Уэлчман, Гордон

Гордон Уэлчман
Gordon Welchman
Место рождения:	Бристоль, Англия, Великобритания
Место смерти:	Ньюберипорт, Массачусетс, США
Научная сфера:	Математика, Криптография, Криптоанализ
Место работы:	Блетчли-Парк, Сидней Сассекс колледж
Альма-матер:	Тринити-Колледж
Известен как:	Начальник 6-го корпуса Блетчли-Парк, один из разработчиков Bombe

Гордон Вильям Уэлчман (англ. Gordon Welchman; 15 июня 1906, Бристоль, Англия — 8 октября 1985, Ньюберипорт, Массачусетс, США) — британский (позже американский) математик, криптоаналитик времен Второй Мировой войны, работал в Блетчли-парке. Известен за создание конструкции «диагональной доски», существенно способствовавшей разработке криптоаналитической машины Bombe.

Ранние годы

Гордон Уэлчман родился 15 июня 1906 года в пригороде Бристоля в Англии. Отец Гордона, Уильям Уэлчман (англ. William Welchman), был миссионером, впоследствии он стал сельским священником, а затем архидиаконом в Бристоле. Мать Гордона, Элизабет (англ. Elizabeth), была дочерью преподобного Эдварда Мул Гриффита (англ. Edward Moule Griffit). Гордон был самым младшим в семье, в которой помимо него было еще два ребенка: сестра - Энид (англ. Enid) и брат - Эрик (англ. Eric). Эрик погиб в 1914 году в Монсе в начале Первой Мировой войны.

В детские годы Гордон страдал заиканием, преодолеть данное нарушение речи ему помогло пение, что и определило его дальнейшую любовь к музыке. Также одним из его увлечений были танцы. В 1920 году Гордон был отправлен в Марлборо-колледж (Marlborough College). В колледже юноша обучался артиллерийскому делу. Карьера артиллерийского офицера могла заинтересовать Гордона, но его общение с учителем математики Аланом Робсоном (англ. Alan Robson) повело его по другому пути. После окончания Марлборо-колледжа (Marlborough College) в 1925 году, он поступил в Тринити-колледж (Trinity College, Cambridge) и обучался в нем с 1925 по 1928 по математической специальности. После окончания Тринити-колледжа Уэлчман год преподавал математику в Челтенхемской школе (Cheltenham Boys' School). В 1929 году Гордон вернулся в Кембридж, где он получил должность научного сотрудника Сидней Сассекс колледжа (Sidney Sussex College). Позднее, в 1932 году Уэлчман был избран на должность декана. Гордон специализировался в области алгебраической геометрии. В 1934 году ему было поручено заняться написанием книги Введение в алгебраическую геометрию (англ. Introduction to Algebraic Geometry).

Гордон Уэлчман был довольно интересной личностью. Он был широко известен во многих кругах. В 1932 году он принимал участие в экспедиции в Шпицберген (англ. Spitzbergen). Он был приятен внешне, в нем было хорошо развито чувство стиля. С ним было интересно общаться, так как он с легкостью говорил на широкий круг тем. Главными его интересами, помимо музыки, были мотоциклы и женщины.

В 1931 году Уэлчман познакомился с Бэтти Хантли-Врайт (англ. Betty Huntly-Wright). Позднее, в 1936 году он встретил свою первую жену, Кэтрин Хаджсон (англ. Katharine Hodgson). 20 марта 1937 года Гордон Уэлчман и Кэтрин Хаджсон поженились. Гордон с семьей поселился на окраине Кембриджа. 11 января 1938 года на свет появился первый ребенок Гордона и Кэтрин, Джереми Николас (англ. Jeremy Nicholas).

В процессе работы познакомился со своими будущими коллегами по Блетчи-Парку, такими как Джон Херивел (англ. John Herivel), Аса Бриггс (англ. Asa Briggs), Пол Коэлс (англ. Paul Coales), Малькольм Чемберлейн(англ. Malcolm Chamberlain), Эдвард Дадли Смит (англ. Edward Dudley Smith), Джон Менисти (англ. John Manisty), Джим Пессент (англ. Jim Passant), Дэвид Рис (англ. David Rees), Говард Смит (англ. Howard Smith) и Лесли Йокселл (англ. Leslie Yoxall).

Работа в Блетчли-парк

Перед самым началом второй мировой войны руководитель британской криптографической службы «Правительственная школа кодирования и шифрования» (Government Code and Cypher School, GC&CS) Алистер Деннистон предложил Уэлчману работу в своей организации. Уэлчман получил должность начальника корпуса 6 (англ. Hut Six), отвечавшего за криптоанализ сообщений сухопутных и воздушных сил Немецкой армии на основе криптосистемы «Энигма». Уэлчман был одним из первых четырёх приглашенных, наряду с Аланом Тьюрингом, профессором логики, и шахматистами Стюартом Милнером-Берри (англ. Stuart Milner-Barry) и Александером Конелом Хью О’Донел (англ. Conel Hugh O’Donel Alexander). Позже за свой вклад в проект Блетчли их прозвали «злыми дядьками» (The Wicked Uncles). В октябре 1941 года именно они четверо подали прошение об увеличении бюджета Блетчли-парк Уинстону Черчиллю. Премьер-министр приказал своим подчиненным «действовать сегодня же», тем самым приказав предоставить криптоаналитикам всё, в чём они нуждались. Это позже стало крылатой фразой Черчилля.

В 1943 Уэлчман стал помощником главы машинного отделения и также был назначен ответственным за связь с криптографами США.

Криптоанализ «Энигмы»

История электрической роторной шифровальной машины «Энигма» начинается в 1917 году с патента, полученного голландцем Хьюго Кочем. В следующем году патент был перекуплен Артуром Шербиусом (англ.), начавшим коммерческую деятельность с продажи экземпляров машины как частным лицам, так и немецким армии и флоту. До середины 1920-х годов продажи шли плохо, в частности, из-за высокой цены.

В июне 1924 года британская криптографическая служба (Room 40) заинтересовалась устройством машины. С этой целью была закуплена партия машин у германской компании Chiffrier-maschinen AG, производившей «Энигму». Одним из условий сделки была регистрация патента в британском патентном бюро, благодаря чему криптографическая служба получила доступ к описанию криптографической схемы.

Начиная с 1925 года, когда германские военные начали массовые закупки шифровальной машины, и до конца Второй мировой войны было произведено около 200 тысяч машин. С 1926 года на использование машины переходит германский флот, с 1928 года — сухопутные войска. Они применялись также в службе безопасности и разведке.

Первое устройство для расшифровки кода Энигмы, — «криптологическая бомба», — было создан польскими математиками накануне Второй мировой войны. На основе этой разработки и при непосредственной поддержке её создателей в Англии был сконструирован более «продвинутый» агрегат.

Теоретическую часть работы выполнил Алан Тьюринг. Его работы по криптографическому анализу алгоритма, реализованного в шифровальной машине «Энигма», основывался на более раннем криптоанализе предыдущих версий этой машины, которые были выполнены в 1938 году польским криптоаналитиком Марианом Реевским. Принцип работы разработанного Тьюрингом дешифратора состоял в переборе возможных вариантов ключа шифра и попыток расшифровки текста, если была известна структура дешифруемого сообщения или часть открытого текста.

Вскоре немцы добавили в конструкцию Энигмы коммутирующее устройство, существенно расширив этим количество вариантов кода. Эту задачу решил Гордон Уэлчман, предложив конструкцию «диагональной доски».

Метод диагональной доски

Серьезная трудность с прототипом «Bombe» состояла в том, что для того, чтобы проводить одновременное сканирование, необходимо, чтобы используемые меню содержали, по меньшей мере, три петли. Это весьма трудновыполнимое условие и лишь небольшая часть перехваченных сообщений соответствовали ему. Следовательно, область применения Bombe была бы весьма ограниченна, если бы не был найден способ существенно улучшить её производительность.

Гордон Уэлчман заметил, что, исходя из свойства взаимности электрических контактов (если W соединяется с Q, то это значит, что Q также соединяется с W), можно получить принципиально новый способ поиска начального расположения контактов, не требующего присутствия петель в меню. Эта идея привела к появлению дополнительной схемы, известной как метод диагональной доски, включенной во вторую версию прототипа. С этим улучшением машина могла использовать меню только с одной петлей или, в некоторых частных случаях, вовсе без петель.

Согласно Джоану Мюррею, одаренному молодому математику, работавшему над Bombe, первоначальная цель Уэлчман была упростить использование машины в случае с меню с двумя или более несвязанными сетями, которые изредка имели место. В это же время Тьюринг срочно ищет способ осуществить одновременное сканирование, не полагаясь на присутствие нескольких петель в меню, и вскоре он понимает, что диагональная доска сделает его возможным.

Диагональная доска стала очень важным открытием. Когда она была введена в эксплуатацию в версии Bombe Mk II, стало возможным не только использовать гораздо больше доступных меню, чем раньше, но и значительно уменьшить число случайных остановок. Диагональная доска состоит из квадратной решетки 26 х 26 электрических контактов, в которой 26 строк используются для представления любой из букв А- Z и 26 столбцов используются для представления 26 возможных вариантов букв, с которыми они соединены. Пары контактов постоянно соединены согласно свойству взаимности: контакт в строке F колонке J подключен к контакту строки J колонки F. Название диагональная доска проистекает, скорее всего, из получившейся формы проводки.

Эффект от подключения диагональной доски к Bombe состоит в том, что происходит увеличение обратной связи в симметричных шифраторах, и поэтому требуется меньше пар открытый-шифрованный текст для дешифровки. Это позволяет использовать более короткие схемы для дешифровки, которые с меньшей вероятностью включают полный оборот среднего ротора Энигмы в процессе шифрования. Ускорение, полученное при этом, было особенно важно, потому что ключи иногда менялись несколько раз в день.

После Второй Мировой

Уэлчман переехал в США в 1948, где вел первый компьютерный курс в МИТ. Он вел его в сотрудничестве с Ремингтон Рэнд (англ. Remington Rand) и Ферранти (англ. Ferranti). Получил гражданство в 1962. В том же году он вступил в MITRE Corporation и работал над системами связи для армии США. Вышел на пенсию в 1971, остался на должности консультанта. В июне 1982 была издана его книга The Hut Six Story. По словам соседа Уэлчмана он и его жена были настолько этому рады, что пришли праздновать к нему. Книга была встречена сильным неодобрением со стороны Национального Агентства Безопасности и Уэлчман потерял допуск к секретным сведениям (а значит и должность консультанта MITRE). Также ему было запрещено обсуждать книгу или годы его работы во время войны в СМИ. Книга, однако, не была запрещена. Так как американское правительство было против преследование Уэлчмана, британское правительство не могло на законных основаниях запретить публикацию. Интересна реакция премьер-министра Маргарет Тэтчер: небольшая записка, в которой написано: «А кто издатели?». Заключения и поправки к криптоанализу времен войны были добавлены в издательстве 1986 года From Polish Bomba to British Bombe: the birth of Ultra в Intelligence & National Security, Vol 1, No l. Переиздание The Hut Six Story, включившее эти поправки, случилось в 1997 году.

После смерти у него остались пять детей (двое усыновленных) и восемь внуков.

Книги о Гордоне Уэлчмане

28 февраля 2014 года издательством Frontline Books была выпущена книга Джоэла Гринберга (англ. Joel Greenberg) Gordon Welchman: Bletchley Park’s Architect of Ultra Intelligence. Автор книги провел много времени, беседуя с детьми Уэлчмана — Ником, Сьюзен и Розамондой. По словам Джоэла Гринберга, большая часть книги основана на личной корреспонденции Уэлчмана, которую его семья бережно хранила с 1985 года.

Примечания

Источники

Литература

• Greenberg, Joel. Gordon Welchman: Bletchley Park’s Architect of Ultra Intelligence. — N.J.: Frontline Books, 2014. — ISBN 978-1848327528.
• Welchman, Gordon. The Hut Six story: Breaking the Enigma codes. — N.J.: Penguin Books, Harmondsworth, England (1984), — ISBN 0-14-005305-0 An early publication containing several misapprehensions that are corrected in an addendum in the 1997 edition.
• Robin Denniston, «Welchman, (William) Gordon (1906—1985)» in the Oxford Dictionary of National Biography, 2004.

Ссылки

• ellsbury.com/enigmabombe.htm

Отрывок, характеризующий Уэлчман, Гордон

– Sire, le prince… [Государь, герцог…] – начал адъютант.
– Просит подкрепления? – с гневным жестом проговорил Наполеон. Адъютант утвердительно наклонил голову и стал докладывать; но император отвернулся от него, сделав два шага, остановился, вернулся назад и подозвал Бертье. – Надо дать резервы, – сказал он, слегка разводя руками. – Кого послать туда, как вы думаете? – обратился он к Бертье, к этому oison que j'ai fait aigle [гусенку, которого я сделал орлом], как он впоследствии называл его.
– Государь, послать дивизию Клапареда? – сказал Бертье, помнивший наизусть все дивизии, полки и батальоны.
Наполеон утвердительно кивнул головой.
Адъютант поскакал к дивизии Клапареда. И чрез несколько минут молодая гвардия, стоявшая позади кургана, тронулась с своего места. Наполеон молча смотрел по этому направлению.
– Нет, – обратился он вдруг к Бертье, – я не могу послать Клапареда. Пошлите дивизию Фриана, – сказал он.
Хотя не было никакого преимущества в том, чтобы вместо Клапареда посылать дивизию Фриана, и даже было очевидное неудобство и замедление в том, чтобы остановить теперь Клапареда и посылать Фриана, но приказание было с точностью исполнено. Наполеон не видел того, что он в отношении своих войск играл роль доктора, который мешает своими лекарствами, – роль, которую он так верно понимал и осуждал.
Дивизия Фриана, так же как и другие, скрылась в дыму поля сражения. С разных сторон продолжали прискакивать адъютанты, и все, как бы сговорившись, говорили одно и то же. Все просили подкреплений, все говорили, что русские держатся на своих местах и производят un feu d'enfer [адский огонь], от которого тает французское войско.
Наполеон сидел в задумчивости на складном стуле.
Проголодавшийся с утра m r de Beausset, любивший путешествовать, подошел к императору и осмелился почтительно предложить его величеству позавтракать.
– Я надеюсь, что теперь уже я могу поздравить ваше величество с победой, – сказал он.
Наполеон молча отрицательно покачал головой. Полагая, что отрицание относится к победе, а не к завтраку, m r de Beausset позволил себе игриво почтительно заметить, что нет в мире причин, которые могли бы помешать завтракать, когда можно это сделать.
– Allez vous… [Убирайтесь к…] – вдруг мрачно сказал Наполеон и отвернулся. Блаженная улыбка сожаления, раскаяния и восторга просияла на лице господина Боссе, и он плывущим шагом отошел к другим генералам.
Наполеон испытывал тяжелое чувство, подобное тому, которое испытывает всегда счастливый игрок, безумно кидавший свои деньги, всегда выигрывавший и вдруг, именно тогда, когда он рассчитал все случайности игры, чувствующий, что чем более обдуман его ход, тем вернее он проигрывает.
Войска были те же, генералы те же, те же были приготовления, та же диспозиция, та же proclamation courte et energique [прокламация короткая и энергическая], он сам был тот же, он это знал, он знал, что он был даже гораздо опытнее и искуснее теперь, чем он был прежде, даже враг был тот же, как под Аустерлицем и Фридландом; но страшный размах руки падал волшебно бессильно.
Все те прежние приемы, бывало, неизменно увенчиваемые успехом: и сосредоточение батарей на один пункт, и атака резервов для прорвания линии, и атака кавалерии des hommes de fer [железных людей], – все эти приемы уже были употреблены, и не только не было победы, но со всех сторон приходили одни и те же известия об убитых и раненых генералах, о необходимости подкреплений, о невозможности сбить русских и о расстройстве войск.
Прежде после двух трех распоряжений, двух трех фраз скакали с поздравлениями и веселыми лицами маршалы и адъютанты, объявляя трофеями корпуса пленных, des faisceaux de drapeaux et d'aigles ennemis, [пуки неприятельских орлов и знамен,] и пушки, и обозы, и Мюрат просил только позволения пускать кавалерию для забрания обозов. Так было под Лоди, Маренго, Арколем, Иеной, Аустерлицем, Ваграмом и так далее, и так далее. Теперь же что то странное происходило с его войсками.
Несмотря на известие о взятии флешей, Наполеон видел, что это было не то, совсем не то, что было во всех его прежних сражениях. Он видел, что то же чувство, которое испытывал он, испытывали и все его окружающие люди, опытные в деле сражений. Все лица были печальны, все глаза избегали друг друга. Только один Боссе не мог понимать значения того, что совершалось. Наполеон же после своего долгого опыта войны знал хорошо, что значило в продолжение восьми часов, после всех употрсбленных усилий, невыигранное атакующим сражение. Он знал, что это было почти проигранное сражение и что малейшая случайность могла теперь – на той натянутой точке колебания, на которой стояло сражение, – погубить его и его войска.
Когда он перебирал в воображении всю эту странную русскую кампанию, в которой не было выиграно ни одного сраженья, в которой в два месяца не взято ни знамен, ни пушек, ни корпусов войск, когда глядел на скрытно печальные лица окружающих и слушал донесения о том, что русские всё стоят, – страшное чувство, подобное чувству, испытываемому в сновидениях, охватывало его, и ему приходили в голову все несчастные случайности, могущие погубить его. Русские могли напасть на его левое крыло, могли разорвать его середину, шальное ядро могло убить его самого. Все это было возможно. В прежних сражениях своих он обдумывал только случайности успеха, теперь же бесчисленное количество несчастных случайностей представлялось ему, и он ожидал их всех. Да, это было как во сне, когда человеку представляется наступающий на него злодей, и человек во сне размахнулся и ударил своего злодея с тем страшным усилием, которое, он знает, должно уничтожить его, и чувствует, что рука его, бессильная и мягкая, падает, как тряпка, и ужас неотразимой погибели обхватывает беспомощного человека.
Известие о том, что русские атакуют левый фланг французской армии, возбудило в Наполеоне этот ужас. Он молча сидел под курганом на складном стуле, опустив голову и положив локти на колена. Бертье подошел к нему и предложил проехаться по линии, чтобы убедиться, в каком положении находилось дело.
– Что? Что вы говорите? – сказал Наполеон. – Да, велите подать мне лошадь.
Он сел верхом и поехал к Семеновскому.
В медленно расходившемся пороховом дыме по всему тому пространству, по которому ехал Наполеон, – в лужах крови лежали лошади и люди, поодиночке и кучами. Подобного ужаса, такого количества убитых на таком малом пространстве никогда не видал еще и Наполеон, и никто из его генералов. Гул орудий, не перестававший десять часов сряду и измучивший ухо, придавал особенную значительность зрелищу (как музыка при живых картинах). Наполеон выехал на высоту Семеновского и сквозь дым увидал ряды людей в мундирах цветов, непривычных для его глаз. Это были русские.
Русские плотными рядами стояли позади Семеновского и кургана, и их орудия не переставая гудели и дымили по их линии. Сражения уже не было. Было продолжавшееся убийство, которое ни к чему не могло повести ни русских, ни французов. Наполеон остановил лошадь и впал опять в ту задумчивость, из которой вывел его Бертье; он не мог остановить того дела, которое делалось перед ним и вокруг него и которое считалось руководимым им и зависящим от него, и дело это ему в первый раз, вследствие неуспеха, представлялось ненужным и ужасным.
Один из генералов, подъехавших к Наполеону, позволил себе предложить ему ввести в дело старую гвардию. Ней и Бертье, стоявшие подле Наполеона, переглянулись между собой и презрительно улыбнулись на бессмысленное предложение этого генерала.
Наполеон опустил голову и долго молчал.
– A huit cent lieux de France je ne ferai pas demolir ma garde, [За три тысячи двести верст от Франции я не могу дать разгромить свою гвардию.] – сказал он и, повернув лошадь, поехал назад, к Шевардину.


Кутузов сидел, понурив седую голову и опустившись тяжелым телом, на покрытой ковром лавке, на том самом месте, на котором утром его видел Пьер. Он не делал никаких распоряжении, а только соглашался или не соглашался на то, что предлагали ему.
«Да, да, сделайте это, – отвечал он на различные предложения. – Да, да, съезди, голубчик, посмотри, – обращался он то к тому, то к другому из приближенных; или: – Нет, не надо, лучше подождем», – говорил он. Он выслушивал привозимые ему донесения, отдавал приказания, когда это требовалось подчиненным; но, выслушивая донесения, он, казалось, не интересовался смыслом слов того, что ему говорили, а что то другое в выражении лиц, в тоне речи доносивших интересовало его. Долголетним военным опытом он знал и старческим умом понимал, что руководить сотнями тысяч человек, борющихся с смертью, нельзя одному человеку, и знал, что решают участь сраженья не распоряжения главнокомандующего, не место, на котором стоят войска, не количество пушек и убитых людей, а та неуловимая сила, называемая духом войска, и он следил за этой силой и руководил ею, насколько это было в его власти.
Общее выражение лица Кутузова было сосредоточенное, спокойное внимание и напряжение, едва превозмогавшее усталость слабого и старого тела.
В одиннадцать часов утра ему привезли известие о том, что занятые французами флеши были опять отбиты, но что князь Багратион ранен. Кутузов ахнул и покачал головой.
– Поезжай к князю Петру Ивановичу и подробно узнай, что и как, – сказал он одному из адъютантов и вслед за тем обратился к принцу Виртембергскому, стоявшему позади него:
– Не угодно ли будет вашему высочеству принять командование первой армией.
Вскоре после отъезда принца, так скоро, что он еще не мог доехать до Семеновского, адъютант принца вернулся от него и доложил светлейшему, что принц просит войск.
Кутузов поморщился и послал Дохтурову приказание принять командование первой армией, а принца, без которого, как он сказал, он не может обойтись в эти важные минуты, просил вернуться к себе. Когда привезено было известие о взятии в плен Мюрата и штабные поздравляли Кутузова, он улыбнулся.
– Подождите, господа, – сказал он. – Сражение выиграно, и в пленении Мюрата нет ничего необыкновенного. Но лучше подождать радоваться. – Однако он послал адъютанта проехать по войскам с этим известием.
Когда с левого фланга прискакал Щербинин с донесением о занятии французами флешей и Семеновского, Кутузов, по звукам поля сражения и по лицу Щербинина угадав, что известия были нехорошие, встал, как бы разминая ноги, и, взяв под руку Щербинина, отвел его в сторону.
– Съезди, голубчик, – сказал он Ермолову, – посмотри, нельзя ли что сделать.
Кутузов был в Горках, в центре позиции русского войска. Направленная Наполеоном атака на наш левый фланг была несколько раз отбиваема. В центре французы не подвинулись далее Бородина. С левого фланга кавалерия Уварова заставила бежать французов.
В третьем часу атаки французов прекратились. На всех лицах, приезжавших с поля сражения, и на тех, которые стояли вокруг него, Кутузов читал выражение напряженности, дошедшей до высшей степени. Кутузов был доволен успехом дня сверх ожидания. Но физические силы оставляли старика. Несколько раз голова его низко опускалась, как бы падая, и он задремывал. Ему подали обедать.
Флигель адъютант Вольцоген, тот самый, который, проезжая мимо князя Андрея, говорил, что войну надо im Raum verlegon [перенести в пространство (нем.) ], и которого так ненавидел Багратион, во время обеда подъехал к Кутузову. Вольцоген приехал от Барклая с донесением о ходе дел на левом фланге. Благоразумный Барклай де Толли, видя толпы отбегающих раненых и расстроенные зады армии, взвесив все обстоятельства дела, решил, что сражение было проиграно, и с этим известием прислал к главнокомандующему своего любимца.
Кутузов с трудом жевал жареную курицу и сузившимися, повеселевшими глазами взглянул на Вольцогена.