Belfast , in particolare Isaac Newton , Joseph Fourier , Christiaan Huygens . In pensione, scrisse un resoconto autobiografico del suo lavoro a Bletchley Park intitolato Herivelismus e l'enigma militare tedesco .
Reclutamento a Bletchley Park
John Herivel è nato a Belfast e ha frequentato il Methodist College Belfast dal 1924 al 1936. Nel 1937 gli è stata assegnata una borsa di studio Kitchener per studiare matematica al Sidney Sussex College, Cambridge , dove il suo supervisore era Gordon Welchman . Welchman ha reclutato Herivel alla Government Code and Cypher School (GC&CS) a Bletchley Park . Welchman ha lavorato con Alan Turing nella nuova sezione Hut 6 creata per risolvere l'enigma dell'esercito e dell'aeronautica. Herivel, allora ventunenne, arrivò a Bletchley il 29 gennaio 1940 e fu informato su Enigma da Alan Turing e Tony Kendrick.
Enigma
Nel momento in cui Herivel iniziò a lavorare a Bletchley Park, Hut 6 stava avendo solo un successo limitato con i messaggi cifrati da Enigma, principalmente dalla rete Luftwaffe Enigma conosciuta come "Red". Stava lavorando insieme a David Rees , un altro matematico di Cambridge reclutato da Welchman, nella vicina Elmers School, testando soluzioni candidate ed elaborando impostazioni plugboard. Il processo era lento, tuttavia, Herivel era determinato a trovare un metodo per migliorare il loro attacco e trascorreva le serate cercando di escogitare modi per farlo.
I messaggi in codice Morse intercettati erano stati cifrati dall'Enigma dei tedeschi , una macchina di cifratura a rotore elettromeccanico che implementava un cifrario polialfabetico . Il modello principale in uso nel 1940 aveva tre rotori che stabilivano un percorso elettrico dalla tastiera al lampione. Premendo un tasto si accendeva una lampada e il rotore più a destra avanzava di una posizione. Ciò ha cambiato il percorso elettrico in modo che premendo nuovamente lo stesso tasto si accendesse una lettera diversa. In una delle 26 posizioni, una tacca sul rotore più a destra si innestava con il rotore centrale in modo che i due rotori avanzassero insieme, e allo stesso modo il rotore centrale si agganciava al rotore più a sinistra, dando un periodo molto lungo prima della sequenza ripetuto (26 × 26 × 26 = 17.576). L'anello sul rotore che conteneva la tacca e quindi faceva avanzare il rotore successivo, poteva essere impostato su una qualsiasi delle 26 posizioni. I tre rotori sono stati selezionati da una serie di cinque, offrendo 60 modi diversi di montare i rotori nella macchina. Tuttavia, poiché i tedeschi stabilirono la regola che nessun rotore doveva essere nella stessa posizione nei giorni successivi, se si conoscevano i rotori dei giorni precedenti e le loro posizioni, questo numero veniva ridotto a 32.
La macchina Enigma funzionava reciprocamente in modo che una macchina identica con impostazioni identiche, se alimentasse le lettere cifrate, mostrasse le lettere decifrate sul lampione. La capanna 6 aveva macchine replica Enigma che erano logicamente identiche alle macchine che stavano usando i tedeschi. Per decifrare i messaggi intercettati era necessario che si conoscessero la selezione dei rotori, le impostazioni degli anelli e le connessioni della scheda. A questo punto, le prime tre lettere del preludio al messaggio sono state utilizzate come indicatore per indicare all'operatore ricevente le lettere che dovrebbero apparire nelle finestre per questo particolare messaggio.
Consiglio di Herivel
Herivel ebbe un'intuizione nel febbraio 1940 che alcuni pigri addetti al codice tedeschi avrebbero potuto rivelare le impostazioni dell'anello di Enigma ( Ringstellung ) nel loro primo messaggio della giornata. Se ci fossero più impiegati pigri, il primo messaggio Grundstellung s non sarebbe casuale ma avrebbe un raggruppamento attorno al Ringstellung . L'intuizione divenne nota come la punta di Herivel. All'epoca non era necessario perché la Luftwaffe stava cifrando due volte le chiavi dei messaggi in modo da poter utilizzare tecniche come i fogli Zygalski . Nel maggio 1940, i tedeschi bloccarono le chiavi doppiamente cifrate. Altri metodi diventando inefficaci, Bletchley Park ha iniziato a utilizzare la punta di Herivel per interrompere il traffico della Luftwaffe. Continuò ad essere il metodo principale fino alla consegna della bomba nell'agosto 1940.
Procedura di cifratura Enigma
I rotori e il posizionamento dell'anello contenente la tacca sono stati cambiati giornalmente. Le impostazioni sono state definite in un codebook comune a tutti gli operatori di quella rete. All'inizio di ogni giornata, prima dell'invio o della ricezione di qualsiasi messaggio, gli operatori Enigma hanno implementato la selezione del rotore e le impostazioni dell'anello del giorno. Dopo aver selezionato i tre rotori, hanno regolato le impostazioni dell'anello. Questo poteva essere fatto prima che i rotori fossero montati sul loro asse o dopo che erano stati inseriti nella macchina. È stato possibile regolare le impostazioni dell'anello dei rotori caricati spostando il perno di ritegno a molla verso destra e ruotando il rotore per visualizzare la lettera specificata. Herivel riteneva probabile che almeno alcuni degli operatori avrebbero regolato gli anelli dopo aver montato i rotori nella macchina. Dopo aver posizionato gli anelli dell'alfabeto e chiuso il coperchio, l'operatore avrebbe dovuto quindi allontanare bene i rotori dalle posizioni che mostravano le tre lettere dell'incastonatura dell'anello nelle finestre, ma alcuni operatori no.
La grande intuizione di Herivel gli venne una sera del febbraio 1940 mentre si rilassava davanti al fuoco della sua padrona di casa. Gli operatori stressati o pigri che avevano impostato gli anelli quando i rotori erano nella macchina avrebbero potuto lasciare l'impostazione degli anelli in corrispondenza o vicino alla parte superiore e utilizzare quelle tre lettere per il primo messaggio della giornata.
Per ogni messaggio trasmesso, l'operatore mittente seguirebbe una procedura standard. Dal settembre 1938, utilizzerà una posizione iniziale per crittografare l' indicatore e inviarlo in chiaro , seguito dalla chiave del messaggio che era stata crittografata in tale impostazione. Se l' impostazione di base (tedesco: Grundstellung ) fosse GKX, ad esempio, utilizzerebbe Enigma con i rotori impostati su GKX per crittografare l' impostazione del messaggio , che potrebbe scegliere di essere RTQ ; che potrebbe crittografare in LLP . (Prima del maggio 1940, l'impostazione del messaggio crittografato veniva ripetuta, ma ciò non fa differenza per l'intuizione di Herivel.) L'operatore quindi girava i suoi rotori su RTQ e crittografava il messaggio effettivo. Pertanto, il preambolo del messaggio sarebbe l'impostazione di base non crittografata ( GKX ), seguita dall'impostazione del messaggio crittografato ( LLP ). Un operatore Enigma ricevente potrebbe utilizzare le informazioni per recuperare l'impostazione del messaggio e quindi decrittografare il messaggio.
L'impostazione del terreno ( GKX nell'esempio sopra) avrebbe dovuto essere scelta a caso, ma Herivel ha ritenuto che se gli operatori fossero pigri, di fretta o comunque sotto pressione, avrebbero potuto semplicemente utilizzare qualsiasi impostazione del rotore attualmente mostrata sulla macchina. Se quello era il primo messaggio della giornata e l'operatore aveva impostato le impostazioni dell'anello con i rotori già all'interno della macchina, la posizione del rotore attualmente visualizzata sulla macchina potrebbe essere l'impostazione dell'anello stessa o essere molto vicina ad essa. (Se tale situazione si è verificata nell'esempio sopra, GKX sarebbe l'impostazione della suoneria o vicino ad essa).
I crittografi polacchi usarono l'idea al PC Bruno durante la Guerra Fasulla .
Piazza Herivel
Il giorno dopo la sua intuizione, i colleghi di Herivel hanno convenuto che la sua idea fosse un possibile modo per entrare in Enigma. La capanna 6 iniziò a cercare l'effetto previsto dalla punta di Herivel e fece in modo che i primi messaggi della giornata da ciascuna stazione trasmittente fossero inviati loro in anticipo. Hanno tracciato gli indicatori in una griglia denominata "quadrato di Herivel", un esempio del quale è mostrato di seguito. Le righe e le colonne della griglia sono etichettate con l'alfabeto. Il primo indicatore del primo messaggio della giornata ricevuto da ciascuna stazione della rete, è stato immesso in rete. È stato fatto trovando la colonna corrispondente alla prima lettera, la riga corrispondente alla seconda lettera e inserendo la terza lettera nella cella in cui la riga e la colonna si intersecavano. Ad esempio, GKX verrebbe registrato inserendo una X nella cella della colonna G e della riga K .
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z ---------------------------------------------------------- Z| |Z Y| S |Y X| |X W| L |W V| |V U| E |U T| |T S| |S R| K |R Q| S |Q P| |P O| |O N| N |N M| X |M L| W T |L K| X Y |K J| W X |J I| |I H| Q |H G| |G F| |F E| A |E D| |D C| V |C B| J |B A| P |A ---------------------------------------------------------- A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Il suggerimento di Herivel ha suggerito che ci sarebbe stato un cluster di voci vicine tra loro, come il cluster attorno a GKX nell'esempio precedente. Ciò ridurrebbe le opzioni per le impostazioni dell'anello da 17.576 a un piccolo insieme di possibilità, forse da 6 a 30, che potrebbero essere testate individualmente.
L'effetto previsto da Herivel non si è però manifestato subito nel traffico di Enigma e Bletchley Park ha dovuto continuare ad affidarsi ad una tecnica diversa per entrare in Enigma: il metodo dei " fogli forati ", che era stato tramandato dai critologi polacchi . La situazione cambiò il 1° maggio 1940, quando i tedeschi cambiarono la loro procedura di indicazione, rendendo obsoleto il metodo della lamiera forata. La capanna 6 non è stata improvvisamente in grado di decifrare Enigma.
Fortunatamente per i decifratori, lo schema previsto dalla punta di Herivel iniziò a manifestarsi poco dopo il 10 maggio, quando i tedeschi invasero i Paesi Bassi e il Belgio. David Rees ha individuato un cluster negli indicatori e il 22 maggio è stato decodificato un messaggio della Luftwaffe inviato il 20 maggio, il primo dopo il cambio di procedura.
Componenti chiave aggiuntivi
Sebbene la punta Herivel fornisse le impostazioni dell'anello dell'Enigma, non forniva altre parti della chiave Enigma: l'ordine del rotore e le impostazioni del plugboard. Una chiave della Luftwaffe all'epoca sceglieva tra 5 rotori, quindi c'erano 60 possibili ordini di rotori. Inoltre, potrebbero esserci da 8 a 10 connessioni plugboard, il che significa che tutte le 26 lettere tranne 6 sono permutate dal plugboard. I decifratori hanno dovuto utilizzare altri metodi per trovare le parti rimanenti della chiave Enigma.
La punta di Herivel è stata utilizzata in combinazione con un'altra classe di errore dell'operatore, nota come " cillies ", per risolvere le impostazioni e decifrare i messaggi.
La punta di Herivel è stata utilizzata per diversi mesi fino a quando le macchine specializzate per la decodifica del codice progettate da Alan Turing , le cosiddette " bombe ", erano pronte per l'uso.
Riconoscimento
Gordon Welchman ha scritto che il suggerimento di Herivel è stato una parte vitale per rompere Enigma a Bletchley Park.
Se Herivel non fosse stato reclutato nel gennaio 1940, chi avrebbe pensato alla punta di Herivel, senza la quale saremmo stati sconfitti nel maggio 1940 – incapaci di mantenere la continuità fino a quando le bombe non iniziarono ad arrivare molti mesi dopo? Non ci siano fraintendimenti su quest'ultimo punto. La perdita di continuità sarebbe stata, in tutte le fasi, molto grave, se non disastrosa".
A causa dell'importanza del suo contributo, Herivel è stato scelto e presentato a Winston Churchill durante una visita a Bletchley Park. Ha anche insegnato la crittoanalisi Enigma a un gruppo di americani assegnati alla capanna 6 in un corso intensivo di due settimane. Herivel in seguito lavorò nell'amministrazione della " Newmanry ", la sezione responsabile della risoluzione dei cifrari delle telescriventi tedesche utilizzando metodi meccanici come i computer Colossus , come assistente del capo della sezione, il matematico Max Newman .
Nel 2005, i ricercatori che studiavano una serie di messaggi crittografati da Enigma della seconda guerra mondiale hanno notato il verificarsi di clustering, come previsto dalla punta di Herivel, nei messaggi dell'agosto 1941.
Dopo la seconda guerra mondiale
Dopo la fine della guerra, Herivel insegnò matematica in una scuola per un anno, ma scoprì di non essere in grado di gestire i "ragazzi chiassosi". Successivamente è entrato alla Queen's University di Belfast, dove è diventato lettore di Storia e Filosofia della Scienza. Uno degli studenti che ha supervisionato è stato l'attore Simon Callow , che ha detto di lui:
Ero assolutamente stupito. Era un insegnante meraviglioso, alla vecchia maniera. Durante i suoi tutorial preparava il tè e le focaccine da tostare accanto al fuoco. (Era) un pensatore molto profondo ma molto inaspettato nei suoi approcci, ma non aveva senso che avesse fatto qualcosa di straordinario nella sua vita. Quella era la sua generazione; non si sono baciati e non hanno raccontato.
Ha pubblicato libri e articoli su Isaac Newton , Joseph Fourier e Christiaan Huygens . Le sue pubblicazioni includono:
- Herivel, JW (aprile 1955), "La derivazione delle equazioni del moto di un fluido ideale dal principio di Hamilton", Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society , 51 (2): 344-349, Bibcode : 1955PCPS...51. .344H , doi : 10.1017/S0305004100030267
- Herivel, John (1965), The Background to Newton's Principia: A Study of Newton's Dynamical Researches in the Years 1664-1684 Sulla base di manoscritti originali della collezione di Portsmouth nella Biblioteca dell'Università di Cambridge , Clarendon Press
- Herivel, JW (dicembre 1966), "Aspetti della fisica teorica francese nel XIX secolo", The British Journal for the History of Science , 3 (2): 109-132, doi : 10.1017/S0007087400003794 La ricerca su cui si basa questo articolo è stata condotta a Parigi nel 1964 con l'aiuto di una Bourse de Marque assegnata dal governo francese tramite la loro ambasciata a Londra e con una borsa di studio del Research Committee dell'Academic Council della Queen's University , Belfast.
- Herivel, Giovanni ; Williams, L. Pearce (novembre 1975), "Joseph Fourier: l'uomo e il fisico", Physics Today , 28 (11): 65, Bibcode : 1975PhT....28k..65H , doi : 10.1063/1.3069206
- Herivel, John (1975), Joseph Fourier: l'uomo e il fisico , Clarendon Press
- Herivel, JW (dicembre 1960), "La scoperta di Newton della legge della forza centrifuga", Iside , 51 (4): 546–553, doi : 10.1086/349412 , JSTOR 228612 , S2CID 143523512
- Herivel, JW (dicembre 1965), "La prima soluzione di Newton al problema del moto di Kepler", The British Journal for the History of Science , 2 (4): 350-354, doi : 10.1017/s0007087400002508 , JSTOR 4024891
- Herivel, John W. (1970), "Il successo di Newton in dinamica", L'Annus Mirabilis di Sir Isaac Newton: 1666-1966 : 120-135
Nel 1978 si ritirò a Oxford , dove divenne Fellow of All Souls College . Nel suo ritiro ha pubblicato:
- Herivel, John (2008), Herivelismus e l'enigma militare tedesco , M & M Baldwin
Morì a Oxford nel 2011.
Lascia sua figlia Josephine Herivel .
Appunti
Riferimenti
- Buono, Jack (1993), Enigma e pescein Hinsley & Stripp 1993 , pp. 149-166
- Herivel, John (2008), Herivelismus e l'enigma militare tedesco , Cleobury Mortimer, Shropshire: M & M Baldwin, ISBN 978-0947712464 Questo contiene un resoconto del lavoro prebellico su Enigma in Polonia, scritto con la cura di uno storico professionista.
- Hinsley, FH ; Stripp, Alan, ed. (1993) [1992], Codebreakers: The inside story of Bletchley Park , Oxford: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-280132-6
- Sebag-Montefiore, Hugh (2000), Enigma: La battaglia per il codice , ISBN 0-471-40738-0
- Smith, Michael (1998), Station X: The Codebreakers of Bletchley Park , ISBN 0-7522-2189-2
- Welchman, Gordon (1997) [1982], The Hut Six storia: Rompere i codici Enigma , Cleobury Mortimer, Shropshire: M & M Baldwin, ISBN 0-947712-34-8