Novo

Colossus Computer

Colossus Computer

U rujnu 1942. Max Newman pridružio se Vladinoj školi šifriranja i šifriranja u Bletchley Parku i postavljen je za voditelja istraživačkog odjela poznatog kao "Newmanry". (1) Dobio je problem rješavanja stroja Lorenz SZ40 koji je korišten za šifriranje komunikacije između Adolfa Hitlera i njegovih generala. Djelovao je na sličan način kao i Enigma Machine, ali Lorenz je bio daleko složeniji i pružio je Bletchley -ovim razbijačima koda još veći izazov. 1943. Newman je smislio način kako mehanizirati kriptoanalizu Lorenzove šifre i stoga ubrzati potragu za postavkama kotača. (2)

Alan Turing sugerirao je da je Newman radio s Tommyjem Flowersom, mladim telefonskim inženjerom, koji je pomogao u izgradnji dekodera 1941. (3) Flowers je objasnio cilj Newmanove mašine: "Svrha je bila saznati koji su položaji kodiranih kotača bili su na početku poruke i to su učinili pokušavajući sve moguće kombinacije, a bilo ih je milijarde. Pokušao je sve kombinacije, čija obrada pri 5000 znakova u sekundi mogla se obaviti za otprilike pola sata. Dakle, nakon što smo pronašli početne pozicije kotača za šifriranje možete dekodirati poruku. " (4)

Početna mašina koju je dizajnirao Newman stalno se kvarila. Flowers se kasnije prisjetio: "Doveden sam da to funkcionira, ali sam vrlo brzo došao do zaključka da to nikada neće uspjeti. Ovisilo je o tome da se papirna traka pokreće velikom brzinom pomoću točkova sa šiljcima i da papir neće ne mogu se usprotiviti. " Flowers je predložio da je Newman koristio ventile umjesto staromodnih elektromehaničkih relejnih prekidača koji su se koristili u Turingovim mašinama. Tvrdio je da bi ventili radili isti posao mnogo brže bez potrebe za sinhronizacijom dvije trake.

Gordon Welchman, kolega iz Bletchley Parka, istaknuo je: "Čini se da je Flowers odmah shvatio da sinkronizacija 44 operacije s perforiranom trakom ne mora ovisiti o mehaničkom procesu korištenja rupa za zupčanike. Upotrijebio je fotoelektrično sensing, a u to rano vrijeme imao dovoljno povjerenja u pouzdanost komutacijskih mreža zasnovanih na elektroničkim ventilima (cijevima u Americi), a ne na elektromagnetnim relejima, kako bi riskirao korištenje takvih tehnika u velikom opsegu. Iz svog prijeratnog iskustva, Flowers je znao da se većina kvarova ventila dogodila kada, ili nedugo nakon toga napajanje je uključeno i on je dizajnirao svoju opremu imajući to u vidu. Predložio je mašinu koja koristi 1.500 ventila. " (5)

Tommy Flowers je tvrdio da su Max Newman i njegov tim razbijača kodova bili vrlo skeptični prema njegovom prijedlogu: "Ne bi vjerovali. Bili su prilično uvjereni da su ventili vrlo nepouzdani. To se temeljilo na njihovom iskustvu radio opreme koja se nosila okolo, bacao okolo, uključivao i isključivao, i općenito se njime rukovalo. Ali ja sam prije rata uveliko uveo ventile u telefonsku opremu i znao sam da će, ako ih nikad ne pomaknete i nikada isključite, trajati zauvijek. Pitali su me koliko je vremena trebalo za proizvodnju prve mašine. Rekao sam najmanje godinu dana i rekli su da je to užasno. Mislili su da bi za godinu dana rat mogao biti gotov i Hitler je mogao pobijediti pa nisu prihvatili moju ideju. " (6)

Projekt je sada odložen. Međutim, Flowers je bio toliko uvjeren da je mogao natjerati Newmanovu mašinu na efikasan rad, pa je nastavio s proizvodnjom mašine. U Istraživačkoj stanici pošte na Dollis Hillu, Flowers je uzeo Newmanov plan i proveo deset mjeseci pretvarajući ga u računar Colossus, koji je isporučio u Bletchley Park 8. prosinca 1943., ali je bio potpuno operativan tek 5. veljače 1944. Sastojao se od 1.500 elektronički ventili, koji su bili znatno brži od relejnih prekidača korištenih u Turingovoj mašini. Međutim, kako kaže Simon Singh, autor knjige Knjiga kodova: Tajna istorija kodova i razbijanje kodova (2000) je istaknuo da je "važnija od Colossusove brzine bila činjenica da se može programirati. Upravo je ta činjenica učinila Colossusa pretečom modernog digitalnog računara." (7)

Newmanovo osoblje koje je upravljalo Colossusom sastojalo se od dvadesetak kriptoanalitičara, oko šest inženjera i 273 Ženske kraljevske pomorske službe (WRNS). Jack Good je bio jedan od kriptoanalitičara koji je radio pod Newmanom: "Mašina je uglavnom programirana pomoću utičnica. Čitala je vrpcu brzinom od 5.000 znakova u sekundi ... Prvi Colossus imao je 1.500 ventila, što je vjerovatno bilo daleko više nego za bilo koju elektroničku mašinu ranije. koristi se u bilo koju svrhu. To je bio jedan od razloga zašto mnogi ljudi nisu očekivali da će Colossus raditi. Ali i on je odmah počeo da daje rezultate. Većina kvarova na ventilima nastala je uključivanjem i isključivanjem mašine. " (8) Sada je bilo moguće razbiti Lorenz-šifriranu poruku u satima, a ne danima. (9)

Harry Fensom kasnije je izvijestio: "Colossi su naravno bili vrlo veliki, otuda i njihovo ime i odavali su mnogo topline, a kanali iznad njih odnijeli su nešto od ovoga. Međutim, to smo cijenili u hladnim zimskim noćima, posebno oko dvije ili tri ujutro. Kad sam izašao s kiše, kačio sam kabanicu na stolicu ispred stotina ventila koji su formirali rotorske kotače i ubrzo se osušio. Naravno da je bilo važno da mašine nikada nisu isključen, kako bi se izbjeglo oštećenje ventila i kako bi se osiguralo da ne dođe do gubitka vremena za prekid kodova. Dakle, došlo je do hitnog napajanja mrežom u susjednom odjeljku koje je automatski preuzelo prekid napajanja. " (10)

Peter Hilton, koji je radio s Maxom Newmanom na Colossusu, tvrdi da je bio izvanredan vođa ljudi: "Shvatio je da može izvući najbolje iz nas vjerujući našim vlastitim dobrim namjerama i našoj snažnoj motivaciji, i uvijek je to činio koliko god je to bilo moguće neformalno. Na primjer, dao nam je jednu sedmicu u četiri dana. Bili bismo samo ohrabreni da istražimo naše kriptoanalitičke metode. Naravno, istraživački rad uvijek bi trebao biti povezan s poslom i uvijek smo zapisali ono što razmišljali su u velikoj knjizi kako bi se mogla sačuvati, a neke od tih ideja su usvojene i postale dio procedure. Zato mislim da je Newman bio administrator modela. " (11)

U februaru 1944, mašina Lorenz SZ40 je dodatno modifikovana u pokušaju da spriječi Britance da je dešifriraju. S obzirom da je invazija na Europu poznata kao neizbježna, to je bilo ključno razdoblje za razbijače kodova, jer je bilo od vitalnog značaja za Berlin da razbije kôd koji se koristi između Adolfa Hitlera u Berlinu i feldmaršala Gerda von Rundstedta, vrhovnog zapovjednika nemačke vojske u zapadnoj Evropi. (12)

Max Newman i Tommy Flowers sada su počeli raditi na naprednijem računaru, Colossus Mark II. Flowers se kasnije prisjetila: "Rečeno nam je da ako ne možemo učiniti da mašina radi do 1. juna, bit će prekasno za upotrebu. Stoga smo pretpostavili da će to biti Dan D, što je trebala biti tajna . " Prva od ovih mašina je počela sa radom u Bletchley Parku 1. juna 1944. Imala je 2.400 ventila i mogla je obraditi trake pet puta brže. "Efektivna brzina otkrivanja i obrade pet-bitnih znakova na probušenoj papirnoj traci sada je bila dvadeset pet hiljada znakova u sekundi ... Flowers je uveo jedan od temeljnih principa poslijeratnog digitalnog računara-korištenje takta sata za sinhronizaciju sve operacije njegove složene mašine. " (13) Istaknuto je da je brzina Marka II "uporediva s prvim Intelovim mikroprocesorskim čipom predstavljenim trideset godina kasnije". (14)

Kada je noćno osoblje stiglo na posao nešto prije ponoći 4. juna 1944., obaviješteni su da je sutra dan D: "Rekli su nam da je dan D danas i da žele da se svaka moguća poruka dekodira što je brže moguće. Ali onda je je odgođeno jer je vrijeme bilo tako loše i to je značilo da smo mi djevojke znale da će se to dogoditi, pa smo morale ostati tamo do Dana D. Spavale smo gdje smo mogle i radile kad smo mogle i naravno onda su krenuli dalje 6. jun, i to je bio dan D. " (15)

Winston Churchill i njegovi zapovjednici željeli su znati jesu li planovi obmane za iskrcavanje na Dan D bili uspješni. Razvila su dva agenta, Tomás Harris i Juan Pujol: Ključni ciljevi obmane bili su: "(a) Navesti njemačku komandu da vjeruje da će glavni napad i praćenje biti u ili istočno od područja Pas de Calais, čime ohrabrivanje neprijatelja da zadrži ili poveća snagu svojih zračnih i kopnenih snaga i svojih utvrđenja na račun drugih područja, posebno područja Caen u Normandiji. (b) Da zadrži neprijatelja u nedoumici u pogledu datuma i vremena stvarni napad. (c) Za vrijeme i nakon glavnog napada, zadržati najveće moguće njemačke kopnene i zračne snage u ili istočno od Pas de Calaisa najmanje četrnaest dana. " (16)

Harris je osmislio akcijski plan za Pujol (kodni naziv GARBO). On je trebao obavijestiti Nijemce da je početna faza invazije u toku s početkom desantnih letova, a četiri sata prije početka iskrcavanja na moru. "Ovo je, zaključio je XX-komitet, bilo prekasno za Nijemce da učine bilo što kako bi spriječili napad, ali bi potvrdilo da je GARBO ostao oprezan, aktivan i u dobroj poziciji za dobijanje kritično važnih obavještajnih podataka." (17)

Christopher Andrew objasnio je kako je strategija funkcionirala: "Tijekom prvih šest mjeseci 1944. godine, radeći s Tomásom Harrisom, on (GARBO) je poslao više od 500 poruka do stanice Abwehr u Madridu, koje su ih, kako su njemački presretnuti razgovori otkrili, proslijedile Berlinu, mnogi su označili "Hitno" ... Završni čin u prijevari prije Dana D povjeren je, na odgovarajući način, njegovim najvećim praktičarima, GARBO-u i Tomásu Harrisu. Nakon nekoliko tjedana pritiska, Harris je konačno dobio dozvolu da se GARBO-u dozvoli da radio upozorenje da su savezničke snage krenule prema plažama Normandije prekasno da bi Nijemci imali koristi od toga. " (18)

Tommy Flowers imao je sastanak s generalom Dwightom D. Eisenhowerom 5. juna. Uspio je reći Eisenhoweru da Adolf Hitler ne šalje nikakve dodatne trupe u Normandiju i još uvijek vjeruje da će savezničke trupe iskrcati istočno od Pas de Calaisa. Flowers je također mogao izvijestiti da je Colossus Mark II dekodirao poruku feldmaršala Erwina Rommela da je jedno od mjesta pada američke padobranske divizije baza za njemačku tenkovsku diviziju. Kao rezultat ovih informacija, mjesto promjene je promijenjeno.

Jean Thompson je kasnije u knjizi objasnila svoju ulogu u operaciji, Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998): "Većinu vremena sam vršio namještanje kotača, dobivajući početne položaje kotača. Na stroju bi bila dva Wrena i dežurni, jedan od kriptoanalitičara - ljudi mozga, i poruka je stigla na traci s teleprintom. Ako je uzorak kotača već bio poznat, to ste stavili na stražnju stranu stroja na ivericu. Igle su bile brončane, mesingane ili bakrene s dvije noge, a cijele su ploče imale dvostruke rupe za križne ili tačkaste impulse kako biste postavili uzorak kotača. Zatim stavite traku na okrugle kotače sa spojem tako da formira potpuni krug. Stavili ste je iza kapije foto-električne ćelije koju ste zatvorili na nju i, prema dužini trake, koristili ste toliko kotača, a jedan je bio pomičan tako da se može zategnuti. Na prednjoj strani su bili prekidači i utikači. Nakon što ste namjestili stvar, mogli ste izbrojati slova Napravili biste niz različitih kotača kako biste postigli bodove koji bi se štampao na elektromatskoj pisaćoj mašini. Tražili smo rezultat iznad slučajnog i onaj koji je bio dovoljno dobar, nadali biste se da je to bila ispravna postavka. Kad je postalo nezgodno, dežurni bi predložio različite vožnje. "(19)

Max Newman, jedan od matematičara koji rade u Testeriju, uvjerio se da će, koristeći principe koje je Turing zagovarao u svom prijeratnom traktatu o računarskoj mašini, biti moguće izgraditi mašinu koja će, nakon što su uzorci kotača razrađen u Testeryju, pronašao bi postavke prvog reda kotača, čime bi zadatak razbijača kodova bio nemjerljivo lakši.

Newman, akademik sa Univerziteta Cambridge, odnio je svoje ideje u Travis i dobio potrebnu podršku i obećanje o financiranju za osnivanje vlastite sekcije, koja je postala poznata kao Newmanry. Zatim je otišao u Wynn-Williams u Telekomunikacijsku istraživačku ustanovu u Malvernu i zamolio ga da dizajnira mašinu.
Bio je poznat kao 'Robinson', po Heathu Robinsonu, crtaču dizajnera fantastičnih mašina, a prva verzija je isporučena u Bletchley Park u maju 1943. Radila je na principu da, iako su šifrirana slova trebala biti nasumična, ne. Nijedna mašina ne može generirati zaista nasumičan niz slova. Robinson je usporedio komad trake za teleprinter s encifiranim tekstom s komadom trake na kojoj su utisnuti uzorci kotača kako bi potražio statističke dokaze koji bi ukazivali na to kakva su podešavanja kotača.

Robinson je dizajniran da sinhronizira dvije papirne trake u brzini od hiljadu znakova u sekundi, ali pri toj brzini točkovi zupčanika su cijepali trake. Turing, koji je, dok je radio na bombi, bio impresioniran sposobnostima bistrog mladog telefonskog inženjera na Dollis Hillu zvanog Tommy Flowers, predložio je Newmanu da je on možda samo čovjek koji će natjerati Robinsona da radi.

"Ušao sam u projekt kada Robinsonova mašina nije radila ispravno, jer je bila gotovo u potpunosti sastavljena od telefonskih dijelova, dijelova za prebacivanje telefona, što je bilo moje područje", rekla je Flowers. 'Doveden sam da to funkcionira, ali sam vrlo brzo došao do zaključka da to nikada neće uspjeti. Ovisilo je o tome da se papirna traka pokreće velikom brzinom pomoću točkova sa šiljcima i papir joj ne bi mogao izdržati. '

Tester se prisjetio dugih razgovora s Flowersom, Turingom, Tutte i Newmanom o tome šta treba učiniti. Flowers, koji je razvijao telefonske centrale koje sadrže ventile umjesto staromodnih releja koji su se koristili u Robinsonu, predložio je da bi mogao napraviti elektroničku mašinu izgrađenu s ventilima koji bi obavljali isti posao mnogo brže bez potrebe za sinhronizacijom dviju traka . Podaci o uzorcima kotača generirali bi se elektronički pomoću prstenastih krugova, dok bi se traka koja čita šifrirani tekst čitala foto-električno i mogla bi se izvoditi na glatkim kotačima, a ne na lančanicima kako se ne bi raskinula ...

Colossus je bila prva praktična primjena velikih računarskih programa upravljanih računara i kao takva preteča poslijeratnog digitalnog računara. Iako je imala specijaliziranu funkciju, pokazala je da se Turingova teorija može pretvoriti u praksu. Slijed operacija određen je uglavnom postavljanjem vanjskih prekidača i utičnica, koje je Wrens kontrolirao po nalogu Newmanryjevih prekidača. Baš kao i Robinson, tražio je sekvence koje nisu bile slučajne. "Rad na Tunnyju otprilike se dijelio između onoga što biste mogli nazvati mašinskim radom i ručnim radom", prisjetio se Halton. "Mašinski rad je, naravno, slao poruke Colossusu, što je bio proces u kojem smo odredili početne pozicije prvog seta od pet kotača koji su bili uključeni u sastavljanje ključa. Zatim, nakon što se taj proces odigrao, to jest proces zasnovan na statistici, matematici, poruka sa dijelom ključa stigla bi do razbijača kodova u Testeriju, koji bi tada imali posao da koriste svoje znanje o očekivanim dijelovima teksta kako bi postavili preostale kotače. "

Čini se da je Flowers odjednom shvatila da sinkronizacija 44 operacije s perforiranom trakom ne mora ovisiti o mehaničkom postupku korištenja rupa za zupčanike. Predložio je mašinu koja koristi 1.500 ventila, skoro dvostruko više od broja koji se koristio u pionirskom računaru ACE izgrađenom u Engleskoj nakon rata ...

Flowers i njegova grupa izgradili su prvog Colossusa u jedanaest mjeseci. Njegov fotoelektrični čitač s perforiranom trakom radio je brzinom od pet hiljada znakova u sekundi, što je bila izuzetna brzina za to vrijeme. Flowers je bio pionir u redizajniranju elektroničkih kola za odlučivanje koji su izmišljeni prije rata. Prva verzija Colossusa "vosak za zaptivanje i zaptivanje" (prema vlastitom opisu Flowersa) imala je ogroman uspjeh. Opet su Flowers i Radley predvidjeli buduću potražnju i napravili preliminarne aranžmane za proizvodnju. Oko marta 1944. Dollis Hill je dobio hitan zahtjev od Bletchley Parka za dodavanje više Colossija. Proizveli su ih, zahvaljujući svojim prethodnim dogovorima, a efektivna brzina otkrivanja i obrade petobitnih znakova na probušenoj papirnoj traci sada je iznosila dvadeset pet hiljada znakova u sekundi. Štaviše, kako ističe Brian Randell, Flowers je uveo jedan od temeljnih principa poslijeratnog digitalnog računara-korištenje takta za sinhronizaciju svih operacija njegove složene mašine.

Ne bi vjerovali. Ali uveo sam ventile u telefonsku opremu u velikom broju prije rata i znao sam da će, ako ih nikad ne pomaknete i nikada isključite, trajati zauvijek.

Pitali su me koliko će vremena trebati za proizvodnju prve mašine. Mislili su da bi za godinu dana rat mogao biti gotov i Hitler je mogao pobijediti pa nisu prihvatili moju ideju. Odlučili su da će, nadamo se, nastaviti s Robinsonom, što su i učinili, i prepustili su meni pitanje hoće li mašina sa ventilom biti izrađena ili ne.

Bio sam toliko uvjeren da Robinson nikada neće uspjeti pa smo novu mašinu sami razvili na Dollis Hillu. Prvi prototip smo napravili za deset mjeseci, radeći danonoćno, šest i po dana sedmično, ponekad i dvanaest sati dnevno. Počeli smo s dizajnom onoga što će se zvati Colossus u februaru 1943. godine, a prvu prototipnu mašinu smo imali u pogonu u Bletchley Parku 8. decembra.

Svrha Colossusa bila je saznati koji su položaji kodiranih kotačića na početku poruke, a to je učinio pokušavajući sve moguće kombinacije, a bilo ih je milijarde. Isprobao je sve kombinacije, čija se obrada pri 5000 znakova u sekundi mogla obaviti za otprilike pola sata. Dakle, nakon što ste pronašli početne položaje šifriranih kotača, mogli ste dekodirati poruku.

Kad smo im to uspjeli i vidjeli su kako djeluje, bili su zaista zapanjeni. U njemu je bilo oko 1500 ventila, što je užasnulo Bletchley Park. Ali jedan od nedostataka Robinsona bio je taj što vam nije uvijek dao pravi odgovor. Odgovor koji su dobili od mašine bio je u brojkama, brojač je brojao koliko se puta pojavila određena slova, a brojač je bio pomalo nepouzdan pa nisu uvijek dobili isti broj.

Ono što su učinili s Colossusom, prvog dana kada su ga dobili, bilo je postavljanje problema na koji su znali odgovor. Trčanje je trajalo oko pola sata. Pustili su ga da radi oko četiri sata, ponavljajući procese svakih pola sata, a na njihovo čuđenje svaki put je dao isti odgovor. Zaista su bili zadivljeni. Bio je tako pouzdan, izuzetno pouzdan.

Alan Turing - učenik škole (komentar na odgovor)

(1) Gordon Welchman, Koliba šest (1982) stranica 177

(2) Simon Singh, Knjiga kodova: Tajna istorija kodova i razbijanje kodova (2000) stranica 243

(3) Alan Hodges, Alan Turing: Zagonetka (1983) stranica 285

(4) Tommy Flowers, citirao Michael Paterson, autor knjige Glasovi razbijača kodova (2007) stranica 71

(5) Gordon Welchman, Koliba šest (1982) stranica 178

(6) Tommy Flowers, citira Michael Smith, autor knjige Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998) stranica 148

(7) Simon Singh, Knjiga kodova: Tajna istorija kodova i razbijanje kodova (2000) stranica 244

(8) Jack Good, citira Michael Paterson, autor knjige Glasovi razbijača kodova (2007) stranica 71

(9) Martin Childs, The Independent (9. decembar 2010)

(10) Harry Fensom, citira Sinclair McKay, autor knjige Tajni život Bletchley Parka (2010) stranica 264

(11) Peter Hilton, citira Michael Smith, autor knjige Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998) stranica 152

(12) Michael Smith, Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998) stranica 157

(13) Gordon Welchman, Koliba šest (1982) stranica 179

(14) Nigel Cawthorne, The Enigma Man (2014) stranica 54

(15) Pat Wright, citira Michael Smith, autor knjige Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998) stranica 157

(16) Michael Howard, Britanska obavještajna služba u Drugom svjetskom ratu (1990) stranice 106-107

(17) Anthony Cave Brown, Tjelohranitelj laži (1976) stranica 672

(18) Christopher Andrew, Odbrana carstva: ovlaštena istorija MI5 (2009) stranica 305

(19) Jean Thompson, citira Michael Smith, autor knjige Stanica X: Razbijači kodova Bletchley Parka (1998) strana 150


Colossus

Iako se ENIAC naširoko smatra prvim programabilnim računarom, drugi kandidati mogu podnijeti legitimne zahtjeve za tu titulu. Možda se najsnažnije može dokazati za Colossus, mašinu za dešifriranje koju su razvili Britanci tokom Drugog svjetskog rata.

Kako je rat bjesnio, saveznici su se našli suočeni sa složenom njemačkom šifrom za šifriranje koja se zove Lorenz. Njemačka je vjerovala da je šifra neraskidiva. Računar i grupa posvećenih britanskih inženjera dokazali su da nisu u pravu.

U prosincu 1943., dok su radovi na ENIAC-u tek počeli u Philadelphiji, inženjer Tommy Flowers isporučio je Colossus britanskim razbijačima šifri koji rade u strogo tajnim uslovima u engleskom Bletchley Parku. Uspješne operacije započeo je u januaru 1944., izgrađen za svoj specifičan zadatak: vojnu kriptoanalizu. Colossus je imao elektroničku memoriju, mogao se programirati pomoću prekidača i patch kabela i mogao je tražiti odgovarajuće sekvence koje bi mogle pomoći u razbijanju koda. Izlaz je kreiran pomoću IBM -ove električne pisaće mašine.

Razbijanje Lorenzove šifre i mogućnost brzog prevođenja zarobljenih naredbi i vojnih planova pomoglo je u promjeni tijeka rata i njegovom skraćivanju. Njihovo gotovo čudesno tajno djelo potaknulo je britanskog premijera Winstona Churchilla da razbijače šifri u Bletchley Parku nazove „guskama koje su položile zlatna jaja i nikada se nisu cakale“.

Pa zašto više ljudi ne zna za Colossus? Budući da su svi radovi u Bletchley Parku, uključujući Colossus, bili strogo povjerljivi, zgrade u kojima su se nalazile aktivnosti razbijanja šifri potpuno su očišćene od svih ostataka njihovih ratnih aktivnosti nakon rata. Mašine za razbijanje šifri, uključujući Colossus, potpuno su demontirane. Neki od Kolosovih dijelova ponovo su korišteni u telegrafskim centralama. Tommy Flowers je čak spalio Kolosove nacrte. Svi podaci koji se odnose na Bletchley Park bili su povjerljivi do 1970 -ih, a neki su još uvijek tajni. Tek u posljednjih nekoliko decenija doprinosi onih u Bletchley Parku postali su poznati i cijenjeni.


  • Stranica 1: Uvod
  • Stranica 2: Mehanizam sa Antikitere
  • Stranica 3: Paskalin i drugi rani kalkulatori
  • Page 4: Babbageov analitički motor, Ada Lovelace i programiranje
  • Stranica 5: IBM u prvim godinama
  • Page 6: Trioda, tranzistor i op-pojačalo
  • Page 7: Alan Turing i KOLOS
  • Page 8: Magistarski rad Claudea Shannona
  • Page 9: Prvi elektronski digitalni računar posebne namene
  • Page 10: Harvard Mark Ι
  • Page 11: Stibitzov kalkulator složenih brojeva i Nordsieckov diferencijalni analizator
  • Page 12: Računari serije Z Konrada Zusea i programski jezik Plankalkül pojačala
  • Page 13: Prva greška u računarskoj istoriji
  • Page 14: ENIAC I EDVAC računari
  • Page 15: UNIVersal automatski računar I - UNIVAC I
  • Page 16: Big Blue ulazi na tržište računara
  • Page 17: Poluautomatsko zemaljsko okruženje (SAGE)
  • Page 18: TX-0, DEC PDP-1, Etika hakiranja i drugi DEC računari
  • Page 19: Cray superračunari
  • Stranica 20: Revolucija informacijske tehnologije - prvi procesori (CPU -i)
  • Page 21: Xerox PARC I ALTO računar
  • Page 22: Era mikroračunara: ALTAIR 8800 i drugi rani računari
  • Stranica 23: Apple I i II: Promjena napajanja i nedostatak ventilatora
  • Page 24: Commodore PET i TRS-80
  • Page 25: VisiCalc -ova revolucija i IBM -ov ulazak na tržište personalnih računara
  • Page 26: ZX SPECTRUM: Era kućnog računara počinje
  • Page 27: Commodore 64 i CP/M
  • Page 28: Amstrad 464, 664 i 6128
  • Page 29: Atari 520ST i 1040ST (F)
  • Page 30: ATARI TOS, (Mega) STE, TT i Jaguar igraća konzola
  • Page 31: Commodore Amiga
  • Page 32: Intel 80386 i napad kloniranih računara - Acorn Archimedes
  • Stranica 33: NeXT kocka
  • Stranica 34: Prve grafičke procesorske jedinice (GPU -ovi)
  • Stranica 35: Prve video igre i konzole za igre
  • Stranica 36: Video igre i konzole za igre 1980 -ih, 1990 -ih i dalje
  • Page 37: Tastature i miševi
  • Stranica 38: Epilog

Alan Turing se smatra jednim od najsjajnijih informatičara, a danas je općeprihvaćeno da je duboko utjecao na razvoj informatike. Turing je diplomirao matematiku 1937. i iste godine objavio inovativni članak pod naslovom O izračunatim brojevima s aplikacijom na Entscheidungsproblem (TURING, A. M. 1936–1937. Zbornik radova London Mathematical Society Series 2, 42, 230–265. Ispravke ibid. 544–546).

Jedan od glavnih zaključaka Turingovog članka bio je da se neke kategorije matematičkih problema ne mogu opisati algoritmima, pa ih stoga ni računari ne mogu riješiti. Na osnovu ove pretpostavke odlučio je dizajnirati prototip računara. Ishod njegovog rada, Turingova mašina, bio je jednostavan, ali potpuno funkcionalan teorijski model, koji je izazvao veliku buku u naučnoj zajednici kada je objavljen. Turingov teorijski model široko se koristio u mnogim teorijskim eksperimentima.

Turing je takođe imao priliku da pomogne u proizvodnji računara, COLOSSUS -a, koji je zapravo bio serija programabilnih digitalnih elektronskih računara, prvi te vrste. Računari COLOSSUS korišteni su za obradu šifriranih poruka, dopuštajući kriptoanalizu i konačno dešifriranje poruka koje su poslane sa strojem Enigma koje su nacističke pomorske snage koristile tokom Drugog svjetskog rata. Nepotrebno je reći da je kršenje koda Enigme bilo od ogromne važnosti za saveznike i spasilo hiljade života.


9. IBM 305 Računovodstvena i kontrola metoda slučajnog pristupa (RAMAC) - 1956

Predstavljen 1956. godine, IBM-ov 305 RAMAC bio je prvi računar opće namjene koji je omogućio „slučajan pristup“ podacima u stvarnom vremenu. Izumitelj Reynold B. Johnson i njegov tim inženjera tek su počeli raditi na tehnologiji 1952. godine. 305 RAMAC bio je najraniji komercijalni računar sa memorijskim prostorom za magnetski disk, a za izvršavanje naredbe „traženje“ trebalo je samo oko 600 milisekundi.

Memorijska jedinica sistema sa magnetnim diskom sastojala se od 50 diskova sa 50.000 sektora, a diskovi su se mogli vrtjeti pri 1.200 okretaja u minuti. Poduzeća su sada mogla pohranjivati ​​i pristupati informacijama na zahtjev. Zahvaljujući 305 RAMAC -u, obrada podataka je zauvijek revolucionirana.


Dizajn i rad

Colossus je koristio najsuvremenije vakuumske cijevi (ventile), tiratrone i fotomultiplikatore za optičko čitanje papirne trake, a zatim je primijenio programabilnu logičku funkciju na svaki znak, računajući koliko često se ova funkcija vraća "istinito". Iako se općenito smatralo da su ventili podložni visokim stopama kvarova, prepoznato je da je došlo do kvara pri uključivanju i isključivanju pa strojevi Colossus, jednom uključeni, nikada nisu isključeni do kraja rata.

Kolos je bio efikasan u svoju svrhu. Čak i 2004. godine, Tony Sale primjećuje da je "Colossus toliko brz i paralelan da je modernom računaru programiranom za izvršavanje istog zadatka razbijanja koda potrebno toliko vremena koliko i Colossusu da postigne rezultat!".

Colossus je imao ograničene mogućnosti programiranja i bio je prvi od elektroničkih digitalnih strojeva koji je to učinio. Međutim, to nije bio pravi računar opće namjene, koji nije bio potpuno Turingov, iako je Alan Turing na čijem se istraživanju temeljila ova definicija radio u Bletchley Parku gdje je Colossus pušten u rad. Tada nije shvaćeno da je Turingova potpunost značajna, kao ni većina drugih pionirskih modernih računalnih strojeva (npr. ABC mašina, Harvard Mark I elektromehanička relejna mašina, relejne mašine Bell Labs (George Stibitz i dr.) , Prva dva dizajna Konrada Zusea i tako dalje). Ideja o računaru kao mašini opšte namjene, a ne samo masivnom kalkulatoru posvećenom rješavanju teških, ali usmjerenih problema, postala je istaknuta tek nekoliko godina kasnije.


Kršenje Kodeksa

Sposobnost slanja tajnih, kodiranih komunikacija dovela je do nemilosrdnog razaranja od strane nacističkih trupa početkom Drugog svjetskog rata. Saveznički matematičari i inženjeri požurili su sa izgradnjom mašine sposobne za kršenje kodova. Ovdje odajemo počast “Colossusu” koji je pomogao u okončanju rata i početku doba računarstva.

Kršenje Kodeksa

Kako bi dešifrirala neprijateljske planove i kretanja tokom Drugog svjetskog rata, Britanija je okupila izvanredan tim matematičara i inženjera u Bletchley Parku, svom Vladinom kodeksu i školi za šifriranje.

Njihov zadatak? Razviti mašine za razbijanje njemačkih kodova. Među njihovim trijumfima bio je Colossus, elektronički računar za razbijanje kodova koji je ostao klasificiran do 1970-ih.

Otezi upravljaju Colossus Mark II

Ženska kraljevska pomorska služba "Wrens" upravljala je mnogim britanskim mašinama za razbijanje kodova Colossus. U SAD -u je 600 mornaričkih žena, poznatih kao "WAVES", koristilo druge mašine za razbijanje njemačkih kodova.


Atanasoff

Čini se da je najranije uporednu upotrebu vakuumskih cijevi u SAD -u imao John Atanasoff na tadašnjem državnom koledžu Iowa (sada Univerzitet). Tokom perioda 1937. i 1944. Atanasoff je razvio tehnike za korištenje vakuumskih cijevi za digitalno numeričko izračunavanje. Godine 1939., uz pomoć svog učenika Clifforda Berryja, Atanasoff je počeo graditi ono što se ponekad naziva Atanasoff-Berry Computer ili ABC, mala elektronička digitalna mašina posebne namjene za rješavanje sistema linearnih algebarskih jednadžbi. Mašina je sadržavala približno 300 vakuumskih cijevi. Iako je elektronički dio mašine uspješno funkcionirao, računar u cjelini nikada nije radio pouzdano, greške je uveo nezadovoljavajući binarni čitač kartica. Radovi su prekinuti 1942. godine kada je Atanasoff napustio državu Iowa.


Činjenice o računarskoj istoriji 7: Otac računarstva

Najprepoznatljiviji otac računarstva bio je Charles Babbage. Bio je poznat po svom konceptu i izumu Analitičkog stroja.

Činjenice o računarskoj istoriji 8: Henry Edward Roberts

Ako se radi o terminu za personalni računar, to je smislio Henry E.R. Takođe se smatra ocem savremenog računara, posebno nakon što je 1974. godine izdao svoj Altair 8800. Ček činjenice o računarskom dizajnu ovdje.


Sadržaj

Strojno-kriptografija prije Colossusa

Nakon Prvog svjetskog rata kriptografija je postala mehanizirana više nego ikad prije. Zajedno s tim trendom, došlo je i do razvoja kriptoanalize kao vlastitog područja znanosti i proučavanja. Budući da su te nove sheme šifriranja postajale sve mehanički. proces razbijanja njihovih kodova takođe se pretvarao u više elektroničko polje. Ovaj razvoj ne bi samo promijenio tok kriptologije, već bi započeo polje informatike koje se nastavlja do danas. (Ratcliff 198)

Prva njemačka šifra koja je koristila mehanička sredstva bila je mašina Enigma. Razbijanje koda učinilo je prve korake u mehaničkom području razvojem Bombe, koju je razvio prvenstveno poljski tim kriptografa i inženjera. Koncept je bio jednostavan: električna energija koju koristi mašina omogućila bi bržu provjeru mogućih dešifriranja nego provjera ljudi. Treba napomenuti da su se prije Enigme koristile mašine za pomoć u dešifriranju. Nijemci i Amerikanci oslanjali su se na sistem zasnovan na udarnim karticama za sortiranje informacija. Bombe je, međutim, radila elektromagnetski, poput Enigme koju je pokušavala razbiti. To je značilo da je u mnogo čemu replicirao samu mašinu. Umjesto samo provjere mogućnosti za dešifriranje poruke, Bombe je namjeravao koristiti dizajn samog uređaja za kodiranje, mašine Enigma, za dekodiranje poruka. Razvijen krajem 1930 -ih, Bombe i njegova reakcija na njemačku mašinu Enigma poslužit će kao veliki utjecaj kada dođe vrijeme za razbijanje nove šifre, koja zahtijeva još složeniju i sofisticiraniju mašinu da je razbije. (Ratcliff 203-205)

Nova šifra, novi problem

Cilj kriptografa je stvoriti sistem koji je prikladan ili jednostavan za zakonitu upotrebu, ali je preskup, složen ili nemoguć u načelu da bi se kriptoanalitičar mogao slomiti

Nakon što se njemačka mašina Enigma pokazala kao beskorisna jer su saveznici provalili kôd, osmišljeno je novo kodiranje poznato pod imenom Lorenz SZ 40/42, nazvano po kompaniji Lorenz koja je bila naručena za stvaranje uređaja. Ovaj uređaj omogućio bi sigurnu radio komunikaciju zasnovanu na „aditivnoj metodi“ šifriranja koju je 1918. izumio Gilbert Vernam. To je značilo da je Lorenz koristio ne Morzeovu šifru poznatu kao Baudet (Ratcliff 205).

Vernamova metoda bila je dovoljno jednostavna da se tekst šifrira dodavanjem nejasnih i „nasumično“ generiranih znakova stvarnoj tekstualnoj poruci. Primalac poruke bi zatim koristio svoju vlastitu Lorenz mašinu za dodavanje istih zamagljujućih znakova (postavljanjem njihovih rotora na ispravnu početnu poziciju za izrečenu poruku) i poništavanjem, otkrivajući namjeravanu poruku. Cijela ova metoda dodavanja bila je poznata kao dodavanje Modulo-2, koja se odnosi na dodavanje znakova na oba kraja komunikacijske linije (prodaja 351).

Ključ i do uočenog uspjeha i krajnjeg neuspjeha Lorenzovog šifriranog sistema bio je koncept stvaranja nasumičnih, zamagljenih likova. Kad bi znakove nasumično kreirala kompjuterizirana mašina, kôd bi bio neraskidiv bez odgovarajuće mašine postavljene na iste položaje kao i pošiljatelj. Teoretski, to je značilo da je Lorenzov šifrirani sistem savršen primjer kodirane komunikacije, jer će samo oni s odgovarajućom tehnologijom moći dobiti pristup namjeravanoj poruci/tekstu.

Ukratko, kriptografska mašina pretvara ulaz (običan jezik, P) u šifru (Z) pomoću neke funkcije (f). Jednačina je stoga Z = f (P, K), pri čemu je K ključ šifre. Bez K, vjerojatno se Z ne može pretvoriti u P pomoću funkcije. Ako K ima N mogućih vrijednosti, veći je N, teži je kod za probijanje. Sa generatorom slučajnih znakova, N ima vrlo visoku vrijednost. (Dobro 150).

Međutim, mahinacija generatora slučajnih znakova također otkriva brutalnu grešku sistema koja ne postoji kao generator slučajnih znakova. Ono što je zapravo napravljeno je "pseudo slučajni niz" znakova. To bi na kraju dovelo do toga da su razbijači kodova u Bletchley Parku uspjeli zaista razbiti Lorenzovu šifru, a da pritom ne zahtijevaju pristup samoj Lorenzovoj mašini (koja ne bi razbila kôd koliko krađa). Zapravo, razbijači kodova u Bletchley Parku "nikada nisu vidjeli stvarnu Lorenzovu mašinu sve do pred sam kraj rata, ali su lomili Lorenzovu šifru dvije i pol godine" (prodaja 352).

Fish and Tunny: Breaking the Code

Bilo je to 1940. godine kada su saveznički zvaničnici u Velikoj Britaniji presreli prve njemačke prijenose zasnovane na Lorenzu. Ovaj promet koji nije Morzeov dobio je kodni naziv "Riba", što se odnosi na činjenicu da su neki Nijemci ovaj sistem prijenosa poznavali kao Sagefish (Hinsley 141). "Ribu" je očito generirala nova mašina jer je Enigma sa sjedištem u Morseu. Ono što je također bilo jasno je činjenica da su Nijemci zasnivali sistem prijenosa na konceptu da se ista mašina koristi i za šifriranje i dešifriranje poruke putem radija (Hinsley 141).

"Tunny" je bila riječ koja se koristi za opisivanje prometnih poruka "Fish", kao i stroja koji se koristio za šifriranje/dešifriranje. Stroj Tunny imao je dva seta od pet kodirajućih kotača ili rotora koji su korišteni za generiranje nejasnih znakova. Da bi razbio kôd i pretvorio šifru u običan jezik, primalac je morao znati početne pozicije kotačića (Halton 170).

U razbijanju koda, 'Dubina' je više od jedne poruke, što omogućava da se nadamo da se mogu vidjeti obrasci i razbiti kôd. Kako je sve više i više dubina nastajalo tokom 1941. godine, izgleda da nada u kršenje koda nije zasijala. Međutim, kritična njemačka greška omogućila je britanskim kriptoanalitičarima da naprave najveći proboj do sada. 30. avgusta 1941. godine, skoro 4.000 karaktera teksta poslano je između dvije njemačke Lorencove mašine i presreli su ga britanski agenti. Prijemni kraj poruke poslao je nazad radijskim prijenosom zahtjev da se poruka pošalje ponovo, jer (iz bilo kojeg razloga) nije pravilno primljena. I pošiljalac i primalac resetuju svoje Lorenz mašine na istu početnu poziciju kao poslednji prenos. Sada je Nijemac koji je poslao poruku otkucao ovaj drugi tekst malo drugačiji od prvog, ovoga puta praveći skraćenice i skraćivanje na tačkama, čisteći da ne želi ponovo da otkucava cijelu prethodnu poruku. Rezultirajući tekst bio je oko 500 znakova kraći od prvog. Tako su napravljene dvije greške. Prvo, Nijemci su vratili svoje kotače u prvobitni položaj, što znači da bi oba teksta koristila iste zatamnjujuće brojeve (pseudo nasumično generirane). Drugo, druga poruka je otkucana drugačije. Da je isti, isti šifrirani tekst bio bi presretnut i ne bi se mogao razbiti. Međutim, budući da su tekstovi bili različiti, ali korišteni isto prikrivajući likove, uzorak bi postao vidljiviji. (Prodaja 353)

Mladi nedavno diplomirani student na Bletchley Parku po imenu Bill Tutte dobio je tekstove i bez računara počeo raditi na tome kako je kôd morao biti generiran. U naredna dva mjeseca razrađena je struktura mašine Tunny. Ne može se precijeniti koliko je ovo bilo nevjerojatno kao pokušaj razbijanja koda. Zapanjujuće je kako su uspjeli zaključiti ne samo šifre, već i kako ih je mašina stvorila. Međutim, veliki problem i dalje je bilo zapažanje gdje kodirani kotačići moraju biti u početnoj poziciji. U suštini, ovo je bila jednostavno igra „pogodi i vidi“ za otkrivanje koje bi moglo potrajati između četiri i šest tjedana. Ovo je bilo predugo jer su poruke koje su do tada dešifrirane bile bezvrijedne. Tada je mašina trebala odgovoriti kao odgovor. (Prodaja 354)

Uspon mašina

Budući da je kodu trebalo previše vremena da se ručno ruši, utvrđeno je da je brz, mehaniziran uređaj jedini način da se pomogne u razbijanju koda u razumnom vremenu. Prva elektronička mašina napravljena da pomogne razbiti "Tully" bila je Heath Robinson, nazvana po britanskom crtaču fantastičnih mašina (britanski ekvivalent Rube Goldberg). Najveći problem Heatha Robinsona bila je njegova poteškoća u sinkronizaciji dva komada ulazne trake za čitanje brzinom od 1.000 znakova u sekundi (cps). Jedna traka je imala uzorke Lorenzovih kotača, a druga šifrirani tekst. Obojica su morali prolaziti podjednako više puta kroz mašinu kako bi odredili početni položaj Lorenzovih točkova. Dok je Heath Robinson radio u teoriji, dovoljno da pokaže da je matematička teorija Maxa Newmana o primjeni razbijanja koda na ovoj elektronskoj mašini bila tačna, bila je previše problematična da bi bila efikasna. (Prodaja 354)

Colossus je riješio ovaj problem tako što je uzorke kotača generirao elektronički unutar same mašine, čime je utvrđena potreba za sinhronizacijom. Ovaj veliki intelektualni doprinos Tommyja Flowersa doveo je do stvaranja Colossus Mk 1. Colossus je bio u funkciji do kraja 1943. Rezultat je bio povećanje brzine dekodiranja poruka sa sedmica na sate. Kolos je pomogao u nekoliko savezničkih programa, od kojih je najznačajniji bio do Dana D. Presretnute poruke koje je dešifrirao Colossus dokazale su da su Hitler i Nijemci nasjedali na kampanje obmane koje su saveznici izveli do invazije na Normandiju. To je saveznicima dalo samopouzdanje u pokretanju ključnog napada i okončanju rata. (Prodaja 355)

Kolos izbrisan iz memorije

Tokom rata, Colossus je nadograđen na Colossus Mk 2 u junu 1944. Do kraja rata bilo je deset funkcionalnih Colossa u objektima Bletchley Parka. Nakon završetka rata na Dan pobjede, smatralo se da Colossi više nemaju funkciju i naređeno im je da se odmah demontiraju. Osam ih je demontirano, dok su druga dva poslata nazad u sjedište Vladinog zakonika do uništenja 1960. Svi crteži i sheme su spaljeni, a cijelo postojanje Kolosa držano je u tajnosti. Tek sedamdesetih godina počele su se pojavljivati ​​informacije. Osamdesetih godina prošlog stoljeća neki od istraživača i naučnika koji stoje iza njegovog izuma počeli su pisati radove o Kolosu, njegovoj funkciji i njegovom doprinosu ne samo ratnim naporima, već i pronalasku računara. (Prodaja 362)


Colossus Computer - Historija



Radio mreža Tunny njemačke vojske,
Marta 1943. i jula 1944. 7

Colossus, prvi elektronički računar velikih razmjera, korišten je protiv njemačkog sistema šifriranja teleprintera poznatog u Bletchley Parku kao & lsquoTunny & rsquo. Tehnološki sofisticiraniji od Enigme, Tunny je nosio najvišu razinu inteligencije. Od 1941. Hitler i njemačko vrhovno zapovjedništvo sve su se više oslanjali na Tunnyja kako bi zaštitili svoju komunikaciju s zapovjednicima grupa armija diljem Europe.

Tunnyjeve poruke poslane putem radija prvi su put presreli Britanci u junu 1941. Nakon jednogodišnje borbe s novom šifrom, Bletchley Park je prvi put pročitao trenutni promet Tunnyja u julu 1942. Tunnyjevo dešifriranje sadržavalo je obavještajne podatke koji su promijenili tok rata u Evropi , spašavajući neprocjenjiv broj života.

Stroj Tunny proizvela je njemačka kompanija Lorenz. 1 Prvi model nosio je oznaku SZ40, & lsquoSZ & rsquo što znači & lsquoSchl & uumlsselzusatz & rsquo (& lsquocipher nastavak & rsquo). Kasnija verzija, SZ42A, predstavljena je u februaru 1943., a nakon nje SZ42B u junu 1944. & lsquo40 & rsquo i & lsquo42 & rsquo izgleda da se odnose na godine, kao u & lsquoWindows 97 & rsquo.

Tunny je bio jedan od tri tipa mašina za šifriranje teleprintera koje su koristili Nijemci. (Sjevernoamerički izraz za & lsquoteleprinter & rsquo je & lsquoteletypewriter & rsquo.) U Bletchley Parku (B.P.) oni su dobili opći naslovni naziv & lsquoFish & rsquo. Drugi članovi porodice Fish bili su Sturgeon, Siemens i Halske T52 Schl & uumlsselfernschreibmaschine (& lsquo Cipher Teleprinter Machine & rsquo), 2 i neraskidivi Thrasher. 3 Thrasher je vjerovatno bio Siemens T43, jednokratna tračna mašina. Na Tunnyja je B.P. uglavnom fokusiran.

Stroj Tunny, koji je mjerio 19 & quot; 15 & frac12 & quot; 17 & quot; visoko, bio je dodatak za šifru. Priključen na teleprinter, automatski je šifrirao odlazni tok impulsa koje proizvodi teleprinter, ili je automatski dešifrirao dolazne poruke prije nego što su ispisane. (S druge strane, Sturgeon nije bio privitak, već kombinirana mašina za teleprinter i šifriranje.) Na kraju slanja Tunny veze, operator je otkucao običan jezik (& lsquoplaintext & rsquo poruke) na tastaturi teleprintera, a na drugi kraj teleprintera je otisnuo običan tekst (obično na papirnu traku, nalik telegramu). Preneseni & lsquociphertext & rsquo (šifrirani oblik poruke) njemački operateri nisu vidjeli. Sa strojem u & lsquoauto & rsquo načinu rada, mnoge dugačke poruke mogle su se slati jedna za drugom & mdash Otvoreni tekst je ubačen u opremu teleprintera na unaprijed probušenu papirnu traku i šifriran i emitiran velikom brzinom. Enigma je za razliku bila nespretna. Službenik za šifriranje otkucao je otvoreni tekst na tastaturi mašine Enigma, dok je pomoćnik mukotrpno zapisivao slova šifriranog teksta dok su se pojavljivala jedno po jedno na ploči sa lampicom mašine & rsquos. Radio -operater je zatim prenio šifrirani tekst u obliku Morzeove azbuke. Morzeova koda nije korištena s Tunnyjem: izlaz mašine Tunny, šifrirani kod teleprintera, išao je direktno u zrak. 4

Međunarodni kod teleprintera dodjeljuje uzorak od pet impulsa i pauza svakom znaku. Koristeći Bletchley konvenciju predstavljanja pulsa križem i bez pulsa tačkom, na primjer, slovo C je & bull xxx & bull: bez pulsa, puls, puls, puls, bez pulsa. Još primjera: O je & bik & bik & bik xx, L je & bik x & bik & bik x, U je xxx & bik & bik, i S je x & bik x & bik & bik. (Kompletna abeceda teleprintera prikazana je u Dodatku 1: Abeceda teleprintera.) Kada se poruka u kodu teleprintera postavi na papirnatu traku, svako slovo (ili drugi znak tastature) ima oblik uzorka rupa probijenih po širini traka. Rupa odgovara impulsu (križ).

Prva radijska veza Tunny, između Berlina i Atene/Soluna, počela je s radom na eksperimentalnoj osnovi u lipnju 1941. 5 U listopadu 1942. ova se eksperimentalna veza zatvorila i nakratko se mislilo da su Nijemci napustili stroj Tunny . 6 Kasnije istog mjeseca Tunny se ponovo pojavio u izmijenjenom obliku, na vezi između Berlina i Soluna i na novoj vezi između K & oumlnigsberga i južne Rusije. 7 U vrijeme savezničke invazije 1944. godine, kada je sistem Tunny dostigao svoje najstabilnije i najraširenije stanje, 8 Britancima je bilo poznato 26 različitih veza. 9 B.P. svakoj je vezi dao riblje ime: Berlin-Pariz je bio meduza, Berlin-Rim je bio Bream, Berlin-Copenhagen Turbot (vidi desnu kolonu). Dvije centralne razmjene za Tunny promet bile su Strausberg u blizini Berlina za zapadne veze i K & oumlnigsberg za istočne veze prema Rusiji. 10 U julu 1944. razmjena K & oumlnigsberg zatvorena je i uspostavljeno je novo čvorište za istočne veze u Golssenu, oko 20 milja od podzemnog zapovjedništva Wehrmachta & rsquos južno od Berlina. Tokom posljednjih faza rata, mreža Tunny postala je sve više neorganizirana. 11 U vrijeme njemačke predaje, centralna centrala je transportirana iz Berlina u Salzburg u Austriji. 12

Bilo je i fiksnih razmjena u nekim drugim velikim centrima, poput Pariza. 13 Inače, udaljeni krajevi veza bili su mobilni. Svaka mobilna jedinica Tunny sastojala se od dva kamiona. 14 Jedan je nosio radio opremu, koja se morala držati dalje od teleprintera iz straha od smetnji. Drugi je nosio opremu za teleprinter i dvije mašine Tunny, jednu za slanje, a drugu za prijem. Ovaj kamion je također prevozio uređaj za probijanje traka za automatski prijenos. Ponekad se radije koristila fiksna linija nego radio. 15 U ovom slučaju, kamion koji je prevozio Tunnies bio je povezan direktno na telefonski sistem. (Britanci su presreli samo Tunnyjev promet koji je poslao radio.)

Kao i kod Enigme, srce mašine Tunny bio je sistem točkova (vidi desnu kolonu). Neki ili svi kotači su se pomicali svaki put kad je operater otkucao znak na tastaturi teleprintera (ili u slučaju prijenosa & lsquoauto & rsquo sa unaprijed izbušene trake, svaki put kada se sa trake pročita novo slovo). Ukupno je bilo dvanaest točkova. Stajali su jedan pored drugog u jednom redu, poput tanjira u rešetki za posuđe. Kao i u slučaju Enigme, obod svakog kotača bio je označen brojevima, vidljivim operateru kroz prozor, i donekle poput brojeva na rotirajućim dijelovima kombinirane brave.

Operativna procedura je bila takva od oktobra 1942. godine. Prije nego što je počeo slati poruku, operater bi palcem okrenuo kotače u kombinaciju koju je potražio u šifarniku koji sadrži stotinu ili više kombinacija (poznatih kao QEP knjiga). U B.P. ta se kombinacija naziva postavkom za tu određenu poruku. Točkovi su trebali biti okrenuti na novu postavku na početku svake nove poruke (iako se zbog greške operatera to nije uvijek događalo). Operater na prijemnom kraju, koji je imao istu QEP knjigu, postavio je kotače svoje Tunny mašine na istu kombinaciju, omogućavajući svojoj mašini da automatski dešifrira poruku kako je primljena. Nakon korištenja svih kombinacija u QEP knjizi zamijenjena je novom.

Stroj Tunny šifrirao je svako slovo poruke dodajući joj drugo slovo. (Proces zbrajanja slova objašnjen je u sljedećem odlomku.) Unutrašnji mehanizam mašine Tunny proizveo je vlastiti tok slova, poznat u B.P. kao & lsquokey-stream & rsquo, ili jednostavno ključ. Svako slovo šifriranog teksta nastalo je dodavanjem slova iz ključnog toka u odgovarajuće slovo otvorenog teksta.

Stroj Tunny dodaje slova dodavanjem pojedinačnih točaka i križića koji ih čine. Pravila koja su proizvođači stroja odabrali za dodavanje tačaka i križa su jednostavna. Tačka plus tačka je tačka. Krst plus krst je tačka. Tačka plus križ je križ. Križ plus tačka je krst. Ukratko, dodavanjem dvije iste proizvodi se točka, a dodavanjem mješovitog para dobiva se križ. (Računarski pisci će prepoznati Tunnyjev dodatak kao logički XOR.)

Na primjer, ako je prvo slovo otvorenog teksta M, a prvo slovo ključnog toka N, tada je prvo slovo šifriranog teksta T: dodavanje M (& bull & bull xxx) i N (& bull & bull xx & bull) proizvodi T (& bull & bull & bull & bull x).

Njemački inženjeri odabrali su ova pravila za dodavanje tačaka i ukrštanja tako da je uvijek točno (bez obzira na to koja su slova ili drugi znakovi na tipkovnici u pitanju): dodavanje jednog slova (ili drugog znaka) drugom, a zatim ponovno dodavanje drugi put vas ostavlja tamo gdje ste započeli. U simbolima, (x + y) + x = y, za svaki par znakova tastature x i y. Na primjer, dodavanjem N u M proizvodi se T, kao što smo upravo vidjeli, a zatim dodavanjem N u T vodi nazad u M (vidi desnu kolonu).

Ovo objašnjava kako je prijemnik i rsquos Tunny dešifrirao šifrirani tekst. Šifrirani tekst nastao je dodavanjem toka ključa u otvoreni tekst, pa je dodavanjem potpuno istih slova ključa u šifrirani tekst prijemnik i rsquos mašina izbrisala šifriranje, otkrivajući ponovo otvoreni tekst.

Na primjer, pretpostavimo da je otvoreni tekst jedna riječ & lsquoCOLOSSUS & rsquo. Tok ključa koji je pošiljalac & rsquos Tunny dodao otvorenom tekstu može biti: WZHI/NR9. Ovi znakovi se serijski dodaju slovima & lsquoCOLOSSUS & rsquo:

(što se može provjeriti pomoću tablice u Dodatku 1). & lsquoXDIVSDFE & rsquo se prenosi putem veze. Tunny na prijemnom kraju dodaje ista slova ključa šifriranoj poruci:


Tunny. Točkovi 1 & ndash5 su psi-točkovi, točkovi 6 i 7 su motorni točkovi, a točkovi 8 & ndash12 su chi-točkovi. 11

Breg kotača u radnom i neaktivnom položaju. 12

Ovo otkriva slova

Stroj Tunny ustvari proizvodi tok ključeva zbrajanjem dva druga toka slova, nazvana B.P. psi -tok i chi -tok (od grčkih slova psi (& psi) i chi (& chi)). Psi-tok i chi-tok proizvode kotači stroja Tunny. Razmotrimo kotače detaljnije.

Dvanaest točkova čini tri grupe: pet psi-točkova, pet chi-točkova i dva motorna točka. Svaki kotač ima različit broj brežuljaka (ponekad se nazivaju i lsquopins & rsquo) raspoređenih ravnomjerno po obodu (brojevi variraju od 23 do 61). Funkcija brega je da pritisne prekidač dok prolazi, tako da se pri okretanju kotača stvara struja električnih impulsa. Rukovalac može namjestiti grede, pomaknuvši sve koje odabere bočno, tako da postanu neispravne i da više ne pritiskaju prekidač kad prođu pored njega (vidi desnu kolonu). Točak sada ne izaziva ujednačen tok impulsa dok se okreće, već uzorak impulsa i neimpulsa & mdashcross križeva i tačaka. Raspored brega oko kotača, operativan ili ne, naziva se uzorak kotača.

Prije ljeta 1944. Nijemci su mijenjali obrasce brega chi-kotača jednom mjesečno, a šeme psi-kotača prvo tromjesečno, a zatim mjesečno od listopada 1942. Nakon 1. kolovoza 1944., uzorci kotača mijenjali su se svakodnevno. Promjene su izvršene prema knjigama uzoraka kotača koje su izdane Tunny jedinicama (različite veze su koristile različite knjige).

Uzorci brega oko točkova proizvode chi-stream i psi-stream. Kad god se pritisne tipka na tipkovnici (ili slovo pročitano s trake u & lsquoauto & rsquo načinu), to uzrokuje da se pet chi-točkova složno okreću, taman toliko da jedna brega na svakom kotaču prođe svoj prekidač. Ovisno o tome radi li ta kamera ili ne, može se pojaviti puls ili ne. Pretpostavimo, na primjer, da bregasto na prvom prekidaču & rsquos sa chi-kotača ne proizvodi puls, a breg na drugom isto tako ne proizvodi puls na svom prekidaču, ali bregice na trećem i četvrtom proizvode impuls, a breg na peti ne proizvodi puls. Tada je uzorak koji chi-kotači proizvode u ovom trenutku svoje rotacije & bull & bull xx & bull. Drugim riječima, chi-stream na ovom mjestu sadrži slovo N. Pet psi-kotača također doprinose slovu (ili drugom znaku tastature) i to se dodaje N kako bi se dobio karakter toka ključeva.

Komplikacija u kretanju kotača je ta što se, iako se chi-kotači pomiču naprijed za jedan breg svaki put kada se pritisne tipka na tipkovnici (ili stigne slovo s trake u automatskom načinu rada ili s radio prijemnika), psi-točkovi se kreću nepravilno. Psis bi se svi mogli pomaknuti naprijed s chisom, ili bi svi mogli mirno stajati, propuštajući priliku za pomak. Ovo nepravilno kretanje psi-kotača opisano je kao & lsquostaggering & rsquo kod B.P. Dizajnirano da poveća sigurnost stroja, pokazalo se da je to ključna slabost.

Da li se psi-kotači kreću ili ne, određuju motorni kotači (ili u nekim verzijama stroja, motorni kotači zajedno s drugim faktorima koji kompliciraju). Dok psis -ovi ostaju stacionarni, oni nastavljaju da doprinose istom slovu ključu. Tako bi chis mogao doprinijeti

a psis bi mogao pridonijeti

Ovdje su se chis pomerili osam puta, a psis samo četiri.

Za OKH/OP. ABT. i OKH-u/Strane vojske Istok, iz Grupe armija Jug IA/01, br. 411/43, s potpisom von Weichsa, generala Feldmarschalla, od 25./4 .:-

Sveobuhvatno uvažavanje neprijatelja za & quotZitadelle & quot

Uglavnom, cijenjenje neprijatelja ostaje isto kao što je prijavljeno u Grupi armija Jug (rimska) IIA, br. 0477/43 od 29/3 i u dodatnoj procjeni 15/4. [U prijenosima Tunny riječ & lsquoRoman & rsquo korištena je za označavanje rimskih brojeva & lsquo29/3 & rsquo i & lsquo15/4 & rsquo su datumi.]

Glavna koncentracija, koja je već tada bila vidljiva na sjevernom boku Grupe armija na općem području Kursk-Ssudsha-Volchansk-Ostrogoshsk, sada se može jasno prepoznati: daljnje intenziviranje ove koncentracije se može očekivati ​​kao rezultat kontinuiranih teških transportnih kretanja na linijama Yelets-Kastornoye-Kursk i Povorino-Svoboda i Gryazi-Svoboda, s vjerojatnim (porastom od B%) [& lsquoB% & rsquo označio je neizvjesnu riječ] u području Valuiki -Novi Oskol-Kupyansk. Trenutno, međutim, nije očito je li cilj ove koncentracije napadan ili obrambeni. Trenutno (B% još uvijek) u očekivanju njemačke ofenzive na Kursk i Mius Donjecovi frontovi, oklopne i pokretne formacije još uvijek su ravnomjerno raspoređene u različitim grupama iza fronta kao strateške rezerve.

Još nema znakova spajanja ovih formacija ili premještanja u prednje područje (osim (rimskog) II GDS [Gardijskog] oklopnog korpusa), ali to bi se moglo dogoditi brzo u bilo koje vrijeme.

Prema informacijama iz sigurnog izvora, može se pretpostaviti postojanje sljedećih grupa strateške rezerve:- A) 2 konjička korpusa (III GDS i V GDS na području sjeverno od Novočerkaska). Također se može pretpostaviti da se ovdje pojačava 1 mehanički [mehanizirani] korpus (V GDS). B) 1 mehanički korpus (III GDS) u području (B% sjeverno) od Rowenkija. C) 1 oklopni korpus, 1 konjički korpus i vjerovatno 2 korpusa mehova ((rimski) I oklopni GD, IV konjanički, vjerovatno (B% (rimski) I) GDS mehanički i V mehanički korpus) na području sjeverno od Vorošilovgrada. D) 2 konjička korpusa ((B% IV) GDS i VII GDS) na području zapadno od Starobyelska. E) 1 mehanički korpus, 1 konjički korpus i 2 oklopna korpusa ((rimski) I GDS (B% Meh), (rimski) I konjica GDS, (rimski) II i XXIII oklopni) u području Kupjansk-Svatovo.F) 3 oklopna korpusa, 1 mehanički korpus ((rimski) II oklopni, V oklopni GDS, (B% XXIX) oklopljeni i V GDS mehanički pod komandom vojske (možda 5 oklopne armije)) u području Ostrogoška. G) 2 oklopna i 1 konjički korpus ((rimski) II oklopni GDS, III oklopni GDS i VI konjica GDS) pod komandom neidentifikovanog stožera, u području sjeverno od Novog Oskola.

U slučaju & quotZitadelle & quot, trenutno postoji približno 90 neprijateljskih formacija zapadno od linije Belgorod-Kursk-Maloarkhangelsk. Napad Grupe armija naići će na tvrdoglavi otpor neprijatelja u duboko ešaloniziranoj i dobro razvijenoj glavnoj zoni odbrane (s brojnim ukopanim tenkovima, jakom artiljerijom i lokalnim rezervama), a glavni napor odbrane je u ključnom sektoru Belgorod-Tamarovka .

Osim toga, očekuju se snažni kontranapadi strateških rezervi s istoka i jugoistoka. Nemoguće je predvidjeti hoće li se neprijatelj pokušati povući iz ugroženog okruženja povlačenjem na istok, čim se probiju ključni sektori [doslovno, & lsquocorner-stupovi & rsquo] izbočine na prvoj liniji bojišnice u Kursku, Belgorodu i Maloarkhangelsku . Ako neprijatelj ubaci sve strateške rezerve na frontu Grupe armija u bitku kod Kurska, na bojnom polju mogu se pojaviti sljedeće:- 1. i 2. dan 2 oklopne divizije i 1 konjički korpus. 3. dana, 2 meha i 4 oklopna korpusa. 4. dana 1 oklopni i 1 konjički korpus. Petog dana, 3 mehanička korpusa. 6. dana 3 konjička korpusa. 6. i/ili 7. dan 2 konjička korpusa.

Ukratko, može se reći da ravnoteža dokaza i dalje ukazuje na odbrambeni stav neprijatelja: a to je u stvari nepogrešivo u frontalnim sektorima 6. armije i 1. tenkovske armije. Ako se nastavi s izvlačenjem dodatnih snaga na tom području prije sjevernog krila Grupe armija i ako dođe do premještanja naprijed i spajanja mobilnih i oklopnih formacija, ofenzivne namjere postaju vjerojatnije. U tom slučaju je nevjerojatno da neprijatelj čak i tada može spriječiti naše pogubljenje Zitadelle u potrebnim uvjetima. Vjerovatno s druge strane moramo preuzeti potpune neprijateljske pripreme za obranu, uključujući i protunapade njegovih jakih motoriziranih i oklopnih snaga, što se mora i očekivati. 14

Desna kolona sadrži rijetki preživjeli i mdaša prijevod riječi po riječ presretnute Tunnyjeve poruke. 15 Dana 25. aprila 1943., koju je potpisao von Weichs, vrhovni komandant njemačke grupe armija Jug, ova poruka je poslana s ruskog fronta Vrhovnoj komandi njemačke vojske (& lsquoOKH & rsquo & mdash Oberkommando des Heeres). Daje ideju o prirodi i kvaliteti inteligencije koju je Tunny dao. Šifrirana poruka je presretnuta tokom prenosa na radio -vezi & lsquoSquid & rsquo između sjedišta Grupe armija Jug i K & oumlnigsberg. 17

Poruka se tiče planova za veliku njemačku ofenzivu na području Kurska kodnog naziva & lsquoZitadelle & rsquo. Operacija Zitadelle bila je Hitlerov pokušaj da povrati inicijativu na Istočnom frontu nakon ruske pobjede kod Staljingrada u februaru 1943. Zitadela će se pokazati kao jedna od ključnih bitki u ratu. Poruka Von Weichsa & rsquo daje detaljnu procjenu snaga i slabosti Rusije u području Kurska. Njegovo uvažavanje otkriva znatnu količinu o namjerama njemačke vojske. Britanski analitičari zaključili su iz dešifriranja da će se Zitadelle sastojati od napada kliješta na sjevernu i južnu bočnu stranu (& lsquocorner-stupovi & rsquo) izbočine u ruskoj obrambenoj liniji u Kursku (linija koja se protezala od Finskog zaljeva na sjeveru do Crno more na jugu). 18 Napadačke njemačke snage pokušale bi tada opkoliti ruske trupe smještene unutar izbočine.

Vrlo važne poruke poput ove prenesene su direktno Churchillu, obično s popratnom porukom od strane & lsquoC & rsquo, načelnika Tajne obavještajne službe. 19 Dana 30. aprila obavještajni izvještaj zasnovan na sadržaju poruke, ali ne otkrivajući ništa o njenom porijeklu, poslan je savezniku Churchill & rsquos, Staljinu. 20 (Ironično, međutim, Staljin je imao špijuna u Bletchley Parku: John Cairncross je slao sirove Tunny dekripcije izravno u Moskvu tajnim putem. 21)

Nijemci su konačno započeli operaciju Zitadelle 4. jula 1943. 22 Naravno, njemačka ofenziva nije iznenadila Ruse; mdashwho, koji je s više od dva mjeseca upozoravao na napad kliještima, prikupio strašnu odbranu. Nijemci su bacili gotovo svaku tenkovsku diviziju na ruskom frontu u Zitadelle, 23 ali bez uspjeha, a 13. jula Hitler je prekinuo napad. 24 Nekoliko dana kasnije Staljin je u javnosti objavio da je Hitlerov plan za ljetnu ofenzivu na Sovjetski Savez bio potpuno frustriran. 25 Zitadelle & mdashBitka kod Kurska & mdash bila je odlučujuća prekretnica na istočnom frontu. Protuudar koji su Rusi pokrenuli tokom Zitadele razvio se u napredovanje koje se stalno kretalo prema zapadu, da bi na kraju stiglo u Berlin u aprilu 1945.

Centralne figure u napadu na Tunnyja


Kolos je zamisao Thomasa H. Flowersa (1905. i ndash1998). Flowers se pridružila telefonskoj podružnici pošte 1926. godine, nakon naukovanja u Kraljevskom Arsenalu u Woolwichu (poznatom po preciznom inženjeringu). Flowers je 1930. ušao u istraživački ogranak pošte u Dollis Hillu u sjevernom Londonu, postigavši ​​brzu promociju i stekavši reputaciju sjajnog i inovativnog inženjera. U Dollis Hill Flowersu je pionir u upotrebi elektronike velikih razmjera, dizajnirajući opremu koja sadrži više od 3000 elektronskih ventila (& lsquovacuum cijevi & rsquo u SAD-u). Prvi put pozvan u Bletchley Park da pomogne Turingu u napadu na Enigmu, Flowers se ubrzo uključio u Tunnyja. Nakon rata Flowers je slijedio njegov san o potpuno elektronskoj telefonskoj centrali i bio je blisko uključen u revolucionarnu Highgate Wood centralu u Londonu (prvu potpuno elektroničku centralu u Evropi).







William T. Tutte. 19
Britanski snimak početka poruke Tunny (8. kolovoza 1941.). Poruka počinje //// // MAR THA99 GUSTA V99LU DWIG9 9OTTO 99BER TA99L UDWIG 99GUS TAV99 OTTO9. 20

Max H. A. Newman (1897 & ndash1984) bio je vodeći topolog, kao i pionir elektronskog digitalnog računarstva. Suradnik Sveučilišta St John & rsquos, Cambridge, od 1923., Newman je predavao Turinga o matematičkoj logici 1935. godine, pokrećući Turing 26 na istraživanju koje je dovelo do & lsquouniversal Turingove mašine & rsquo, apstraktnog univerzalnog računara pohranjenog programa opisanog u Turing & rsquos 1936 papir & lsquoOn Computable Numbers & rs . Krajem kolovoza 1942. Newman je napustio Cambridge za Bletchley Park, pridružio se Odjelu za istraživanje i ušao u borbu protiv Tunnyja. Godine 1943. Newman je postao šef novog odjeljka za razbijanje Tunnyja, poznatog jednostavno kao Newmanry, dom prvo eksperimentalne mašine lsquoHeath Robinson & rsquo, a zatim i Colossusa. Do aprila 1945. u Newmanryju je radilo non -stop deset Colossija. Nakon završetka rata, Newman je preuzeo Fielden katedru za matematiku na Univerzitetu u Manchesteru i & mdashinspiriran Colossusom i Turingovom & apstraktnom & lsquouniversal mašinom & rsquo & mdash nije gubio vrijeme u uspostavljanju objekta za izgradnju elektroničkog računara sa pohranjenim programom. Dana 21. juna 1948. godine, u Newman & rsquos Laboratoriji računarskih mašina, prvi u svijetu prvi elektronski digitalni računar sa uskladištenim programom, Manchester & lsquoBaby & rsquo, izveo je svoj prvi program.

John Tiltman (1894. i ndash1982) upućen je u Vladinu školu šifriranja i šifriranja (GC & amp CS) iz britanske vojske 1920. godine, kako bi pomogao u ruskom diplomatskom prometu. 27 Kao trenutačni uspjeh kao razbijač kodova, Tiltman se nikada nije vratio uobičajenim vojnim dužnostima. Od 1933. godine nadalje napravio je niz velikih proboja protiv japanskih vojnih šifri, a u ranim godinama rata također je razbio brojne njemačke šifre, uključujući vojni i dvostruki sistem Playfair, te verziju Enigme koju su koristile njemačke željezničke vlasti . 1941. Tiltman je napravio prvi značajan prodor u Tunnyja. Unaprijeđen u brigadira 1944., postao je vodeći član mirnodopskog nasljednika GCHQ, GC & amp CS & rsquos. Nakon što se 1964. povukao iz GCHQ -a, Tiltman se pridružio Agenciji za nacionalnu sigurnost, gdje je radio do 1980.

Alan M. Turing (1912. i ndash1954) izabran je za člana Univerziteta King & rsquos College u Cambridgeu 1935. godine, sa samo 22 godine. & LsquoOn Computable Numbers & rsquo, objavljen sljedeće godine, bio je njegov najvažniji teorijski rad. Često se kaže da su svi savremeni računari Tjuringove mašine u hardveru: u jednom članku Turing je predstavio i savremeni računar i matematičko proučavanje neračunatog. U ranim fazama rata, Turing je razbio njemačku pomorsku enigmu i proizveo logički dizajn & lsquoBombe & rsquo, elektro-mehaničke mašine za razbijanje kodova. Stotine bombi činile su osnovu napada fabrike Blechley Park & ​​rsquos na Enigmu. Turing se nakratko pridružio napadu na Tunnyja 1942. godine, doprinoseći fundamentalno važnoj kriptoanalitičkoj metodi poznatoj jednostavno kao & lsquoTuringery & rsquo. Godine 1945., inspirisan svojim znanjem o Colossusu, Turing je dizajnirao elektronski digitalni računar sa uskladištenim programom, Automatic Computing Engine (ACE). U Bletchley Parku i kasnije Turing je bio pionir umjetne inteligencije: dok se ostatak poslijeratnog svijeta tek budio sa idejom da je elektronika novi način izvođenja binarne aritmetike, Turing je vrlo ozbiljno govorio o programiranju digitalnih računara za razmišljanje . Takođe je bio pionir u disciplini koja je sada poznata kao Umjetni život, koristeći računar Ferranti Mark I na Univerzitetu u Manchesteru za modeliranje biološkog rasta. 28

William T. Tutte (1917. i ndash2002) specijalizirao je hemiju na dodiplomskom radu na Trinity Collegeu u Cambridgeu, no ubrzo ga je privukla matematika. Regrutovan je u Bletchley Park početkom 1941. godine, pridružujući se Sekciji za istraživanje. Tutte je prvo radio na stroju za šifriranje Hagelin, a u listopadu 1941. predstavljen je Tunnyju. Tutte & rsquos rad na Tunnyju, koji je uključivao zaključivanje strukture Tunny mašine, po važnosti se može uporediti s Turingovim ranijim radom na Enigmi. Na kraju rata, Tutte je izabran u istraživačku stipendiju za matematiku u Trinityju, a potom je osnovao područje matematike koje se danas naziva teorija grafova.

Razbijanje mašine Tunny

Povremeno su njemački operateri koristili iste postavke kotača za dvije različite poruke, što se naziva dubinom. Zahvaljujući presretanju dubina, u ljeto 1941. godine, Odjel za istraživanje u B.P. prvi put pronašao svoj put u Tunny.

Prije oktobra 1942., kada su uvedene QEP knjige, operater pošiljatelj obavijestio je primatelja o početnim pozicijama 12 kotača odašiljanjem nešifrirane grupe od 12 slova. Prvo slovo od 12 dalo je početni položaj prvog psi-točka, i tako dalje za ostale točkove. Na primjer, ako je prvo slovo & lsquoM & rsquo, tada bi primatelj znao iz stalnih uputa za mjesec da postavi svoj prvi psi-točak na poziciju 31, recimo. U B.P. ova grupa slova nazivana je indikatorom poruka & rsquos. Ponekad je operater slanja proširio 12 slova indikatora u 12 nešifriranih imena: Martha Gustav Ludwig Otto. umjesto MGLO. na primjer (vidi desnu kolonu). Pojava dve poruke sa istim indikatorom bio je znak dubine.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
J S H 5 N Z Y M F S 0 1 1 5 I V K U 1 Y U 4 N C E J E G P B
J S H 5 N Z Y Z Y 5 G L F R G X O 5 S P 5 D A 1 J J H D 5 0
0 0 0 0 0 0 0 f o u g f 1 4 m a q s g 5 s e k z r 0 y w h e
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
M N T P M A 0 U 4 Y L 1 P I J L Y V I N U B 2 3 R 5 W E V G
B K S U C B T T O 5 E 4 T S L E 3 F G Z Y U H V H 3 H E E 0
s a y t l g t q t q w q u a b w c w m x l v t s v b u 0 1 g
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
P I 2 4 5 G R J M L C Y 5 0 H K A S 1 I S 5 X U N S R Z Z B
T G 2 H H 1 P J X V K 1 B J M K 2 O M Z Y V I N 3 H M C 3 D
u m 0 m str s x 0 e n e r 3 j 4 0 u x a q t m 3 j q z str 1 r t
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
D B B 1 C L S P H H U H 5 X D 0 F N 3 J 3 V O C A D J C D N
U P 3 4 Z R 2 M R M O H 5 J P P W U E Y C P R G 1 L D A T I
c c 5 q 1 o e j v 4 1 0 0 str v str v j g v y 4 1 h m 3 5 f b r

Dakle, kada su 30. avgusta 1941. presretnute dvije poruke s istim indikatorom, B.P. sumnjao da su pronašli dubinu. Kako se ispostavilo, prvi prijenos je bio oštećen atmosferskom bukom, a poruka je ponovo poslana na zahtjev operatora prijema. Da je pošiljatelj identično ponovio poruku, upotreba istih postavki kotača ostavila bi B.P. niko nije mudriji. Međutim, tijekom drugog prijenosa pošiljatelj je uveo skraćenice i druga manja odstupanja (poruka je bila dugačka približno 4000 znakova). Dakle, dubina se sastojala od dva ne baš identična otvorena teksta, svaki šifriran pomoću potpuno istog niza ključa & mdasha kodni razbijač & rsquos san.

Na hipotezi da je mašina proizvela šifrirani tekst dodavanjem toka ključa u otvoreni tekst, Tiltman je dodao dva šifrirana teksta (vidi desnu kolonu). Da je hipoteza točna, to bi imalo učinak poništavanja ključa (budući da se, kao što je ranije spomenuto, rezultirajući niz od otprilike 4000 znakova sastojao od dva otvorena teksta sažeta znak po znak. (To je zato što, gdje je K je ključ, P je otvoreni tekst, a K + P je šifrirani tekst.)




Alan Turing. & lsquoMožda smo izgubili rat bez njega. & rsquo 23

Tiltman je uspio izvući dva pojedinačna otvorena teksta iz ovog niza (trebalo mu je deset dana). Morao je pogađati riječi svake poruke, a Tiltman je vrlo dobro pogađao. Svaki put kad je pogodio riječ iz jedne poruke, dodao ju je znakovima na pravom mjestu u nizu, a ako je pretpostavka bila tačna, iskočio bi razumljiv fragment druge poruke. Na primjer, dodavanjem vjerovatne riječi & lsquogeheim & rsquo (tajno) znakovima 83-88 niza otkriva se vjerovatni fragment & lsquoeratta & rsquo. 29 Ovaj kratki prekid se tada može produžiti lijevo i desno. Više slova druge poruke dobiva se nagađanjem da je & lsquoeratta & rsquo dio & lsquomilitaerattache & rsquo (vojni ataše), a ako se ta slova dodaju njihovim kolegama u nizu, otkrivaju se daljnja slova prve poruke. I tako dalje. Na kraju je Tiltman postigao dovoljno ovih lokalnih pauza da shvati da su dugi dijelovi svake poruke isti, pa je uspio dešifrirati cijelu stvar.

Dodavanjem otvorenog teksta koji je Tiltman zaključio u odgovarajući šifrirani tekst otkriven je niz ključeva koji se koristi za šifriranje poruka. Ovih 4000 znakova ključa proslijeđeno je Tutteu, a u siječnju 1942. Tutte je samostalno izveo osnovnu strukturu stroja Tunny. Usredotočio se na samo jedan od pet & nsquoslices & rsquo toka ključeva, najviši red je bio tok ključeva koji se može probušiti na vrpci. Svaki od ovih pet dijelova nazvan je & lsquoimpulse & rsquo u B.P. (U ranije prikazanoj perforiranoj vrpci & lsquoColossus & rsquo prvi impuls je & bull & bull & bull & bull xxxx, drugi je x & bull x & bull & bull & bull x & bull, i tako dalje.)

Najviši impuls ključnog toka, Tutte je uspio zaključiti, rezultat je dodavanja dva niza točaka i križića. Dva toka proizvela su par točkova, koje je nazvao & lsquochi & rsquo i & lsquopsi & rsquo. Utvrdio je da je chi-točak uvek napredovao jedno mesto napred sa jednog slova teksta na drugo, a psi-točak se ponekad kretao napred, a ponekad mirovao. Bio je to izuzetan podvig kriptoanalize. U ovoj fazi pridružio se ostatak Odjela za istraživanje i uskoro je cijela mašina bila ogoljena, a da nitko od njih nije ni pogledao u jednu.

Sada kada je Bletchley znao prirodu mašine, sljedeći korak bio je osmisliti metode za razbijanje dnevnog prometa. Poruka se može pročitati ako su poznate postavke kotača i uzorci kotača. Sami njemački operateri otkrivali su svaku postavku poruke i rsquos-a putem indikatora od 12 slova. Zahvaljujući Tutte & rsquos podvigu obrnutog inženjeringa, uzorci kotača bili su poznati za kolovoz 1941. Problem razbijača koda & rsquos bio je zadržati vrhunac njemačkih & rsquos redovnih promjena uzorka kotača.

U srpnju 1942. Turing je izumio metodu za pronalaženje uzoraka kotača iz dubina & mdash & lsquoTuringery & rsquo. Turing je u to vrijeme bio na posudbi istraživačkom odjelu iz kolibe 8 i u borbi protiv pomorske enigme. 30 Turingery je bio treći od tri genijalna poteza koje je Turing doprinio napadu na njemačke kodove, zajedno s dizajnom Bombe i otkrivanjem oblika Enigme koji su koristili atlantski podmornici. 31 Kao što je kolega razbijač kodova Jack Good primijetio, & lsquoI je pobijedio & rsquot rekao da nas je ono što je Turing učinio natjeralo da pobijedimo u ratu, ali usuđujem se reći da smo to mogli izgubiti bez njega & rsquo. 32

Turingery je bio ručna metoda, koja je uključivala papir, olovku i gumicu. Počevši s dijelom ključa dobivenog iz dubine, Turingery je omogućio prekidaču da od ključa izvuče doprinos koji su dali chi-kotači. Iz ovoga se može zaključiti uzorak brega pojedinačnih chi-kotača. Daljnji odbici doveli su do bregastog oblika psi- i motornih kotača. Kad su jednom pribavljene putem Turingeryja, ove su informacije ostale aktualne tijekom mnogih poruka. Na kraju su se uzorci prečesto mijenjali da bi se bilo koja ručna metoda mogla nositi (bile su dnevne promjene svih uzoraka od kolovoza 1944.), ali do tada se Colossus, a ne Turingery, koristio za razbijanje uzoraka kotača.

Osnova Turingery -ja bila je ideja o formiranju delte toka likova. (Razdvajanje toka znakova naziva se i & lsquodifferencing & rsquo tok.) Delta toka znakova je tok koji nastaje zbrajanjem svakog para susjednih slova u izvornom toku. Na primjer, delta kratkog toka MNT (ponekad napisana & DeltaMNT) nastaje dodavanjem M u N i N u T (koristeći prethodno objašnjena pravila dodavanja tačaka i križa). Delta MNT-a je u stvari TM, kako pokazuje tabela u desnoj koloni (zasjenjene kolone sadrže deltu).



Ideja delte je da prati promjene u izvornom toku. Ako tačka slijedi tačku ili križ prati križ na određenoj tački u izvornom toku, tada odgovarajuća tačka u delti ima tačku (vidi tabelu). Tačka u delti znači & lsquono promjenu & rsquo. Kada, s druge strane, postoji križ iza kojeg slijedi točka ili točka nakon koje slijedi križ u izvornom toku, tada odgovarajuća točka u delti ima križ. Krst u delti znači & lsquochange & rsquo.Turing je predstavio koncept delte u julu 1942., primjećujući da je deltiranjem dijela ključa uspio napraviti odbitke koji se nisu mogli napraviti od ključa u njegovom ne-deltiranom obliku. 33

Turingery je radio na deltaed ključu kako bi proizveo deltaed doprinos chi-točkova. Turingovo otkriće da će deltacija otkriti informacije koje su inače skrivene bilo je ključno za razvoj koji je uslijedio. Algoritmi implementirani u Colossusu (i u njegovom prethodniku Heathu Robinsonu) ovisili su o ovom jednostavnom, ali briljantnom opažanju. U tom smislu, cijeli strojni napad na Tunnyja proizašao je iz ovog temeljnog uvida Turinga i rsquosa.

Kako je Turingery funkcionirao? Metoda je iskoristila činjenicu da se svaki impuls chi-toka (a također i njegov delta-ed oblik) sastoji od uzorka koji se ponavlja nakon fiksnog broja koraka. Budući da je broj bregova na prvom chi-točku 41, uzorak u prvom impulsu chi-toka ponavlja se svakih 41 korak. U drugom impulsu uzorak se ponavlja na svakih 31 korak & mdash Broj bregova na 2. chi-točku & mdashand za 3., 4. i 5. impuls, točkovi imaju 29, 26, odnosno 23 brega. Stoga će hipoteza o identitetu, točke ili križa, određenog bita u, recimo, prvom impulsu chi -a, ako je ispravan, također proizvesti ispravan bit 41 korak dalje, i još 41 korak dalje od toga, itd. . S obzirom na 500 slova ključa, hipoteza o identitetu jednog slova chi (ili delta ed chi) dat će približno 500/41 bita prvog impulsa, 500/31 bita drugog impulsa, 500/29 bita trećeg, i tako dalje & mdasha ukupno oko 85 bita.

Ukratko, Turingova i rsquos metoda je ovo. Prvi korak je nagađanje: prekidač pogađa točku u ključu s delta tipkom na kojoj su psi-kotači ostali mirni tijekom svog & lsquostaggering & rsquo pokreta. Šta god da se nagađa, ima 50% šanse da bude u pravu. Položaji na kojima se psis nije pomaknuo od velikog su interesa za prekidač, budući da su na tim pozicijama ucrtani ključ i ucrtani chi identični. (Razlog za to je što je razdijeljeni doprinos psis -a na takvim pozicijama & bik & bik & bik & bik & bik, a dodavanje & bik & bik & bik & bik biku slovu ne mijenja slovo.) Budući da je ključ poznat, slovo deltiranog či na pretpostavljenoj poziciji je također poznato & mdasha pretpostavljajući, naravno, da je nagađanje o tome da se psis nije pomaknuo točno. S obzirom na to jedno slovo deltiranog chi -a, broj bitova se tada može popuniti kroz pet impulsa, širenjem ulijevo i udesno u odgovarajućim periodima.

Sada kada su ispunjeni različiti dijelovi delta chi -a, može se nagađati o identitetu drugih slova. Na primjer, ako je jedno slovo delta chi & bull. & bull i odgovarajuće slovo delta ključa je & bull xxx & bull (C), prekidač može pretpostaviti da je to još jedna točka u kojoj je psis stajao, i zamijeniti & bull. & bull in the delta chi by & bull xxx & bull. Ovo daje tri nova bita za širenje lijevo i desno. I tako se proces nastavlja, sa sve više i više dijelova delta chi -a koji se upisuju.

Naravno, nagađanja prekidača i rsquosa nisu uvijek točna, a kako se proces popunjavanja bitova nastavlja, bilo koja pogrešna pogađanja će dovesti do sukoba i mjesta na kojima su i križ i tačka dodijeljeni istoj poziciji u impulsu. Nagađanja koja su zatrpana sukobima moraju se revidirati. Uz strpljenje, sreću, mnogo trljanja i mnogo vožnje biciklom naprijed -natrag između navodnih fragmenata delta chi -a i delta psi -a, na kraju se pojavljuje pravilan i potpun dio delta chi -a.

Tutte & rsquos statistička metoda







Mašine u Newmanryju u Bletchley Parku za obradu bušene trake. 30


Stanica za presretanje u Flowerdown -u. 31


Jerry Roberts, vodeći razbijač kodova u Testeriju. 32

Tunny se sada mogao rješavati operativno, a odjel za lomljenje Tunnyja odmah je uspostavljen pod vodstvom majora Ralpha Testera. 34 Nekoliko članova Sekcije za istraživanje prešlo je u & lsquoTestery & rsquo. Naoružana Turingery-jem i drugim ručnim metodama, Testery je čitala skoro svaku poruku od jula do oktobra 1942. godine, zahvaljujući nesigurnom sistemu sa 12 slova, pomoću kojeg je njemački operater obavezno prenio podešavanje kotača razbijačima kodova. 35 Međutim, u listopadu su pokazatelji zamijenjeni brojevima iz knjiga QEP -a, a Testery, koja se sada potpuno oslanja na dubine, pala je u manje vremena. S pojačavanjem njemačke sigurnosti, dubine su postajale sve oskudnije. Odsjek za istraživanje obnovio je napore protiv Tunnyja, tražeći način pronalaženja postavki kotača koje ne ovise o dubini. 36

U novembru 1942. Tutte je izumio način otkrivanja dubljih postavki poruka. Ovo je postalo poznato kao & lsquostatistička metoda & rsquo. Sukob je bio u tome što se isprva Tutte & rsquos metoda činila nepraktičnom. Uključivao je proračune koji bi, ako se rade ručno, oduzeli ogromnu količinu vremena, vjerovatno čak nekoliko stotina godina za jednu, dugu poruku, procijenio je Newman. 37

Potrebni proračuni bili su dovoljno jasni, i sastojali su se u osnovi od usporedbe dva toka sastavljena od točaka i križeva, te prebrojavanja koliko je puta svaki od njih imao točku ili križ u istom položaju. Danas, naravno, takav posao prebacujemo na elektroničke računare. Kad je Tutte stidljivo objasnio svoju metodu Newmanu, Newman je predložio korištenje elektroničkih brojača velikih brzina za mehanizaciju procesa. To je bila sjajna ideja. U iznenađujuće kratkom roku fabrika monstruoznih elektronskih računara posvećena razbijanju Tunnyja pružila je pogled na budućnost.

Elektronički brojači razvijeni su u Cambridgeu prije rata. Korištene za brojanje emisija subatomskih čestica, dizajnirao ih je C. E. Wynn-Williams, don iz Cambridgea. 38 Newman je znao za Wynn-Williams & rsquo rad i u trenutku inspiracije vidio je da se ista ideja može primijeniti i na problem Tunny. U roku od mjesec dana nakon što je Tutte & rsquos izumio svoju statističku metodu, Newman je počeo razvijati neophodnu mašinu. On je razradio kriptoanalitičke zahtjeve za mašinu i pozvao je Wynn-Williams da dizajnira elektroničke brojače. Izgradnja Newman & rsquos mašine započela je u januaru 1943., a prototip je počeo sa radom u junu iste godine, u novoformiranoj sekciji za lomljenje Tunnyja zvanoj & lsquoNewmanry & rsquo. Prototip mašine ubrzo je nazvan & lsquoHeath Robinson & rsquo, po čuvenom crtaču koji je nacrtao previše genijalne mehaničke izmišljotine.

Metoda Tutte & rsquos donijela je postavke chi kotača. Nakon što je Newmanry mašinski otkrio postavke chisa, uklonjen je doprinos koji je chis dao šifriranom tekstu, stvarajući ono što se naziva & lsquode-chi & rsquo poruke. De-chi je napravljen replikom mašine Tunny, koju su dizajnirali inženjeri pošte Flowers & rsquo na Dollis Hillu. De-chi je zatim proslijeđen Testeriju, gdje bi kriptoanalitičar provalio u njega & lsquoordinary & rsquo metodama olovke i papira koje zahtijevaju samo (kako je to opisan ratni dokument) & lsquothe moć trenutnog mentalnog dodavanja slova abecede Teleprint & rsquo. 39

Razlog zašto je bilo moguće ručno razbiti de-chi bio je taj što je zapanjujuće kretanje psi-kotača unijelo lokalne zakonitosti. Nakon što je doprinos chis -a uklonjen iz ključa, ono što je ostalo od ključa sadržavalo je prepoznatljive obrasce ponovljenih slova, npr. . GGZZZWDD. budući da su psis stajali, nastavili su dostavljati isto pismo. Zadržavajući se na ovim ponavljanjima, kriptoanalitičar je mogao otkriti neke dijelove ovog zaostalog ključa, a to je zauzvrat omogućilo zaključavanje postavki psi-kotača i motornih kotača. Na primjer, dodavanjem pogađene riječi & lsquodringend & rsquo (& lsquourgent & rsquo) de-chi-u blizu početka poruke moglo bi se dobiti 888EE00WW & mdashpure zlato, potvrđujući nagađanje. Na sreću, nakon što je postignut prekid, mogao bi se produžiti ulijevo ili udesno, u ovom slučaju možda pokušajem s lijeve strane & lsquosehr9 & rsquo (& lsquovery & rsquo nakon kojeg slijedi razmak), a s desne strane ++ M88, kod za točku (vidi Dodatak 1). Nakon što je kodni prekidač imao kratak dio ključa koji su dali psi-kotači, postavke kotača obično su se mogle dobiti usporedbom ključa s poznatim uzorcima kotača. Kad su sve postavke kotača bile poznate, šifrirani je tekst ubačen u jednu od Testery & rsquos replika Tunny mašina, a pojavio bi se njemački otvoreni tekst.

Kako bismo ilustrirali osnovne ideje metode Tutte & rsquos za pronalaženje postavki chi kotača, pretpostavimo da imamo presretnuti šifrirani tekst dugačak 10.000 znakova. Ovaj šifrirani tekst je probijen na traci (mi to zovemo & lsquomessage-tape & rsquo). Asistent, koji poznaje šablone chi-točkova, daje nam drugu traku (& lsquochi-tape & rsquo). Ovaj pomoćnik je izradio mašinu & rsquos čitav chi-stream, počevši od proizvoljno odabrane tačke u revoluciji chi-točkova, i koračajući kroz sve njihove moguće kombinacije zglobova. (Nakon što su kotači prešli kroz sve moguće kombinacije, njihov kapacitet za novine je iscrpljen, a ako se točkovi nastave okretati, oni samo dupliciraju ono što je već bilo.) Kompletan chi-stream je, naravno, prilično dug, ali na kraju asistent proizvodi rolnu trake sa mlazom probijenim na njoj. Niz od 10.000 uzastopnih znakova chi-streama koji je korišten za šifriranje naše poruke nalazi se negdje na ovoj traci i problem je pronaći je. Ovaj niz se naziva jednostavno & lsquothe chi & rsquo poruke. Metoda Tutte & rsquos iskorištava fatalnu slabost u dizajnu stroja Tunny, slabost koja opet proizlazi iz zapanjujućeg kretanja psi-kotača. Centralna ideja metode je sljedeća: Chi je prepoznatljiv na osnovu šifriranog teksta, pod uvjetom da su poznati uzorci kotača. Tutte je pametnim matematičkim zaključkom pokazao da će delta šifriranog teksta i delta chi -a obično blago odgovarati. To je pomalo ključ cijelog poslovanja i mdašany stupanj pravilnosti, bez obzira koliko slab, prijatelj je kriptoanalitičara & rsquos prijatelja. Mala pravilnost koju je Tutte otkrio mogla bi se koristiti kao kamen temeljac za pronalaženje chi. (Čitatelji koje zanima matematičko razmišljanje Tutte & rsquos naći će detalje u Dodatku 2: Tunnyjeva jednadžba šifriranja i Tutte & rsquos 1 + 2 provala. Trenutno ćemo se koncentrirati na to kako se metoda provodi.)

Odabrali smo prvih 10.000 znakova chi-tape-a i uporedit ćemo ovaj dio chi-tape-a sa tape-porukom. Tutte je pokazao da u stvari moramo ispitati samo prvi i drugi od pet vodoravnih redova probijenih duž chi-trake, prvi i drugi impuls (ova dva reda doprinose prvog i drugog chi-kotača, respektivno). U skladu s tim, moramo uzeti u obzir samo prvi i drugi impuls trake s porukom. Ovo znatno pojednostavljuje zadatak usporedbe dvije trake. Budući da se Tutte & rsquos metoda fokusirala na prvi i drugi chi-točak, nazvana je & lsquo1+2 pauza u & rsquo. 40

Ovdje je postupak za usporedbu trake s porukom sa dijelom chi-trake koji smo odabrali. Prvo dodajemo prvi i drugi impuls trake s porukama i formiramo deltu rezultirajućeg niza točaka i križića. (Na primjer, ako sekvenca nastala zbrajanjem dva impulsa započinje x & bull x. Delta počinje xx.) Drugo, dodajemo prvi i drugi impuls komada chi-trake od 10.000 znakova i ponovo formiramo deltu rezultata. Zatim polažemo ove dvije delte jednu do druge i brojimo koliko puta imaju točkice na istim mjestima i koliko puta prelaze. Zbrajamo dva zbroja kako bismo dobili ukupan rezultat za ovaj komad chi-trake. Tražimo podudarnost između dvije delte od oko 55%. Tutte je pokazao da je ovo redoslijed korespondencije koji se može očekivati ​​kada komad chi-trake koji se ispituje sadrži prvi i drugi impuls stvarnog chi-a.

Prvi rezultat koji dobijemo vjerojatno će osvojiti & rsquot ništa posebno & mdash jer bismo bili iznimno sretni da je prvih 10.000 znakova chi-streama koje smo pregledali bili chi poruke. Zatim se prebacujemo duž jednog znaka u chi-streamu i fokusiramo se na novog kandidata za poruku & rsquos chi, od drugog do 10.001 znaka na chi-traci (pogledajte dijagram u desnoj koloni). Dodajemo, deltiramo i brojimo još jednom. Zatim prelazimo duž drugog lika, ponavljajući proces dok ne ispitamo sve kandidate za chi. Živahna ocjena otkriva prvi i drugi impuls stvarnog chi -a (nadamo se).

Nakon što se locira dobitni segment chi-trake, njegovo mjesto unutar kompletnog chi-stream-a govori nam o pozicijama prvog i drugog chi-traka na početku poruke. S ovim postavkama u ruci, sličan postupak se koristi za pronalaženje postavki ostalih chi-kotača.

Kao što je ranije spomenuto, uzrok male pravilnosti na koju se Tutte uhvatio je pri dnu zapanjujuće kretanje psi-kotača i velika slabost Tunnyjeve mašine. Dok je psis ostao stacionaran, nastavili su dodavati isto slovo ključu, pa je, budući da se tragovi s razdjelnicima mijenjaju, delta niza znakova koje je doprinio psis sadržavala više točaka nego križeva (sjetite se da je križ u delti označava promjenu). Tutte je izračunao da bi u delti zbroja doprinosa prva dva psi-kotača obično bilo oko 70% točkica.

Delta otvorenog teksta takođe je sadržavala više tačaka nego ukrštanja (iz razloga objašnjenih u Dodatku 2, koji je uključivao činjenicu da su operateri Tunny uobičajeno ponavljali određene znakove). Tutte je istraživao brojne neispravne poruke i otkrio na svoje zadovoljstvo da je delta zbroja prva dva impulsa u pravilu oko 60% točaka. Budući da su ove statističke pravilnosti u delti psi i delti ravnice uključivale prevlast tačke nad poprečnim, nastojale su se međusobno pojačati. Tutte je zaključio da bi njihov neto učinak, u povoljnim slučajevima, bio gore navedeni sporazum, od oko 55% između obrađenog šifriranog teksta i obrađenog či -ja.



Ustanova za istraživanje telekomunikacija (TRE) u Malvernu. 36


Predavanje cvijeća u Nacionalnoj fizičkoj laboratoriji 1977. 37


Štafeta. 38









Bočni pogled na Kolosa VII. Četiri velike kutije na zadnjem okviru su jedinice za napajanje. 44

Colossus, sa skice Flowersa. 45







Neke od kontrola na Colossus VI. 49

Donald Michie. 50

W. W. Chandler. 51

Mjesta za slijetanje dana D na plaže Normandije. 52

Približavamo se plaži Omaha na dan D. 53
Sletanja na dan D. 54

Jesetra. 55

Tunny & rsquos sigurnost ovisila je o pojavi nasumičnosti, a ovdje je došlo do pukotine u izgledu. Britanci su ga zaplenili. Da su se umjesto psi-kotača svi zajedno ili da svi stoje mirno, dizajneri uredili da se kreću nezavisno & mdashor čak i da se kreću redovno poput dlijeta & mdashtanda udubljenje koje je Tutte ušlo ne bi postojalo.

Dim se dizao iz Newman & rsquos prototip mašine pri prvom uključivanju (veliki otpornik preopterećen). Oko ogromnog okvira izrađenog od željeznog ugla namotane su dvije dugačke petlje trake za teleprinter (vidi fotografiju). Okvir je nalikovao staromodnom krevetu postavljenom naspram, koji je brzo postao poznat kao & lsquobedstead & rsquo. Trake su podržane sistemom remenica i drvenih točkova promjera oko 10 inča. Svaka traka pogonjena je zupčastim zupčanikom koji je zahvatio kontinuirani niz rupica lančanika duž središta trake (vidi prethodni dijagram). Trake su pokretane istim pogonskim vratilom i kretale se sinhronizovano jedna s drugom maksimalnom brzinom od 2000 znakova u sekundi. Na zabavu i uznemirenje operatora Heatha Robinsona & rsquos, kasete su se ponekad pocepale ili dolazile nezalijepljene, leteći s kreveta velikom brzinom i razbijajući se na komade koji su prekrili Newmanry.

Jedna traka je bila poruka, a druga chi-traka. U praksi chi-tape može sadržavati, na primjer, samo prvi i drugi impuls kompletnog chi-stream-a, što rezultira kraćom trakom. Pogonski mehanizam je bio raspoređen tako da je traka s porukama, dok su vrpce prolazile po krevetu, prolazila jedan po jedan kroz chi-vrpcu (vidi prethodni dijagram). Foto-električni čitači postavljeni na krevetu pretvarali su uzorke rupa/rupa bez rupa probijenih na vrpcama u tokove električnih impulsa, a oni su preusmjereni u logičku jedinicu & lsquocombining & rsquo & mdasha, u modernoj terminologiji. Kombinovana jedinica je vršila sabiranje i deltiranje, a Wynn-Williams & rsquo elektronski brojači su dali rezultate. Način na koji je kombiniranje izvedeno mogao bi se mijenjati pomoću presvlačenja kablova, primitivnog oblika programiranja. Kombinujuću jedinicu, posteljinu i fotoelektrične čitače napravili su inženjeri pošte na Dollis Hillu, a pultove jedinica Wynn-Williams & rsquo u Telekomunikacijskoj istraživačkoj ustanovi (TRE). 41

Heath Robinson je radio, dokazavši u jednom potezu da je Newmanova ideja o napadu na Tunnyja strojem vrijedna i da je metoda Tutte & rsquos uspjela u praksi. Međutim, Heath Robinson je patio od & lsquointolerable hendikepa & rsquo. 42 Uprkos velikoj brzini elektronskih brojača, Heath Robinson nije bio dovoljno brz da odgovori na zahtjeve za razbijanje kodova i rsquo, pa je trebalo nekoliko sati da se razjasni jedna poruka. 43 Štaviše, brojači nisu bili potpuno pouzdani & mdashHeath Robinson je bio sklon davati različite rezultate ako je dva puta postavio isti problem. Greške napravljene ručnim bušenjem dve trake bile su još jedan plodan izvor grešaka, jer je dugačku chi-tape posebno teško pripremiti. U početku su neotkrivene greške na vrpci spriječile Heatha Robinsona da uopće dobije bilo kakve rezultate. 44 A najvažnije među poteškoćama bilo je to što će dvije trake izaći iz sinhronizacije jedna s drugom u svom rasponu, potpuno izbacivši proračune. Gubitak sinkronizacije uzrokovan je istezanjem traka, kao i neravnomjernim trošenjem oko rupa lančanika.

Pitanje je bilo kako izgraditi bolju mašinu & mdasha pitanje za inženjera. Genijalnim potezom, stručnjak za elektroniku Thomas Flowers riješio je sve ove probleme.

Flowers, zapostavljeni pionir računarstva

Tokom 1930-ih Flowers je bio pionir u širokoj upotrebi elektronskih ventila za kontrolu uspostavljanja i prekida telefonskih veza. 45 Plivao je protiv struje. Mnogi su sa skepsom gledali na ideju velike elektroničke opreme. Uobičajena je mudrost bila da ventili & mdashwich koji, poput žarulja, sadrže vruću užarenu nit i mdash se nikada ne mogu koristiti u zadovoljavajućem broju u velikom broju, jer su bili nepouzdani, a u velikoj instalaciji previše bi otkazalo u kratkom vremenu. Međutim, ovo mišljenje temelji se na iskustvu s opremom koja se često uključivala i isključivala & mdashradio prijemnicima, radarima i slično.Flowers je otkrio da su, sve dok su ventili uključeni i ostavljeni, mogli pouzdano raditi vrlo dugo, posebno ako su njihovi & lsquoheateri & rsquo radili na smanjenoj struji.

U to vrijeme, telefonska centrala je bila bazirana na releju. Relej je mali, automatski prekidač. Sadrži mehanički prekidač kontakta i mdaša pokretnu metalnu šipku koja otvara i zatvara električni krug. Štap se magnetskim poljem pomiče iz položaja & lsquooff & rsquo u položaj & lsquoon & rsquo. Struja u zavojnici koristi se za stvaranje magnetskog polja čim struja teče, polje pomiče štap. Kad struja prestane, opruga gura štap natrag u položaj & lsquooff & rsquo. Flowers je prepoznao da je oprema zasnovana umjesto na elektroničkom ventilu & mdash čiji je jedini pokretni dio snop elektrona & mdashnot samo imala potencijal da radi mnogo brže od opreme zasnovane na releju, ali je u stvari bila potencijalno pouzdanija, jer ventili nisu skloni mehaničkom trošenju.

Godine 1934. Flowers je povezao eksperimentalnu instalaciju koja je sadržavala tri do četiri hiljade ventila (za razliku od toga, Wynn-Williams & rsquo elektronički brojači iz 1931. sadržavali su samo tri ili četiri ventila). Ova oprema je služila za kontrolu veza između telefonskih centrala pomoću tonova, poput današnjih & rsquos tonova na dodir (hiljadu telefonskih linija je kontrolirano, svaka linija ima 3-4 ventila pričvršćena na kraj). Pošta je prihvatila dizajn cvijeća & rsquo, a oprema je krenula u ograničeni rad 1939. Cvijeće je pokazalo da će instalacija koja sadrži hiljade ventila raditi vrlo pouzdano, mada je ova oprema bila daleko od Kolosa. Nekoliko ventila priključenih na svaku telefonsku liniju činilo je jednostavnu jedinicu, koja je radila nezavisno od ostalih ventila u instalaciji, dok je u Colossusu veliki broj ventila radio zajedno.

U istom periodu prije rata Flowers je istraživao ideju o korištenju ventila kao prekidača velike brzine. Ventili su se izvorno koristili u svrhe kao što su pojačavanje radio signala. Izlaz bi se stalno mijenjao srazmjerno ulazu koji se stalno mijenja, na primjer signal koji predstavlja govor. Digitalno računanje postavlja različite zahtjeve. Ono što je potrebno za predstavljanje dvije binarne znamenke, 1 i 0, nije signal koji se stalno mijenja, već obični & lsquoon & rsquo i & lsquooff & rsquo (ili & lsquohigh & rsquo i & lsquolow & rsquo). Nova ideja korištenja ventila kao vrlo brzog prekidača, koji proizvodi impulse struje (impuls za 1, bez impulsa za 0), bila je put do brzog digitalnog računanja. Tijekom 1938-9 Flowers je radio na eksperimentalnoj brzoj elektroničkoj trgovini podataka koja je utjelovila ovu ideju. Prodavnica je trebala zamijeniti skladišta podataka zasnovana na relejima u telefonskim centralama. Flowers & rsquo je dugoročni cilj bio da elektronička oprema zamijeni sve relejne sisteme u telefonskim centralama.

U vrijeme izbijanja rata s Njemačkom, samo je mali broj elektroinženjera bio upoznat s upotrebom ventila kao brzih digitalnih prekidača. Zahvaljujući svom prijeratnom istraživanju, Flowers je (kako je i sam primijetio) vjerovatno jedina osoba u Britaniji koja je shvatila da se ventili mogu pouzdano koristiti u velikom opsegu za brzo digitalno računanje. 46 Kada je Flowers pozvan u Bletchley Park & ​​mdashironically, zbog njegovog znanja o štafetama & mdashhe se pokazalo da je pravi čovjek na pravom mjestu u pravo vrijeme.

Turing je, radeći na Enigmi, prišao Dollis Hillu kako bi izgradio relejnu bazu za dekodiranje koja će raditi zajedno sa Bombeom (i sama Bomba je takođe bila bazirana na releju). Nakon što je Bombe otkrio postavke Enigme koje se koriste za šifriranje određene poruke, te su postavke trebale biti prenesene na stroj koji je zatražio Turing, koji bi automatski dešifrirao poruku i ispisao njemački otvoreni tekst. 47 Dollis Hill poslao je Flowers u Bletchley Park. Uskoro će postati jedna od velikih ličnosti razbijanja kodova u Drugom svjetskom ratu. Na kraju, mašina Flowers napravljena za Turinga nije korištena, ali Turing je bio impresioniran Flowersom, koji je počeo razmišljati o elektroničkom bombi, iako nije stigao daleko. Kada je grupa teleprintera na Dollis Hillu naišla na poteškoće s dizajnom kombinovane jedinice Heath Robinson & rsquos, Turing je predložio da se pozove Flowers. (Flowers je bio šef grupe za prebacivanje na Dollis Hillu, koja se nalazi u istoj zgradi kao i grupa teleprintera. ) Flowers i njegova sklopna grupa poboljšali su dizajn kombinovane jedinice i proizveli je. 48

Flowers, međutim, nije mnogo razmišljao o Robinsonu. Osnovni dizajn bio je riješen prije nego što su ga pozvali i bio je skeptičan čim mu je Morrell, šef grupe za teleprinter, prvi put rekao za to. Teškoća u usklađivanju dvije papirne trake velikom brzinom bila je upadljiva slabost. Tako je bilo i s upotrebom mješavine ventila i releja u brojačima, jer su releji sve usporili: Heath Robinson izgrađen je uglavnom od releja i nije sadržavao više od nekoliko desetaka ventila. Flowers je sumnjao da će Robinson ispravno raditi i u februaru 1943. predstavio je Newmanu alternativu potpuno elektronske mašine koja može interno generirati chi-stream (i psi- i motor-stream). 49

Cvjetni & rsquo prijedlog je primljen sa & lsquoincredulity & rsquo u TRE i Bletchley Parku. 50 Smatralo se da bi mašina koja sadrži broj ventila koje Flowers predlaže (između jedne i dvije hiljade) bila previše nepouzdana za obavljanje korisnog posla & rsquo. 51 U svakom slučaju, postavljalo se pitanje koliko će proces razvoja trajati & mdashit se osjećalo da bi rat mogao biti gotov prije nego što mašina Flowers & rsquo bude završena. Newman je nastavio s mašinom s dvije trake. Ponudio je Flowersu malo ohrabrenja, ali ga je efektno ostavio da učini što je želio sa svojim prijedlogom za potpuno elektroničku mašinu. Nakon što je Heath Robinson bio stalna briga, Newman je pošti naručio još desetak strojeva sa dvije trake zasnovane na releju (bilo je jasno, s obzirom na količinu i veliku važnost Tunny prometa, da jedna ili dvije mašine neće biti dovoljno blizu). U međuvremenu je Flowers, na vlastitu inicijativu i samostalno radeći na Dollis Hillu, počeo graditi potpuno elektroničku mašinu za koju je mogao vidjeti da je potrebna. Ukrcao se na Colossus, rekao je, & lsquoin lice skepticizma & rsquo 52 iz Bletchley Parka i & lsquow bez saglasnosti BP & rsquo. 53 & lsquoBP nisu bili zainteresovani dok nisu vidjeli da [Colossus] radi & rsquo, sjetio se. 54 Srećom, direktor istraživačke stanice Dollis Hill, Gordon Radley, imao je veće povjerenje u Flowers i njegove ideje, te je cijele resurse laboratorija stavio na raspolaganje Flowers & rsquo. 55

Prototip Colossus je dovezen u Bletchley Park u kamionima i ponovo su ga sastavili inžinjeri Flowers & rsquo. 56 Imao je otprilike 1600 elektronskih ventila i radio je pri 5000 znakova u sekundi. Kasniji modeli, koji su sadržavali otprilike 2400 ventila, paralelno su obrađivali pet tokova točkasto-križno paralelno. Ovo je povećalo brzinu na 25.000 znakova u sekundi. Kolos je Chi-stream generirao elektronički. Potrebna je samo jedna traka koja sadrži šifrirani tekst i problem sinhronizacije je nestao. (Originalni plan Flowers & rsquo bio je da se oslobodi i trake s porukama i postavi šifrirani tekst, kao i kotače, na ventile, ali je odustao od ove ideje kada je postalo jasno da će se morati obraditi poruke od 5000 ili više znakova. 57 ))

Dolazak prototipa Colossus izazvao je veliku pometnju. Flowers je rekao:

Na koji je datum Kolos prvi put oživio? U svojim pisanim i usmenim sjećanjima Flowers je uvijek bio siguran da je Colossus radio u Bletchley Parku početkom decembra 1943. 59 U tri odvojena intervjua prisjetio se ključnog datuma sasvim konkretno, rekavši da je Colossus svoju prvu probnu vožnju izveo u Bletchley Parku. 8. decembra 1943. 60 Međutim, Cvjetni lični dnevnik za 1944. godinu otkriven je tek nakon njegove smrti, a mdashin bilježi da Colossus nije putovao od Dollis Hill -a do Bletchley Parka sve do januara 1944. U nedjelju 16. januara Colossus je još bio u laboratoriji Flowers & rsquo na Dollis Hillu. . Njegov zapis u dnevniku pokazuje da je Kolos sigurno radio na taj dan. Flowers je bio zauzet mašinom od jutra do kasno uveče i spavao je u laboratoriji.

Unos Cvijeće & rsquo za 18. januar glasi jednostavno: & lsquoColossus isporučen B.P. & rsquo. To potvrđuje dopis od 18. januara od Newmana do Travisa (s kojeg je skinuta oznaka tajnosti tek 2004.). Newman je napisao & lsquoColossus stiže danas & rsquo. 61 Stoga Colossus nije mogao izvršiti svoju prvu probnu vožnju u Bletchley Parku početkom decembra. Šta se dogodilo 8. decembra 1943., datumu koji je tako čvrsto ostao u cvijeću i rsquo umu? Možda je to zaista bio dan kada je Colossus obradio svoju prvu testnu traku na Dollis Hillu. Čini se da se sjećam da je to bilo u decembru & rsquo, kaže Harry Fensom, jedan od inženjera Flowers & rsquo. 62

Do februara 1944. inženjeri su pripremili Colossusa za početak ozbiljnih poslova za Newmanry. Statistička metoda Tutte & rsquos sada bi se mogla koristiti elektroničkom brzinom. Računar je napao svoju prvu poruku u subotu 5. februara. Cvijeće je bilo prisutno. Lakonski je zabilježio u svom dnevniku, & lsquoColossus je obavio svoj prvi posao. Auto se pokvario na putu kući. & Rsquo

Colossus je odmah udvostručio izlaz prekidača i rsquo. 63 Prednosti Colossusa nad Robinsonom nisu bile samo njegova izuzetno velika brzina i odsutnost sinkroniziranih vrpci, već i veća pouzdanost, što je rezultat redizajniranih brojača Flowers & rsquo i upotrebe ventila umjesto releja. Vlastima Bletchley Parka bilo je jasno & čiji je skepticizam sada potpuno izliječen & mdash da je hitno potrebno više Kolosa.

Zaista, razvila se kriza, čineći rad Newman & rsquos sekcije još važnijim nego prije. Od njemačkog uvođenja QEP sistema u oktobru 1942., razbijači kodova koji su ručnim metodama razbijali Tunnyjeve poruke oslanjali su se na dubine, a kako su dubine postajale rjeđe tokom 1943. godine, broj razbijenih poruka sveo se na kap. 64 Onda su stvari postale lošije na gore. U prosincu 1943. Nijemci su počeli široko upotrebljavati dodatni uređaj u stroju Tunny, čiji je učinak onemogućio dubinsko čitanje (dopuštajući da slova samog otvorenog teksta igraju ulogu u generiranju ključa). Ručni prekidači su bili skloni ismijavanju čudnih naprava u Newmanryju, ali odjednom su Newman & rsquos mašine bile neophodne za sav Tunnyjev posao. 65

U martu 1944. vlasti su zahtijevale još četiri Colossa. Do aprila su tražili dvanaest. 66 Na Flowers je izvršen veliki pritisak da brzo isporuči nove mašine. Upute koje je dobio došla su s najvišeg ranga Ratnog kabineta i izazvao je zaprepaštenje kada je otvoreno rekao da je nemoguće proizvesti više od jedne nove mašine do 1. juna 1944. 67

Flowers je uspio proizvesti prototip Colossusa na Dollis Hillu samo zato što mnogi od njegovog laboratorijskog osoblja nisu ništa radili osim što su radili, jeli i spavali tjednima i mjesecima na kraju & rsquo. 68 Trebao mu je veći proizvodni kapacitet i predložio je preuzimanje tvornice pošte u Birminghamu. Konačna montaža i testiranje računara obavit će se u njegovoj laboratoriji Dollis Hill. Flowers je procijenio da će nakon što tvornica počne raditi moći proizvesti dodatne Colossi po stopi od oko jednog mjesečno. 69 Prisjetio se kako su jednog dana neki ljudi iz Bletchleyja došli provjeriti rad, misleći da bi Cvijeće moglo biti lsquodilly-dallying & rsquo: vratili su se i iskvarili na skali napora & rsquo. 70 Churchill je sa svoje strane dao Flowersu prioritet za sve što mu je potrebno. 71

Pomoću zamjenjivih kablova i panela prekidača, Flowers je namjerno ugradio veću fleksibilnost nego što je strogo bilo potrebno u logičke jedinice prototipa Colossus. Kao rezultat toga, nove metode mogle bi se implementirati na Colossus kako su otkrivene. U februaru 1944. dva člana Newmanryja, Donald Michie i Jack Good, brzo su pronašli način da pomoću Colossusa otkriju uzorke Tunny kotača. 72 Flowersu je rečeno da u Colossus II ugradi posebnu ploču za razbijanje uzoraka kotača.

Colossus II & mdashprvo od onoga što je Flowers nazivalo & lsquoMark 2 & rsquo Colossi 73 & mdash isporučeno je s Dollis Hill -a u Bletchley Park 4. maja 1944. 74 Plan je bio okupiti i testirati Colossus II u Bletchley Parku, a ne na Dollis Hillu, čime je uštedjelo neko dragocjeno vrijeme . 75 Obećano do prvog juna, Colossus II još uvijek nije radio ispravno jer su posljednji sati u maju prošli. Računar su mučile isprekidane i misteriozne greške. 76 Flowers se borilo da pronađe problem, ali ponoć je došla i prošla. Iscrpljeni, Flowers i njegov tim su se razišli u 1 sat ujutro kako bi odspavali nekoliko sati sna. 77 Ostavili su Chandlera da radi, jer se činilo da je problem u dijelu računara koji je dizajnirao. Bila je to teška noć: oko 3 sata ujutro Chandler je primijetio da mu stopala postaju mokra. 78 Cijev radijatora duž zida procurila je i poslala opasnu lokvu vode prema Kolosu.

Cvijeće se vratilo i otkrilo da računar radi savršeno. & lsquoColossus 2 u funkciji & rsquo, zabilježio je u svom dnevniku. 79 Međutim, lokva je ostala i žene su morale obući gumene čizme kako bi se izolirale. 80 Tokom malih sati Chandler je konačno pronašao kvar u Colossusu (parazitske oscilacije u nekim ventilima) i popravio ga ožičenjem u nekoliko dodatnih otpornika. 81 Flowers i njegova & lsquoband braća & rsquo ispunili su BP & rsquos rok & mdasha rok o čijem značaju Cvijeće može samo da nagađa. 82

Manje od nedelju dana kasnije počela je saveznička invazija na Francusku. Iskrcavanje na dan D 6. juna postavilo je ogromne količine ljudi i opreme na plaže Normandije. Sa planova saveznici su se probili u Francusku kroz jaku njemačku odbranu. Do sredine jula front je napredovao samo 20-ak kilometara u unutrašnjosti, ali su do septembra savezničke trupe prešle Francusku i Belgiju i okupljale se blizu granica Njemačke, na frontu koji se protezao od Holandije na sjeveru do Švicarske na jugu . 83

Od ranih mjeseci 1944. Kolos I pružao je neuporediv prozor njemačkim pripremama za savezničku invaziju. 84 Dešifriranje je također otkrilo njemačko uvažavanje savezničkih namjera. Tunijeve poruke donijele su vitalnu potvrdu da je njemačke planere angažirala Operacija Fortitude, opsežan program varljivih mjera osmišljenih da sugerira da će invazija doći sjevernije, u Pas de Calais. 85 U sedmicama nakon početka invazije, Nijemci su pojačali Tunnyjevo osiguranje, dajući instrukcije operaterima da mijenjaju obrasce chi-i psi-točkova dnevno umjesto mjesečno. Ručne metode za otkrivanje novih obrazaca bile su preopterećene. Sa besprijekornim vremenom, u pomoć je priskočio uređaj Colossus II & rsquos za razbijanje uzoraka kotača.

Nakon što je tvornica Flowers & rsquo u Birminghamu pravilno radila, novi Colossi počeli su stizati u Newmanry u intervalima od otprilike šest sedmica. Na kraju su tri bile posvećene razbijanju šara kotača. 86 Flowers je bio redovan posetilac u B.P. do kraja 1944, nadgledajući instalacijski program za Mark 2 Colossi. 87 Do kraja godine sedam Colossi je radilo. Omogućili su razbijačima koda mogućnost da strojno pronađu svih dvanaest postavki kotača, a to je učinjeno u slučaju velikog dijela dešifriranih poruka. 88 Do njemačke predaje 1945. godine bilo je u funkciji deset Kolosa, a jedanaesti je bio gotovo spreman.

Zablude o Kolosu

Jedno od najčešćih zabluda u sekundarnoj literaturi je da je Kolos korišten protiv Enigme. Drugi je da je Colossus upotrijebljen protiv ne Tunnyjeve nego greške jesetre i mdashana koju je objavio Brian Johnson & rsquos utjecajna televizijska serija i popratna knjiga Tajni rat. 89 Uistinu postoji mnogo divljih priča o Kolosu u istorijskim knjigama. Georges Ifrah čak navodi da je Colossus proizveo engleski otvoreni tekst od njemačkog šifriranog teksta! 90 Kao što je već objašnjeno, izlaz Colossusa bio je niz brojeva koji ukazuju na ispravne postavke kotača (ili, kasnije, uzorke kotača). Čak ni de-chi nije proizveo sam Colossus, a kamoli otvoreni tekst & mdashand zasigurno nije bilo mogućnosti za automatsko prevođenje njemačkog na engleski.

& lsquoU Bletchley Parku, Alan Turing je izgradio niz mašina za vakuumske cijevi pod nazivom Colossus koje su pravile mljeveno meso Hitler & rsquos Enigma koda & rsquo (29. marta 1999.). 57

Podmukla zabluda tiče se posjedovanja inspiracije za Kolosa. Mnogi izvještaji identificiraju Turinga kao ključnu figuru u dizajnu Colossusa. U biografskom članku o Turingu, kompjuterski povjesničar J. A. N. Lee rekao je da je Turingov utjecaj na razvoj Colossusa dobro poznat rsquo, 91 a u članku o cvijeću Lee je spominjao Colossusa kao & lsquothe kriptoanalitičku mašinu koju su dizajnirali Alan Turing i drugi & rsquo. 92 Čak i knjiga koja se prodaje u muzeju Bletchley Park kaže da je u Bletchley Parku & lsquoTuring radio. ono što sada znamo je kompjutersko istraživanje & rsquo koje je dovelo do & lsquotsvijeta & rsquos prvog elektronskog, programabilnog računara & quotColossus & quot & rsquo. 93

Mišljenje da je Turingov interes za elektroniku doprinio inspiraciji za Colossusa doista je uobičajeno. Ova tvrdnja sadržana je u eksponatima za razbijanje kodova u vodećim muzejima i u Analu istorije računarstva Lee i Holtzman navode da je Turing & lsquokonceptiran o konstrukciji i upotrebi elektroničkih uređaja velike brzine te ideje su implementirane kao "quotColossus" mašine "rsquo". 94 Međutim, konačni Opći izvještaj o Tunnyju iz 1945. čini stvari savršeno jasnima: & lsquoColossus je u potpunosti bila ideja gospodina Flowersa (pogledajte odlomak sa stranice 35 u desnoj koloni). 95 Do 1943. elektronika je bila Flowers & rsquo pokretačka strast više od jedne decenije i nije mu trebala pomoć Turinga. Turing je, u svakom slučaju, bio odsutan u Sjedinjenim Državama u kritičnom periodu početkom 1943. godine, kada je Flowers predložio svoju ideju Newmanu i razradio dizajn Colossusa na papiru. Flowers je u jednom intervjuu naglasila da Turing ne daje nikakav doprinos dizajnu Colossusa. 96 Flowers je rekao: & lsquoI sam izumio Kolos. Niko drugi nije bio sposoban za to. & Rsquo 97

U svojoj nedavnoj knjizi o istoriji računarstva, Martin Davis nudi iskrivljeni prikaz Kolosa (vidi desnu kolonu). Ovdje Davis spaja Turingeryja, koji naziva & lsquoturingismus & rsquo, sa statističkom metodom Tutte & rsquos.(ismus je njemački sufiks ekvivalentan engleskom ism. Newmanryjev razbijač kodova Michie objašnjava porijeklo Turingery & rsquos sleng imena & lsquoTuringismus & rsquo: & lsquetree od nas (Peter Ericsson, Peter Hilton i ja) skovali i koristili u razigranom stilu razne lažno-njemačke žargonske izraze za sve pod suncem, uključujući povremeno i nešto što se susreće u radnom okruženju. Turingismus je bio slučaj potonjeg. & rsquo 98) Turingova i rsquos metoda lomljenja kotača iz dubine i Tutte & rsquos metoda namještanja kotača iz ne-dubina bili su daleki rođaci, pri čemu su oba koristila deltu -ing. Ali tu je sličnost prestala. Turingery mu je, rekao je Tutte, djelovao "više umjetnički nego matematički" primjenjujući metodu na koju se morate osloniti na ono što osjećate u svojim kostima. 99 Spajajući dvije metode, Davis je pogrešno zaključio da je Kolos bio fizičko utjelovljenje Turingeryja. Ali kao što je gore objašnjeno, Turingery je bila ručna metoda; mdashit je bila metoda Tutte & rsquos koja je zahtijevala obradu puno podataka & rsquo. Metoda Tutte & rsquos, a ne Turingery, implementirana je u Heath Robinson i Colossus. & lsquoTuringery nije korišćen niti pri lomljenju niti pri postavljanju na bilo kojoj mašini ventila & rsquo, podvukao je Michie. 100


Sir Winston Churchill. 60

ENIAC. 61

GCHQ u Cheltenhamu. 62

Arhitektonski model nove zgrade u obliku krofne GCHQ & rsquos u Cheltenhamu. 63

Jack Good. 64

Sjedište NSA -e u Marylandu. 65

Sedište Vladinog kodeksa i škole za šifriranje u ulici Berkeley, London, 1920 -ih. 66



King & rsquos College, Cambridge, rodno mjesto univerzalne Turingove mašine i pohranjenog programskog koncepta. 69

Turingova mašina: skener i memorija. 70

Turing je bio osnivač moderne informatike. 71

John von Neumann. 72


Da je Flowers mogao patentirati izume koji je doprinio napadu na Tunnyja, vjerovatno bi postao vrlo bogat čovjek. Tačno je da su lični troškovi koje je imao tokom izgradnje Colossija ostavili njegov bankovni račun prekoračen krajem rata. Newmanu je ponuđen OBE zbog doprinosa porazu Njemačke, ali je on to odbio, primijetivši bivšim kolegama iz Bletchley Parka da tu ponudu smatra podrugljivom. 101 Tutte nije dobio javno priznanje za svoj vitalni rad. Turing je prihvatio OBE, koji je držao u kutiji s alatima.

Po okončanju neprijateljstava, Churchill je primio naređenje da razbije Colossi, a svi koji su bili u vezi s Colossusom i pucanjem Tunnyja začepljeni su Zakonom o službenim tajnama. Samo postojanje Kolosa trebalo je klasificirati u nedogled. Flowers je opisao njegove reakcije:

ENIAC, koji je naručila američka vojska 1943. godine, dizajniran je za izračunavanje putanje artiljerijskih granata. Iako nije u funkciji do kraja 1945. i dvije godine nakon što je Colossus prvi put trčao & mdashENIAC se standardno opisuje kao prvi elektronički digitalni računar. Cvijeće i rsquo pogled na ENIAC? To je bio samo brojač brojeva & mdashColossus, sa svojim razrađenim mogućnostima za logičke operacije, bio je & lsquomuch više računalo nego ENIAC & rsquo. 103

Newmanry & rsquos Colossi su možda prešli u javno vlasništvo na kraju borbi, da postanu, poput ENIAC -a, elektronički mišić naučnoistraživačkog objekta. Inženjeri Newmanry & rsquos brzo bi prilagodili opremu za mirnodopske aplikacije. Priča o računarstvu mogla bi se odvijati prilično drugačije sa takvim značajnim pritiskom na početku. Churchill & rsquos naredba da se unište Colossi bio je svemogući udarac u lice za nauku i mdashand za britansku industriju.

U aprilu 1946. operacije razbijanja šifri prenesene su iz Bletchley Parka u zgrade u Eastcoteu u predgrađu Londona. 104 U vrijeme premještanja, stari naziv organizacije, & lsquoVladeni kodeks i škola za šifriranje & rsquo, formalno je promijenjen u & lsquoVlatno sjedište za komunikacije & rsquo (GCHQ). 105 Šest godina kasnije započeo je još jedan potez, a tokom 1952.-54. GCHQ je premjestio svoje osoblje i opremu, uključujući i mašine za razbijanje šifri, s područja Londona na veliku lokaciju u Cheltenhamu. 106 Neke mašine su preživjele raspad Newmanryja. Dva Colossi su se preselila iz Bletchley Parka u Eastcote, a zatim na kraju u Cheltenham. 107 Uz njih su bile dvije replike Tunny mašina proizvedenih na Dollis Hillu. 108 Jedan od Colossi, poznat kao & lsquoColossus Blue & rsquo u GCHQ -u, demontiran je 1959. godine nakon četrnaest godina poslijeratne službe. Vjeruje se da je preostali Colossus prestao s radom 1960.

Tokom svojih kasnijih godina, dva Colossa su se uveliko koristila za obuku. Detalji o tome za šta su bili korišteni prije toga ostaju tajni. Postoji nagovještaj važnosti jedne nove uloge za ove preživjele iz Newmanryja u pismu koje je napisao Jack Good:

Nakon što su Bletchley & rsquos postigli spektakularne uspjehe protiv njemačkih mašina, GCHQ nije bio neprirodno neprihvatljiv za korištenje šifrirajućih strojeva za generiranje britanskog diplomatskog prometa. Umjesto toga, GCHQ se okrenuo jednokratnom ulošku. Pošiljalac i primalac izdati su sa identičnim ključem u obliku rolne teleprinter trake. Ovo bi se koristilo samo za jednu poruku. Jednokratni jastučić je vrlo siguran. Nedostatak je što je potrebna složena i visoko efikasna distribucijska mreža za opskrbu korisnika ključem. Vjerojatno je istina da je GCHQ u početku potcjenjivao poteškoće u distribuciji ključeva.

GCHQ Colossi je pomogao u proizvodnji jednokratnih jastučića. Bivši inženjeri iz Newmanryja koristili su neka od Flowers & rsquo kola iz Colossusa za izgradnju nasumičnog generatora šuma koji može proizvesti nasumične likove teleprintera na perforiranoj traci. Ovaj uređaj, kodnog naziva & lsquoDonald Duck & rsquo, iskoristio je slučajan način na koji se elektroni emitiraju iz vruće katode. Trake koje je proizveo Donald Duck bile su potencijalno jednokratne ploče. Kolose je provjerio vrpce, a one koje nisu bile slučajno ravne uklonjene su. Strojevi za kopiranje traka tipa Newmanry korišteni su za izradu kopija traka koje su prošle testove, a one su distribuirane klijentima GCHQ & rsquos.

Vjerovatno su Colossi imali dodatne poslijeratne aplikacije. Možda su korišteni za brojanje znakova neprijateljskog prometa šifri, u potrazi za značajkama koje bi kriptoanalitičarima mogle omogućiti kupovinu. Možda su GCHQ Colossi čak korišteni protiv obnovljenih njemačkih Tunny mašina. Britanske vojske su u posljednjim fazama rata zauzele mnoge Tunnije. Ako je nacionalni interes tako nalagao, strojevi Tunny su možda prodani komercijalnim organizacijama ili stranim moćnicima, a nastali promet je pročitao GCHQ.

Do 1970 -ih rijetki su imali pojma da se elektroničko računanje uspješno koristilo tokom Drugog svjetskog rata. 1975. britanska vlada objavila je niz fotografija s natpisima Colossi (od kojih je nekoliko reprodukovano gore). 110 Do 1983. godine Flowers je dobio odobrenje za objavljivanje računa o hardveru prvog Colossusa. 111 Detalji o kasnijem Colossiju ostali su tajna. Dakle, što je još važnije, jesu li sve informacije o tome kako su razbijači kodova zapravo koristili računalnu mašinu Flowers & rsquo. Britanske vlasti su rekle Flowersu da se "tehnički opis mašina poput COLOSSUS -a može otkriti", ali da ne smije otkriti nikakve informacije o "funkcijama koje su izvršavale". 112 Bilo je to kao da mu je rečeno da može dati detaljan tehnički opis unutrašnjosti radarskog prijemnika, ali ne smije ništa reći o tome šta je oprema uradila (u slučaju radara, otkriti lokaciju aviona, podmornica itd. , hvatajući radio talase koji se odbijaju od njih). Također mu je bilo dozvoljeno da opiše neke aspekte Tunnyja, ali postojala je opšta zabrana da se govori bilo šta u vezi sa slabostima što je dovelo do naših uspjeha. U stvari, tajni cenzor usprotivio se dijelovima izvještaja koje je Flowers napisao, pa mu je upućeno da ih ukloni prije objavljivanja. 113

Ta su pitanja manje -više stajala sve do 1996. godine, kada je američka vlada skinula oznaku tajnosti s nekih ratnih dokumenata koji opisuju funkciju Kolosa. Oni su tokom rata poslani u Washington od strane američkih oficira za vezu stacioniranih u Bletchley Parku. Najvažniji dokument ostao je povjerljiv: Opći izvještaj o Tunnyju na 500 stranica koji su 1945. u Bletchley Parku napisali Jack Good, Donald Michie i Geoffrey Timms. U velikoj mjeri zahvaljujući neumornoj kampanji kompanije Michie & rsquos, britanska vlada je juna 2000. skinula oznaku tajnosti s izvještaja, čime je tajnost konačno okončana.

Kolos i savremeni računar

Kao što znaju svi koji mogu upravljati ličnim računarom, način na koji mašina može izvršiti zadatak koji želite & obrada mdashword-a, recite & mdashis da biste otvorili odgovarajući program uskladišten u memoriji računara & rsquos. Život nije uvek bio tako jednostavan. Colossus nije spremao programe u svoju memoriju. Da biste postavili Colossus za drugačiji posao, bilo je potrebno ručno izmijeniti neke od ožičenja stroja i rsquosa, koristeći prekidače i utikače. Veći ENIAC je također programiran preusmjeravanjem kabela i prekidačima za podešavanje. Proces je bio noćna mora: operaterima ENIAC & rsquos moglo je trebati do tri sedmice da postave i otklone greške u programu. 114 Colossus, ENIAC i njima slični nazivaju se & lsquoprogramski kontrolisanim & rsquo računarima, kako bi se razlikovali od modernih & lsquostored-programskih & rsquo računara.

O ovom osnovnom principu modernog računara, odnosno kontroli rada mašina & rsquos pomoću programa kodiranih instrukcija pohranjenih u memoriji računara & rsquos, razmišljao je Turing 1936. U to vrijeme, Turing je bio stidljiv, ekscentričan student na Cambridgeu Univerzitet. Njegova & lsquouniversal računalna mašina & rsquo, kako ju je nazvao & mdashit uskoro će biti poznata jednostavno kao univerzalna Turingova mašina & mdasheermed iz istraživanja za koje nitko ne bi pretpostavio da bi mogle imati ikakvu praktičnu primjenu. Turing je radio na problemu matematičke logike, takozvanom problemu & lsquodecision & rsquo, za koji je naučio iz predavanja koje je održao Newman. (Za opis problema odlučivanja i Turingovog pristupa prema njemu pogledajte & lsquoProračunati brojevi: Vodič & rsquo u Osnovni Turing. 115) U toku svog napada na ovaj problem, Turing je smislio apstraktnu digitalnu računarsku mašinu koja bi, kako je rekao, mogla izračunati & lsquoall brojeve koji bi se prirodno mogli smatrati izračunatim & rsquo. 116 Univerzalni Turingov stroj sastoji se od neograničene memorije u kojoj su pohranjeni i podaci i upute, u simbolički kodiranom obliku, i skenera koji se pomiče naprijed -nazad kroz memoriju, simbol po simbol, čitajući ono što pronađe i ispisuje dodatne simbole. Umetanjem različitih programa u memoriju, stroj se može natjerati da izvrši bilo koji algoritamski zadatak. Zato je Turing nazvao mašinu univerzalnom.

Turingova & rsquos nevjerojatna ideja bila je upravo ova: jedna mašina fiksne strukture koja se, koristeći kodirane upute pohranjene u memoriji, mogla promijeniti, poput kameleona, iz stroja posvećenog jednom zadatku u stroj posvećen potpuno drugom zadatku & mdashiz kalkulatora u program za obradu teksta, na primjer. Danas, kada mnogi imaju fizičku realizaciju univerzalne Turingove mašine u svom dnevnom boravku, ova ideja o računarskoj mašini na jednom mjestu može se činiti očitom kao i kotač. Ali 1936. godine, kada su inženjeri razmišljali o izgradnji različitih mašina za različite namjene, koncept univerzalnog računara sa pohranjenim programom bio je revolucionaran.

Godine 1936. univerzalna Turingova mašina postojala je samo kao ideja. Turing je od samog početka bio zainteresiran za mogućnost izgradnje takve mašine, što je donekle bio i Newman, ali prije rata nisu znali za praktičan način izgradnje računara sa pohranjenim programom. 117 Tek dolaskom Colossusa obuzeo ih je san o izgradnji višenamjenske elektroničke računalne mašine. Flowers je odlučno i po prvi put utvrdio da su velike elektroničke računalne mašine praktične, a ubrzo nakon završetka rata Turing i Newman krenuli su u zasebne projekte za stvaranje univerzalne hardverske Turingove mašine. Nosači elektroničkih komponenti sa demontiranog Colossi -a isporučeni su iz Bletchley Parka u Newman & rsquos Laboratoriju za računarske mašine u Manchesteru. Povjesničari koji nisu znali za Colossusa skloni su prilično pogrešno pretpostaviti da su Turing i Newman svoju viziju elektroničkog računala naslijedili od grupe ENIAC u SAD -u

Čak i usred napada na Tunnyja, Newman je razmišljao o univerzalnoj Turingovoj mašini. Pokazao je Flowers Turing & rsquos 1936 papir o univerzalnoj mašini, & lsquoOn Computable Numbers & rsquo, sa njegovom ključnom idejom pohranjivanja simbolično kodiranih uputstava u memoriju, ali Flowers, budući da nije matematički logičar, & lsquodidn & rsquot to zaista puno razumije & rsquo. 118 Nema sumnje da je Newman do 1944. godine čvrsto imao na umu mogućnost izgradnje univerzalne Turingove mašine koristeći elektronsku tehnologiju. Bilo je samo pitanje čekanja dok on & lsquogot ne izađe & rsquo. 119 U februaru 1946., nekoliko mjeseci nakon imenovanja na Univerzitet u Manchesteru, Newman je pisao mađarsko-američkom matematičaru von Neumannu (poput Newmana na koji je značajno utjecao rad Turinga i rsquosa iz 1936. godine, a i sam je odigrao vodeću ulogu u razvoju nakon ENIAC-a mjesto u SAD -u):

Implikacija Cvijeća i rsquo stalka elektronske opreme bila je očigledna i Turingu. Flowers je rekao da je jednom kad je Colossus bio u funkciji, bilo samo pitanje Turinga i rsquosa koji su čekali da vide koja bi se prilika mogla pojaviti za primjenu ideje o njegovoj univerzalnoj računarskoj mašini. (Do kraja rata Turing se temeljito obrazovao u elektroničkom inženjeringu: tokom kasnijeg dijela rata održao je niz večernjih predavanja & lsquoon valve theory & rsquo. 121) Turingova i rsquos prilika došla je 1945. godine, kada je John Womersley, šef matematičko odjeljenje Nacionalne fizičke laboratorije (NPL) u Londonu pozvalo ga je da dizajnira i razvije elektronički digitalni računar sa pohranjenim programom. Turingov rsquos tehnički izvještaj & lsquoPredloženi elektronički kalkulator & rsquo, 122 koji datira s kraja 1945. godine i sadrži njegov dizajn za ACE, bila je prva relativno potpuna specifikacija elektroničkog digitalnog računara sa pohranjenim programom. 123 Nešto raniji & lsquoPrvi nacrt izvještaja o EDVAC & rsquo 124, koji je oko maja 1945. izradio von Neumann, bio je mnogo apstraktniji, govoreći malo o programiranju, hardverskim detaljima ili elektronici. (EDVAC, predloženi nasljednik ENIAC-a, trebao je biti stroj sa spremljenim programom. U potpunosti je radio tek 1952. 125) Harry Huskey, elektronički inženjer koji je kasnije izradio prve detaljne hardverske dizajne za EDVAC, izjavio je da & lsquoinformacije u & ldquoPrvom nacrtu & rdquo nisu bile od pomoći & rsquo. 126 Turing je, za razliku od toga, dostavio detaljne dizajne kola, potpune specifikacije hardverskih jedinica, uzorke programa u mašinskom kodu, pa čak i procjenu troškova izgradnje mašine.

Turing je zamolio Flowersa da izgradi ACE, a u ožujku 1946. Flowers je rekao da će & minimalni ACE & rsquo biti spreman do augusta ili septembra te godine. 127 Nažalost, Dollis Hill je bio zatrpan zaostalim hitnim radovima na nacionalnom telefonskom sistemu, pa se pokazalo nemogućim držati se rasporeda Flowers & rsquo. Na kraju je tim Newman & rsquos taj koji je u junu 1948. pobijedio u trci za izgradnju prvog računara sa uskladištenim programom. Prvi program, pohranjen na licu katodne cijevi u obliku uzorka točkica, umetnut je ručno, broj po znamenku, pomoću ploče sa prekidačima. Vijest da je mašina u Manchesteru pokrenula samo mali program i da ima samo 17 instrukcija dugih za matematički trivijalni zadatak, Turingov tim za rad na mnogo sofisticiranijem ACE -u složio je s urnebesom. 128

Pilot model ACE -a je prvi program pokrenuo u maju 1950. Sa radnom brzinom od 1 MHz, pilot model ACE je neko vrijeme bio najbrži računar na svijetu. Pilot model bio je osnova za vrlo uspješne računare DEUCE, koji su postali kamen temeljac tek započete britanske računarske industrije i potkrijepili prijedlog koji je 1946. dao Sir Charles Darwin, direktor NPL -a i unuk velikog Darwina, da je vrlo moguće to. jedna mašina bila bi dovoljna da riješi sve probleme koji se od nje zahtijevaju od cijele zemlje & rsquo. 129


Pogledajte video: Colossus u0026 Negasonic Teenage Warhead - First Appearance Scene - Deadpool 2016 Movie Clip HD (Decembar 2021).

Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos