Vespa de D. Juan

Alan Turing (1912--1954) ha sido considerado como uno de los destacados precursores de la Informática, un genio muy preocupado por dar respuesta a sus propias preguntas. La muerte prematura en 1930 de su amigo Christopher Morcom le hizo reflexionar sobre la relación entre mente y materia. Esta inquietud le llevó a interesarse por la Mecánica Cuántica para dar explicación a fenómenos mentales. En 1934 Turing llegó por sus propios medios al conocido en estadística como "teorema central del límite". En 1936 completó su doctorado trabajando bajo la dirección de Alonzo Church. Por aquel tiempo Turing conjeturó que la intuición humana contemplaría esenciales etapas no computables. Mucho después, Roger Penrose y Stuart Hameroff hicieron un supuesto de parecida naturaleza. Aparte de ésto, Turing trató de aplicar el cálculo a la Biología y gustaba de efectuar experimentos químicos, uno de los cuales pudo llevarle a la muerte.

En 1936 (y posteriormente en una revisión de 1937) apareció, dentro de los Proceedings of the London Mathematical Society, su artículo "On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem" . En él introdujo el dispositivo teórico conocido como "Máquina de Turing" de suma importancia en Computabilidad. Se trata de una "caja negra" acabada en una cabeza destinada a leer una cinta de longitud infinita que se encuentra dividida en casillas consecutivas. Al principio, un número finito de casillas contienen escritas letras del alfabeto de la máquina; la caja tiene estados y una previsión determinista de qué hacer cuando, hallándose en un estado, la cabeza lee en una casilla uno cualquiera de los símbolos del alfabeto. El resultado de tal evento es siempre hacer una de estas operaciones: borrar el símbolo de la casilla leída y escribir el de "casilla en blanco", borrar el símbolo de la casilla leída y escribir cualquier otro del alfabeto, mover la cinta una casilla a la derecha, mover la cinta una casilla a la izquierda y, por último, detenerse; posteriormente la caja cambiaría a un nuevo estado de entre los previstos y siempre dependiente del estado actual y del símbolo leído antes de hacer la operación. La máquina de Turing llevó a establecer matemáticamente la identidad entre los conceptos de "función Turing-computable", "función recursiva" y "función algorítmica". De esta forma los algoritmos estuvieron por primera vez unidos a una "máquina de computación", aunque fuese muy ideal. Comprendida por Turing la trascendencia del concepto teórico recién introducido, no dejó jamás el sueño de construir físicamente su máquina.

La historia de lo militar ha dependido, casi patológicamente, de un vínculo: el que mantiene con la ciencia y la técnica; en particular, el militarismo se ha engalanado con los avances en Criptografía. Por ejemplo recordemos en la historia reciente aquel episodio en el que Alemania, confiando en su sistema de cifrado, envió durante la Primera Guerra Mundial el famoso telegrama Zimmermann al gobierno mejicano, invitándolo a entrar en la contienda del lado del Eje a cambio de grandes contrapartidas territoriales al sur de Estados Unidos de América, una vez alcanzada la victoria. Fue su desciframiento por parte de EEUU lo que llevo a esta potencia a intervenir abiertamente en Europa del lado aliado. Por otra parte, en 1918 cuando los ejércitos alemanes se aproximaban a París, el mando aliado captó y descifró un mensaje codificado. La información obtenida permitió prever donde se produciría la siguiente ofensiva. Y así las exhaustas tropas aliadas pudieron resistir la última embestida de las no menos fatigadas tropas alemanas.

Y fue justo al acabar la Segunda Guerra Mundial cuando la criptografía alcanzó su mayoría de edad. En el año 1923 un ingeniero alemán llamado Arthur Scherbius patentó una máquina electromecánica específicamente diseñada para facilitar las comunicaciones seguras. Al principio la máquina Enigma, que así se llamó, era comercial y se vendía para ocultar los mensajes entre hombres de negocios; el Ejército Alemán todavía no le había prestado mayor atención. Sin embargo, cuando se produjo el rearme secreto de Alemania, fue concebida la "guerra relámpago" como herramienta esencial. Pero una ofensiva relámpago debía descansar sobre una manera tan rauda como segura de encriptar los mensajes de coordinación entre los distintos cuerpos. Ese medio iba a ser la máquina Enigma, convenientemente modificada. De esa forma abordó el Alto Mando Alemán las operaciones en todo el teatro bélico de la Segunda Guerra Mundial; absolutamente confiado en el ingenio criptográfico sucesivamente modificado, creyendo que ante el sistema de rotores Enigma no habría criptoanalista de talla. Obviaron el principio de que el "criptoanálisis debe ser una parte del diseño criptográfico".

En 1939 nace Bletchley Park, un centro para criptoanalizar las comunicaciones alemanas, elaborar la información obtenida y pasar los datos a "Ultra". Turing fue reclutado para el equipo de Bletchley Park; aunque no sabemos bien desde cuando perteneció, pues mantuvo secreta su ocupación, incluso para los allegados. Concretamente estaba vinculado al barracón conocido como "Hut 8".

Frente al criptosistema alemán, los británicos conocieron y recibieron los éxitos iniciales de un equipo de criptógrafos polacos que habían manejado una máquina llamada "Bomba". Inicialmente con "Victory" (1940) después con "Bombe" y finalmente con "Spider", una mejora de la Bombe concebida por Turing, éste ponía en marcha un procedimiento estocástico que partiendo de la conjetura inicial de que cierta palabra (o puntal) estaba en el texto encriptado (por ejemplo la palabra Wetter ---tiempo--- en un texto capturado por la mañana y que parecía ser un parte meteorológico) descartaba claves de la máquina Enigma para quedarse con "unas pocas" que eran probadas. Muy frecuentemente una de ellas era la correcta y el resto del día, gracias a las torpezas de uso de Enigma y a la disciplina alemana, el Mando Aliado tenía un oído en las reuniones del Alto Mando Alemán. El nombre "Bombe" se debió a que la máquina estaba hecha con relés y al funcionar sonaba como el reloj de una bomba.

Pero en 1940 y por teletipo, el Mando Aliado comenzó a capturar texto cifrado con un nuevo criptosistema, se trataba de la "Máquina Lorenz" en sus versiones SZ40 y SZ42. Además se utilizó, pero menos, la Siemens Halske T52.

La Máquina Lorenz usaba el código Baudot ---precursor del ASCII--- que representaba las letras en secuencias de 5 bits. Dicha máquina generaba "pseudoaleatoriamente" una nueva secuencia de 5 bits que pasaba a operar bit a bit con la secuencia de la letra a encriptar. La operación usada era la puerta lógica XOR. La generación de la secuencia aleatoria de 5 bits era hecha según la posición de 12 ruedas. Las ruedas se iban moviendo a medida que avanzaba el encriptado según unas pautas regulares e irregulares. El ingenio era el precursos de los conocidos hoy como "Linear Feedback Shift Registers" y, simplificando mucho, lo podemos imaginar como una cremallera: de un lado el texto llano, de otro el pseudoaleatorio generado y, cerrando, la XOR para generar el criptograma; al abrir con la misma XOR el criptograma, el texto llano es uno de los "lados de la cremallera".

Si Enigma inspiró Bombe, las SZ40 y SZ42 llevaron a la construcción de "Colossus", que tuvo muchas versiones ---durante y después de la guerra, entre ellas: Mark 1 y Mark 2. Sin embargo, todas eran máquinas construidas con válvulas, parcialmente programables, que tomaban el input de una cinta, capaces de hacer cálculos masivos y no universales por ser de propósito específico. El Manchester Mark I tenía incorporado un dispositivo de memoria de 1024 bits. Estos detalles y algunos otros de los que daremos aquí aparecen recogidos en el librito de Lahoz-Beltrá: "Turing", publicado en Nivola. En lo sucesivo, dos ideas guiarían a Turing y a los pioneros de la informática: la máquina de Turing y la electrónica, sin olvidar el asunto de la memoria interna.

Años después de acabar la guerra, Turing declaró:

"En tanto que rompimos la Clave Naval Alemana debido a que era nuestro trabajo hacerlo y puesto que creímos que merecía la pena, también la rompimos por ser un problema interesante y entretenido. El trabajo de Hut 8 combinó en gran medida un sentido de urgencia e importancia con el placer de estar jugando un juego intelectual."

Si hubiera que señalar dos raíces de los modernos computadores, nos quedaríamos con Colossus junto a sus ideas teóricas subyacentes y, en segundo lugar, la máquina de relés que el ingeniero alemán Konrad Zuse instaló 1938 en el dormitorio de sus padres, en Berlín. La Z1 y sus evoluciones hasta la Z4, son trabajos pioneros en arquitectura de ordenadores inspirados también ---al parecer--- en la Máquina de Turing. Hacia 1941 construyó una máquina automática de propósito general, programable en cinta (empleó cintas de película), con la que era posible llevar a cabo operaciones aritméticas en sistema binario. Zuse desarrolló también un lenguaje de programación denominado Plankalkül. Pensó igualmente en usar válvulas, pero para ello necesitaba una subvención que nunca llegó.

Y es que los precursores ... siempre fueron originales .