Chiến công thầm lặng tại công viên Bletchley
Vì sự sống còn của nước Anh, Thủ tướng Winston Churchill quyết tâm giải bằng được mật mã Enigma. Thực ra ngay từ trước năm 1939, các nhà khoa học trong lực lượng Ba Lan chống phát xít đã nghiên cứu nắm được nguyên lý máy Enigma và chế tạo được một bản sao của nó cùng một máy phân tích mã, đặt tên là
Bomba và sau đó họ có chuyển kết quả nghiên cứu này cho Pháp và Anh. Vì Enigma có quá nhiều tổ hợp mã mà Ba Lan có quá ít người giải mã, cho nên không thể giải các bức mật điện bắt được, hoặc giải quá chậm, mà thông tin quân sự thường chỉ có giá trị trong thời gian rất ngắn, tính bằng giờ, bằng ngày.
Churchill đã tập trung khoảng 12 nghìn người tình nguyện – các nhà toán học, nhà ngôn ngữ học tiếng Ai Cập, tiếng Đức, tiếng Anh, các kiện tướng cờ vua, những người giỏi chơi trò giải ô chữ – tới làm việc suốt ngày đêm tại
Trung tâm Giải mã tình báo đặt trong công viên Bletchley cách London 50 dặm về phía Tây Bắc. Họ có nhiệm vụ thu nhận và giải mã các bức điện vô tuyến của quân đội Đức.
Churchill đích thân mời tiến sĩ toán học Alan Turing phụ trách công tác phá khóa mã. Vào tháng 12 năm
1940, Chỉ trong vài tuần sau khi đến Bletchley Park, Turing khám phá ra hệ thống chỉ thị của máy Enigma của hải quân Đức, một hệ thống chỉ thị phức tạp hơn tất cả các hệ thống chỉ thị khác đang được dùng bởi các chi nhánh trong quân đội. Turing đã sáng chế ra một cái máy cơ-điện tử giúp vào việc giải mã máy Enigma, đặt tên là máy
bombe, lấy tên theo cái máy "
bomba" được sáng chế tại
Ba Lan. Máy bombe, với một nâng cấp được đề bạt bởi nhà toán học
Gordon Welchman, trở thành dụng cụ chủ yếu dùng để đọc nguồn tin truyền qua lại từ máy Enigma.
Turing cũng sáng chế ra
công thức xác suất Bayes , một kỹ thuật trong thống kê được đặt tên là "
Banburismus", để giúp vào việc giải mã Enigma của hải quân Đức. Banburismus cho phép loại bỏ một số công thức cài đặt của khối quay của máy Enigma, giảm lượng thời gian kiểm nghiệm các công thức cài đặt cần thiết trên các máy bombe.
Vào
mùa xuân năm
1941, Turing đính hôn với một nhân viên cùng làm việc tại
Hut 8, tên là
Joan Clarke, nhưng chỉ đến
mùa hè, cả hai đã thoả thuận hủy bỏ cuộc hôn nhân.
Tháng 7 năm
1942, Turing sáng chế ra một kỹ xảo, đặt tên là
Turingismus hoặc
Turingery, dùng vào việc chống lại máy mật mã Lorenz. Rất nhiều người lầm tưởng rằng Turing là một nhân vật quan trọng trong việc thiết kế máy tính
Colossus, song điều này không phải là một sự thật.
Tháng 11 năm 1942, Turing du lịch sang Mỹ và bắt liên lạc với những nhân viên phân tích mật mã của hải quân Mỹ tại
Washington, D.C., thông báo cho họ biết về máy Enigma của hải quân Đức, cùng với sự việc lắp ráp máy bombe. Ông đồng thời trợ lý việc kiến tạo các công cụ
truyền ngôn bảo mật tại
Bell Labs.
Máy bombe của Turing lần đầu tiên được lắp ráp vào ngày
18 tháng 3 năm
1940. Máy giải mã điện cơ Turing Bomb dựa trên phương pháp nối các máy giải mã lại với nhau thành một hệ thống để tìm ra công thức cài đặt của Enigma.
Chiếc máy cơ-điện tử này gồm 80 đèn điện tử và rất nhiều rơ-le, nó to như cái giá sách, cao 2 mét, chiều rộng vài mét.
Với trí tuệ thiên tài, Turing đã thành công máy giải mã đặt tên là
Bombe, phỏng theo tên
Bomba của Ba Lan. Thực chất nó là chiếc máy tính hiện đại đầu tiên của nhân loại.
Máy bombe dò tìm công thức cài đặt của khối quay trong máy Enigma, và nó cần phải có một bộ mã (
crib), tức là một dòng chữ chưa mã hóa và một dòng mật mã tương ứng. Với mỗi dự kiến cài đặt của khối quay, máy bombe hoàn thiện một chuỗi các tiến trình suy luận lôgic, dựa vào bộ mã, dùng các cấu kết mạch điện tử đã được lắp ráp.
Máy bombe lùng tìm và phát hiện mâu thuẫn khi nó xảy ra, loại bỏ công thức cài đặt gây nên sự mâu thuẫn ấy, rồi tiếp tục lùng tìm một công thức khác, hợp lý hơn. Đa số các công thức cài đặt khả quan đều gây nên sự mâu thuẫn, và bị loại bỏ, chỉ để lại một số ít các công thức khả dĩ để được nghiên cứu chi tiết hơn.
Bombe mỗi giây có thể sử dụng 150 triệu cách giải mã, trong lúc máy Enigma của Đức chỉ có khả năng
cung cấp 17,2 triệu cách tổ hợp mã. Bombe mỗi giây đọc được 2000 mã. Turing Bomb có thể đọc được 159.000 tỉ ký tự phức tạp. Trung tâm giải mã Bletchley đã lắp được 210 chiếc máy Turing Bombe.
Bản sao của một máy bombe