Turing mašina: u poreklu računarstva i kriptografije

Mašina Turing postala je grandiozni pronalazak, koji je pokrenuo era informacione tehnologije i predviđao arhitekturu savremenih kompjuterskih sistema. Izvanredni britanski matematičar i analitičar Alan Turing, u nepotpunim dvadeset četiri godine, uspeo je da mentalno konstruiše apstraktni mehanizam za rešavanje jednog od osnovnih problema matematike koje je formirao poznati nemački profesor David Hilbert na Međunarodnom matematičkom kongresu održanom 1900. godine u Parizu.

Mašina Turinga nije samo postala jasan odgovor na određeni računarski problem, već je bila i teorijska osnova algoritama i naučnih osnova programiranja. Pored toga, sam princip rešavanja kompleksnih matematičkih problema metodom konstruisanja različitih apstraktnih mehanizama i konstruisanja algoritama izvršenih elektronskim uređajima predstavlja osnovu za pojavu nove sfere intelektualne aktivnosti - informacione tehnologije.

Mašina Turing je opremljena beskonačnom trakom, podeljenom na ćelije, od kojih svaka sadrži određeni simbol iz fiksnog konačnog seta. Totalnost svih simbola naziva se alfabeta mašine. Jedan od znakova ove neobične pismenosti se izdvaja i naziva se "jaz". Turing mašina menja sadržaj ćelija pomoću posebne glave čitanja i pisanja koja se kreće duž trake. Prijem informacija iz glave o sadržaju svake ćelije, sam uređaj odlučuje, zavisno od njegovog unutrašnjeg stanja, koji karakter će napisati u ovoj ćeliji i gdje se pomera glava posle ove operacije. U ovom slučaju, unutrašnje stanje (memorija) mašine, koje karakteriše određena vrednost od nule do određene maksimalne vrednosti, takođe prolazi kroz promenu.

Mašina Turing je izuzetno jednostavna, ali vam omogućava da izvršite gotovo bilo koji program izgrađen na čistim algoritmima. Za izvršavanje različitih računskih operacija postoji posebna tabela u kojoj su napisana određena pravila, koja predstavlja skup univerzalnih uputstava za mašinu. Vođena ovom tabelom, koja određuje redosled akcija za kombinaciju različitih stanja i simbola, uređaj određuje koja se računarska operacija treba izvršiti u svakoj od specifičnih situacija. U stvari, univerzalna mašina Turinga je prvi prototip modernih računara.

Inicijalni pronalazak Alana Turinga uspješno je primijenjen od strane britanskog kriptoanalitičkog biroa tokom Drugog svjetskog rata zbog hakiranja njemačkih tajnih kodova. Često je dešifrovanje tajnih poruka podvodnih mrvara Denica ležalo na stolici Churchill pre nego što je ušla u kancelariju Rajha. Za razliku od nemačkih kriptografa koji su praktikovali čisto intuitivan pristup i primenili na kriptografiju kao umetnost, metoda Alana Turinga obezbedila je algoritamske načine rešavanja najkomplikovanijih zadataka za dešifrovanje tajnih kodova, koji su se pokazali neuporedivo efikasnijim.

Nedeterministička mašina Turing omogućila je širenje neprijateljskih šifara ne samo briljantnim kriptografima, već i običnim zaposlenima biroa, pretvarajući intuitivne akcije u sistematsko, svrsishodno kretanje prema cilju. Podaci koji su dobijeni uz pomoć mašine Turing ne utiču na ishod bitke za Englesku.