Alan Turing
| Alan Turing | |
|---|---|
 Alan Turing cca v roce 1927 | |
| Rodné jméno | Alan Mathison Turing |
| Narození | 23. června 1912 Maida Vale, Londýn, Anglie  Spojené království |
| Úmrtí | 7. června 1954 (ve věku 41 let) Wilmslow, Cheshire, Anglie Spojené království |
| Příčina úmrtí | sebevražda kyanidem |
| Národnost | anglická |
| Alma mater | Sherborne School, King's College (Univerzita v Cambridgi), Princetonská univerzita |
| Pracoviště | University of Manchester, Government Communications Headquarters, National Physical Laboratory, Univerzita v Cambridgi |
| Obory | matematika, kryptoanalýza, matematická informatika, biologie |
| Známý díky | kryptoanalýza Enigmy, Turingův stroj, Turingův test, Turingova Bomba, problém zastavení |
| Významná díla | On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem |
| Ocenění | Smith's Prize (1936), Řád britského impéria, Člen Královské společnosti[1] |
| Partner(ka) | Christopher Morcom |
| Rodiče | Julius Mathison Turing a Sara Turing |
| Podpis |  |
| Web | www |
 Seznam děl: SKČR | Knihovny.cz | |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Alan Mathison Turing, OBE (23. června 1912 Londýn — 7. června 1954 Wilmslow) byl britský matematik, logik, kryptoanalytik a zakladatel moderní informatiky. Veřejně známý je díky zásluhám o dešifrování nacistických tajných kódů během druhé světové války – Enigmy. V 50. letech byl odsouzen za homosexuální akt na základě zákona z roku 1885 a posmrtně rehabilitován královnou v roce 2013.
Život a dílo
[editovat | editovat zdroj]Poté, co se Alan Turing narodil, jeho rodiče se vrátili z Anglie zpátky do Indie, ale malého Alana s sebou nevzali, vychovávali ho příbuzní a chůvy. Jeho otcem byl matematik Julius Mathison Turing (1873–1947) a matkou Ethel Sara Turing, rozená Stoney (1881–1976). Alan ani ve svém dětství nevykazoval výjimečnou inteligenci, byl průměrným žákem. Bavily ho šachy, ale nebyl zvlášť dobrým hráčem.
Když měl Alan nastoupit na střední školu Sherborne, ochromila Británii devítidenní všeobecná stávka, a tak Alan vzal kolo a během dvou dnů dojel do školy, která byla vzdálena asi 100 km. Na střední škole se seznámil s Christopherem Morcomem, bavili se spolu o vědeckých novinkách a prováděli vlastní pokusy. Morcomova smrt v roce 1930 Alana těžce zasáhla.
V letech 1931 až 1934 studoval Turing matematiku[2] na King's College v Cambridge a v roce 1935 zde byl zvolen členem univerzitní koleje (fellow) na základě své disertace o centrální limitní větě.
Turingovy největší vědecké zásluhy tkví v jeho článku „On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem“ z roku 1936. Zavádí v něm pojem Turingova stroje, teoretického modelu obecného výpočetního stroje,[3] který se stal jedním ze základů informatiky, a dokázal, že problém zastavení Turingova stroje není rozhodnutelný. Na základě Churchovy–Turingovy teze pak lze toto zjištění aplikovat na Hilbertem formulovaný tzv. Entscheidungsproblem neboli problém rozhodnutelnosti.
V letech 1937 a 1938 studoval na univerzitě v Princetonu pod vedením Alonza Churche a získal zde doktorát.
Za druhé světové války byl Turing nejdůležitějším z vědců, kteří v Bletchley Parku luštili německé tajné kódy šifrované stroji Enigma a Tunny. Toto úsilí bylo velice úspěšné a Angličané měli po větší část války k dispozici „tajné“ nepřátelské komunikace. Ani po válce ovšem o této své práci nemohl mluvit, jelikož by tím porušil státní tajemství. Nesprávně je zmiňován přímý podíl Turinga na sestrojení počítače Colossus, ve skutečnosti k němu nepřímo přispěl výzkumem kryptoanalýzy Lorenzovy šifry pomocí statistických metod.[4]
Od roku 1948 pracoval na univerzitě v Manchesteru.[2] Turing dlouhodobě uvažoval o možnostech inteligentních strojů a je autorem myšlenky tzv. Turingova testu, která tvrdí, že za inteligentní můžeme stroj považovat tehdy, když nejsme schopni odlišit jeho výstup (například jeho odpovědi) od výstupu člověka.
Po druhé světové válce byly myšlenky Turingova stroje využity při konstrukci prvních počítačů řízených programem uloženým ve vnitřní paměti. Tyto počítače Turing prakticky využíval v 50. letech, kdy pracoval na teoretickém vysvětlení morfogeneze.
Kryptoanalýza
[editovat | editovat zdroj]Od září roku 1938 pracoval Turing na částečný úvazek v Government Code and Cypher School neboli v Britském Vládním kódovacím a šifrovacím ústavu (GC&CS). Soustředil se na kryptoanalýzu šifrovacího stroje Enigma společně s Dillym Knoxem, služebně starším pracovníkem GC&CS.[5] Brzy po schůzce u Varšavy v roce 1939, kde polský šifrovací ústav poskytl Britům a Francouzům podrobnosti o zapojení rotorů stroje Enigma a jejich metodě dešifrování zpráv, vypracovali Turing s Knoxem rozsáhlejší řešení. Polská metoda se opírala o nezabezpečený indikační postup, který Němci pravděpodobně změní, což také skutečně v květnu 1940 učinili. Turingův přístup byl obecnější a využíval dešifrování založené na známém textu, pro které vytvořil funkční specifikaci Bomby (vylepšení polské Bomby).[6]
4. září 1939, den poté, co Británie vyhlásila válku Německu, se Turing hlásil v Bletchley Parku, válečné základně GC&CS. Stejně jako všichni ostatní, kteří do Bletchley přišli, musel svým podpisem stvrdit souhlas se zákonem o ochraně státního tajemství, v němž se zavázal neprozradit nic o své práci v Bletchley, přičemž za porušení tohoto zákona hrozily přísné právní sankce.[7]
Specifikace Bomby byl prvním z pěti významných pokroků v kryptoanalýze, kterých Turing během války dosáhl. Dalšími byly: odvození indikačního postupu používaného německým námořnictvem; vývoj statistického postupu nazvaného Banburismus pro mnohem efektivnější využití Bomb; vývoj postupu nazvaného Turingova metoda (Turingismus) pro zajištění nastavení kontaktů rotorů šifrovacího stroje Lorenz SZ 40/42 (Tunny) a ke konci války vývoj přenosného bezpečného přístroje pro šifrování hlasové komunikace v Hanslope Parku, který dostal kódové označení Delilah.
Turing přispěl k tomuto tématu inovativním způsobem, když použil statistické techniky k optimalizaci zkoušení různých možností v procesu prolamování kódu. Napsal dvě práce pojednávající o matematických přístupech, nazvané The Applications of Probability to Cryptography[8] a Paper on Statistics of Repetitions,[9] které měly pro GC&CS a jeho nástupcem GCHQ takovou hodnotu, že byly vydány britským Národním archivem až v dubnu 2012, krátce před stým výročím jeho narození.
Během práce v Bletchley občas Turing běhal 40 mil (64 km) do Londýna, když se měl účastnit schůzek[10] a podával výkony maratonce na světové úrovni.[11][12] V roce 1948 se pokusil dostat do britského olympijského týmu, ale přibrzdilo ho zranění. Jeho zkušební čas uběhnutí maratonu byl jen o 11 minut pomalejší, než čas britského olympijského stříbrného medailisty Thomase Richardse (2 hodiny 35 minut). Byl nejlepším běžcem atletického klubu Walton, což zjistil ve chvíli, kdy tuto skupinu při svém vlastním běhu předběhl.
Na konci války bylo všem, kteří pracovali v Bletchley Parku, zasláno memorandum, v němž se připomínalo, že mlčenlivost, kterou nařizoval zákon o ochraně státního tajemství, nekončí s válkou, ale bude trvat na neomezenou dobu. Přestože byl Turingovi v roce 1946 králem Jiřím VI. udělen Řád britského impéria, zůstala jeho práce po mnoho let utajena.[13][14]
Bomba
[editovat | editovat zdroj]Během několika týdnů po příchodu do Bletchley Parku Turing sestrojil elektromechanický stroj zvaný Bomba, který dokázal prolomit Enigmu účinněji než polská bomba kryptologiczna, od níž byl odvozen jeho název. Bomba, s vylepšením navrženým matematikem Gordonem Welchmanem, se stala jedním z hlavních nástrojů, a tím hlavním automatizovaným nástrojem, používaným na zprávy zašifrované Enigmou.
Bomba vyhledávala možná správná nastavení použitá pro zašifrovanou zprávu Enigmy (tj. pořadí rotorů, nastavení rotorů a nastavení zásuvné desky) pomocí vhodného základního textu: fragmentu možného nezašifrovaného textu. Pro každé možné nastavení rotorů (které mělo řádově 1019 stavů, resp. 1022 stavů pro čtyřrotorovou variantu U-boat) provedla Bomba elektromechanicky řetězec logických dedukcí na základě základního textu.
Bomba zjistila, kdy došlo k rozporu, vyloučila toto nastavení a přešla k dalšímu. Většina možných nastavení způsobila rozpory a byla vyřazena, takže zůstalo jen několik, které se podrobně zkoumaly. K rozporu došlo, když se zašifrované písmeno změnilo zpět na stejné písmeno základního textu, což u Enigmy nebylo možné. První Bomba byla instalována 18. března 1940.
Koncem roku 1941 byli Turing a jeho kolegové kryptoanalytici Gordon Welchman, Hugh Alexander a Stuart Milner-Barry frustrováni. V návaznosti na práci Poláků vytvořili dobře fungující systém pro dešifrování signálů Enigmy, ale jejich omezený personál a počet Bomb znamenaly, že nebyli schopni přeložit všechny signály. V létě dosáhli značných úspěchů a ztráty v lodní dopravě klesly pod 100 000 tun měsíčně; nutně však potřebovali více prostředků, aby mohli držet krok s německými úpravami. Snažili se získat více lidí a financovat více Bomb oficiální cestou, ale neuspěli.
Dne 28. října, s Turingem v čele, napsali dopis přímo Winstonu Churchillovi, v němž vysvětlovali své potíže. Zdůrazňovali, jak malá je jejich potřeba ve srovnání s obrovskými výdaji na lidské a finanční zdroje pro armádu a ve srovnání s úrovní pomoci, kterou mohou armádě nabídnout. Jak později napsal Turingův životopisec Andrew Hodges, „tento dopis měl elektrizující účinek.“[15] Churchill napsal generálu Ismayovi oběžník, který zněl: „S ÚČINNOSTÍ JEŠTĚ DNES: Ujistěte se, že mají vše, co chtějí (s nejvyšší prioritou), a podejte mi zprávu o splnění jejich požadavků.“[16] Šéf tajné služby 18. listopadu hlásil, že byla přijata všechna možná opatření. Kryptografové v Bletchley Parku o premiérově odpovědi nevěděli, ale jak vzpomínal Milner-Barry: „Jediné, čeho jsme si všimli, bylo, že přibližně od toho dne naše obtíže začaly zázračně mizet.“[17] Do konce války bylo v provozu více než dvě stě Bomb.