Alan Turing, le père de l’informatique qui a bouleversé le monde

We can only see a short distance ahead, but we can see plenty there that needs to be done.

(On ne voit pas qu’à une très courte distance en avance, mais on peut y voir qu’il y a tellement de choses qu’il faut faire, Alan Turing)

Depuis des temps immémoriaux, les mathématiques ont été le principal moyen pour trouver des explications rationnelles et rationalisées aux divers phénomènes de notre existence, c’est la façon avec laquelle on essaye de trouver la solution à n’importe quel problème. Les grands maîtres des secrets des nombres ont toujours été les porte-paroles des grands changements de l’humanité. Même si ces personnages ne sont pas toujours traités d’héros pendant leurs vies, le futur ne tard pas à devenir le présent et c’est à ce moment-là que ses apportes prend la place d’honneur dans les livres d’histoire et, dans l’époque contemporain, dans les cinémas. On les connaît et les reconnaît parce que ses idées sont immortelles.

Parmi ces grands personnages de l’histoire du numérique on nous rencontre avec Alan Turing, mathématicien extraordinaire méconnu pendant des décennies par la plupart des gens parce que la nature même de ses travaux et son funeste destin l’avaient presque condamné à l’ostracisme officiel du gouvernement du pays qu’il a sauvé, c’est le cinéma hollywoodien qui a permit de revaloriser le travail du nommé « père de l’informatique », titre qu’il partage avec le Hongrois John von Neumann, lors de l’apparition du film « The imitation game », sorti en 2014 et dont le rôle principal a été joué par Benedict Cumberbatch.

Bien que le film ait été bien reçu par la critique spécialisée et par le grand public (il a obtenu 4 étoiles sur 5 d’après le barème d’Allociné), l’ouvrage n’est pas exempt de plusieurs imprécisions historiques qui ne permettent pas de comprendre en toute sa splendeur les apportes de Turing aux champs des mathématiques, de la cryptologie et de l’informatique. C’est pour ça que le propos central de cet article est celui de mettre en valeur les actions et la vie de ce génie britannique qu’a doublement changé le cours de l’histoire : d’abord en craquant Enigma, la puissant machine allemand de cryptage, et au passage créant les bases de l’informatique avec sa propre machine, la machine de Turing qui a été à l’origine des premiers ordinateurs. Ensuite, ses réflexion sur l’intelligence artificielle seront abordés puisqu’ils restent tout à fait pertinents dans nos jours et ce sont précisément ses écrits sur ce sujet qui ont inspiré le titre de ce film. Finalement, on fera référence aux aspects de sa vie et sa carrière, parce que tout aussi comme ses travaux dans le numérique, sa propre histoire est une source d’inspiration et de respect qui mérite d’être connu parce qu’elle fait partie intégral de sa légende.

Décrypter l’ennemi : comment fonctionnait-il l’Enigma allemand ?

Depuis la première guerre mondial, les ondes sont aussi devenues un nouveau champ de bataille : mouvements de troupes, stratagèmes d’offensive terrestre, aérienne ou maritime, les ondes radio transporte les ordres et les contre-ordres, les informations secrets, les positions des uns et des autres. Utiliser la radio en temps de guerre vous exposez à une interception de part de l’ennemi d’autant plus qu’à l’époque la propagation des ondes radio n’était pas aussi bien connue qu’aujourd’hui, un moyen de résoudre ce problème était d’utiliser la cryptographie, bref, de coder les messages radio.

Bien avant de début de la 2eme guerre mondial, les britanniques ont compris l’importance d’essayer de pénétrer le système de communication de l’adversaire et donc, la cote anglaise a été parsemée de stations d’interception où des milliers d’auxiliaires écoutaient les communications allemandes et retranscrivaient les messages captaient en morse, des messages incompréhensibles puisque la machinerie de cryptage allemande largement dépassait la capacité humaine.

Les allemands avaient développé ce qu’ils considéraient comme un arme absolue. Ils avaient remplacé les anciens procédés par la machine baptisée « Enigma », qu’on peut configurer 2 millions de milliards de façons différentes. Pour casser un seul de ces messages par la force brute, il aurait fallu de tourner un ordinateur d’aujourd’hui pendant un an.

La machine Enigma est une machine de chiffrement à rotor, le principe de base c’est que lorsqu’on appuie sur une lettre du clavier, cette dernière est transformée en une autre lettre. Par exemple, si l’on appuyait sur la touche « d », c’était la lettre « k » qui s’allumait sur le tableau et donc, au lieu de lire une lettre « d » l’intercepteur lisait une « k ».

Fig. 1. Schème qui montre d’une façon simplifiée le mode de fonctionnement d’Enigma

Evidement le codage aurait été trop simple si à chaque fois qu’on appuyait sur la lettre « d » c’était le « k » qui s’allumait, donc le système était configuré d’une telle manière que si l’on appuyait encore une fois sur la lettre « d » c’était n’importe quel autre lettre qui s’allumait en l’occurrence. Bred, à chaque fois qu’une lettre était entrée au clavier, l’un au moins des rotors tournaient, changeant le circuit électrique et aboutissant à un résultat différent à chaque tape du clavier. Pour décoder le message, il fallait connaître la configuration initiale de la machine, c’est-à-dire, le destinataire du message devait avoir configuré sa propre machine de la même façon que l’expéditeur pour arriver à lire le message, un simple mécanisme de décodage à l’inverse. C’est précisément cette caractéristique que Turing va attaquer pour décrypter Enigma.

Décoder l’indécodable avec les mathématiques et le numérique

Alan Turing, professeur universitaire et mathématicien reconnu à son jeune âge, a été recruté comme partie intégrale des efforts britanniques pour faire face à celle qui avait été jusqu’à là, une imparable machinerie de guerre allemande. C’est ainsi que Bletchley Park a été le théâtre de la plus incroyable opération de décryptage dans l’histoire de l’humanité. C’est la première fois, et peut-être bien la dernière, que l’un des camps a eu potentiellement accès à toutes les communications militaires secrètes de l’adversaire

Comment est-il possible de casser un code presque impossible de déchiffrer, même avec un ordinateur d’aujourd’hui due à l’énorme quantité de possibilités ? Commençons par le début : l’une des façons de casser un code est de trouver un mot probable, c’est-à-dire, d’essayer de décrypter une partie du message. Les messages d’Enigma étaient très stéréotypés, ils avaient tendance à utiliser tout le temps les mêmes phrases, surtout les messages météo contenaient beaucoup de telles phrases : « Météo pour la nuit », « Situation Manche Est », etc., et l’une des stations a envoyé le même message tous les jours à la même heure, pendant des mois : « Balises allumées selon les ordres ».

L’étape suivante est de découvrir où ce mot probable se situe par rapport au message, et cela qu’une caractéristique d’Enigma a donné un sérieux coup de pouce aux cryptologues. Du fait de son fonctionnement symétrique, la machine Enigma ne pouvait jamais coder une lettre en elle-même : un « A » dans le message en clair ne peut jamais devenir un « A » dans le message crypté, sous peine de court-circuit. En l’occurrence, on peut éliminer d’office donc tous les positions du mot probable où deux lettres identiques se retrouvent face à face et, plus le crible est long, plus il y a de positions possibles. Une fois découverte une position possible, elle implique une série d’hypothèses qui sont représentées par un diagramme.

En ce point, il ne reste qu’à découvrir une configuration de la machine Enigma qui va correspondre avec ce qui est représenté dans le diagramme que les britanniques ont nommé « menu ». Pour effectuer ce travail particulièrement laborieux, Turing conçoit une drôle de machine : il l’a appelé la « Bombe », qui va faire passer le décryptage de l’artisanat au stade industriel. Vers la fin de 1943, le groupe de Turing décodaient 4 mille messages d’Enigma par mois, soit presque deux messages par minute, nuit et jour, 24 heures sur 24. Ainsi, Bletchey Park est devenu une véritable industrie du décryptement et ça on le doit aux Bombes de Turing.

Ce qu’il y a d’unique dans Bletchey Park au moment de la Deuxième Guerre Mondiale c’est l’extension considérable des moyens qui sont donnés à la cryptanalyse et qui va de pair avec le développement des machines, c’est le début du monde dans lequel nous vivons aujourd’hui comme résultat de cette double évolution de la cryptologie à partir des mathématiques et de l’informatique.

Bref, le début des méthodes de cryptage et décryptage que l’on utilise aujourd’hui pour, disons, effectuer vos payements en ligne ou transférer de l’argent vers une autre compte bancaire, trouve son origine avec la machine Enigma et les efforts de décryptage d’Alan Turing à Bletchey Park pendant la Deuxième Guerre Mondiale. La créativité extraordinaire de ce génie mathématicien n’a pas seulement été clé pour les monde de ses jours, mais aussi, elle a donné forme au monde de nos jours.

Le vrai imitation game : peut une ordinateur se faire passer par un être humain ?

Soyons concises. Pour Alan Turing la façon de répondre à la question précédente passe nécessairement pour changer la question, à son avis il ne faut que répondre à la question : un ordinateur peut-il parler comme un être humain ?

Cette question a amené une idée pour mesurer l’Intelligence Artificielle qui deviendrait très vite connue sous le nom de Test de Turing. Dans son article de 1950, « Intelligence et machines informatiques » Turing propose le jeu suivant :

Un juge humain reçoit la transcription d’une conversation sans voir les joueurs et évalue leurs réponses. Pour réussir le test, un ordinateur doit pouvoir remplacer l’un des joueurs sans changer les résultats de façon significative. En d’autres mots, on considère que l’ordinateur est intelligent si sa conversation ne put pas être facilement différenciée de celle d’un humain.

Turing avait conjecturé que de 1950 à l’an 2000, des machines avec 100 MB de mémoire réussiraient facilement le test mais il a été trop optimiste. Bien que nos ordinateurs aujourd’hui possèdent bien plus de mémoire que ça peu ont réussi et ceux qui ont bien marché se sont plus concentrés sur des façons astucieuses de duper les juges plutôt que d’utiliser leur phénoménale puissance de calcul. Bien qu’il n’ait jamais été soumis à un test réel, le premier programme à revendiquer un succès s’appelait ELIZA, avec un code plutôt simple et court, il s’est débrouillé pour tromper les gens en imitant un psychologue, c’est-à-dire, encourager les gens à parler plus en leur renvoyant leur propres questions.

Sa réussite à duper les gens a mis la lumière sur une faiblesse du test. Les humains qualifient d’intelligence une grande variété de choses qui en fait n’en sont pas. Mais malgré les critiques à cette approche, ils en existent aujourd’hui des méthodes basés sur le test de Turing tels que les codes Captcha qui en profitent de la difficulté des machines pour se faire passer par des humains.

La légende d’Alan Turing et la pomme d’Apple

La vie privée d’Alan Turing est aussi passionnante que ses travaux : il s’agit du génie qui a possiblement raccourci la durée de la guerre au moins deux ans d’après les experts, sauvant ainsi une quantité importante des vies. Mais le pays qui l’a sauvé la condamné quelques ans après seulement à cause de son homosexualité, assez bien connu dans les élites britanniques de l’époque mais qui restait illégal dans les années cinquante. Quelques auteurs argumentent que la castration chimique qu’il a « volontairement » choisit pour purger sa peine au lieu d’aller en prison est la cause principale de son suicide, qui s’est déroulé pas plus d’un an après avoir commencé la médication.

Comment se personnage si important a décidé de finir avec sa vie ? Peut-être vous le savez déjà : l’évidence semble montrer qu’il a mordu une pomme empoisonné, oui, à la Blanche-Neige, et c’est cette histoire qui se trouve derrière le mythe qui raconte que l’emblème d’Apple est un hommage à Alan Turing, en tant que père de l’informatique. Mais l’histoire d’Apple, on la racontera dans un prochain article…