Serialdakı digər məqalələr:
- Estafetin tarixi
- Elektron kompüterlərin tarixi
- Tranzistorun yaranma tarixi
- İnternet tarixi
1938-ci ildə Britaniya Gizli Kəşfiyyatının rəhbəri sakitcə Londondan 24 mil aralıda 80 hektarlıq bir mülk aldı. O, Londonun şimalından və qərbdə Oksforddan şərqdə Kembricə qədər dəmir yollarının kəsişməsində yerləşirdi və heç kimin görməməli olduğu, lakin mühüm mərkəzlərin əksəriyyətinə asanlıqla çata biləcəyiniz bir təşkilat üçün mükəmməl yer idi. bilik və Britaniya hakimiyyət orqanları. kimi tanınan əmlak , İkinci Dünya Müharibəsi zamanı şifrələri sındırmaq üçün Britaniya mərkəzinə çevrildi. Bu, bəlkə də kriptoqrafiya ilə məşğul olması ilə tanınan dünyada yeganə yerdir.
Tunney
1941-ci ilin yayında Bletçlidə alman ordusu və donanması tərəfindən istifadə edilən məşhur Enigma şifrələmə maşınının sındırılması üçün iş artıq sürətlə gedirdi. Əgər siz Britaniya kod qırıcıları haqqında filmə baxmısınızsa, deməli, onlar Enigma haqqında danışıblar, lakin biz onu burada genişləndirməyəcəyik – çünki Sovet İttifaqının işğalından az sonra Bletçli mesajların yeni şifrələmə növü ilə ötürülməsini kəşf edib.
Kriptanalistlər tezliklə mesajları ötürmək üçün istifadə etdikləri maşının ümumi mahiyyətini anladılar və "Tunny" ləqəbini verdilər.
Mesajları əl ilə deşifrə edilməli olan Enigma-dan fərqli olaraq, Tunni birbaşa teletaypla əlaqə saxlayırdı. Teletayp maşını operatorun daxil etdiyi hər simvolu standart olaraq nöqtələr və xaçlar axınına (Morze əlifbası nöqtələri və tirelərinə bənzər) çevirdi. hər hərf üçün beş simvol ilə. Şifrələnməmiş mətn idi. Tunny öz paralel nöqtə və xaç axını yaratmaq üçün eyni anda on iki təkərdən istifadə etdi: açar. Daha sonra o, mesaja bir açar əlavə edərək, havadan ötürülən şifrəli mətn hazırladı. Əlavə ikili arifmetikada edildi, burada nöqtələr sıfıra, xaç isə birlərə uyğundur:
+ = 0 0 0
+ = 0 1 1
+ = 1 1 0
Qəbuledici tərəfdə eyni parametrlərə malik başqa bir Tunny eyni açarı verəcək və alıcının teletaypı ilə kağız üzərində çap edilmiş orijinalı vermək üçün onu şifrəli mesaja əlavə edəcəkdi. Deyək ki, bir mesajımız var: "nöqtə plus nöqtə nöqtə plus". Rəqəmlərdə 01001 olacaq. Gəlin təsadüfi açar əlavə edək: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, beləliklə şifrəli mətni alırıq. 10011. Açarı yenidən əlavə etməklə, orijinal mesajı bərpa etmək olar. Yoxlayaq: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, biz 01001 alırıq.
Tunny-nin işini təhlil etmək onun istifadəsinin ilk aylarında göndəricilərin mesaj göndərməzdən əvvəl istifadə edilmək üçün təkər parametrlərini ötürməsi ilə asanlaşdırıldı. Daha sonra almanlar əvvəlcədən təyin edilmiş təkər parametrləri olan kod kitablarını buraxdılar və göndərən yalnız kodu göndərməli idi ki, alıcı kitabda istədiyi təkər parametrini tapa bilsin. Onlar hər gün kod kitabçalarını dəyişdirərək, Bletçlinin hər səhər kod çarxının parametrlərini sındırmaq məcburiyyətində qalmasına səbəb oldular.
Maraqlıdır ki, kriptoanalitiklər Tunny funksiyasını göndərən və qəbul edən stansiyaların yerləşdiyi yerə əsaslanaraq müəyyən ediblər. O, alman ali komandanlığının sinir mərkəzlərini işğal olunmuş Fransadan tutmuş rus çöllərinə qədər müxtəlif Avropa hərbi cəbhələrində ordu və ordu qrupları komandirləri ilə əlaqələndirirdi. Bu, cazibədar bir iş idi: Tunny-nin sındırması düşmənin yüksək səviyyəli niyyətlərinə və imkanlarına birbaşa çıxış vəd etdi.
Sonra alman operatorlarının səhvləri, hiyləgərlik və inadkar qətiyyətin birləşməsi nəticəsində gənc riyaziyyatçı Tunney'in işi haqqında yalnız nəticələrdən çox daha irəli getdi. Maşının özünü görmədən onun daxili quruluşunu tam müəyyənləşdirdi. O, məntiqi olaraq hər bir təkərin mümkün mövqelərini (hər birinin öz əsas nömrəsinə malik idi) və təkərlərin düzülüşü açarı necə dəqiq yaratdığını çıxardı. Bu məlumatla silahlanmış Bletchley, təkərlər düzgün tənzimləndikdən sonra mesajları deşifrə etmək üçün istifadə edilə bilən Tunny replikalarını yaratdı.
Tunny kimi tanınan Lorenz şifrə maşınının açarının 12 təkəri
Heath Robinson
1942-ci ilin sonunda Tat bunun üçün xüsusi strategiya hazırlayaraq Tanniyə hücum etməyə davam etdi. Bu, delta konsepsiyasına əsaslanırdı: modul bir mesajdakı bir siqnalın 2 cəmi (nöqtə və ya çarpaz, 0 və ya 1) növbəti ilə. O, başa düşdü ki, Tunninin təkərlərinin fasilələrlə hərəkəti səbəbindən şifrəli mətnin deltası ilə açar mətnin deltası arasında əlaqə var: onlar birlikdə dəyişməli oldular. Beləliklə, şifrəli mətni müxtəlif təkər parametrlərində yaradılmış açar mətnlə müqayisə etsəniz, hər biri üçün deltanı hesablaya və uyğunluqların sayını hesablaya bilərsiniz. 50%-dən çox hit real mesaj açarı üçün potensial namizədi qeyd etməlidir. İdeya nəzəri cəhətdən yaxşı idi, lakin bütün mümkün parametrləri yoxlamaq üçün hər mesaj üçün 2400 keçid tələb olunduğundan onu həyata keçirmək mümkün deyildi.
Tut problemi başqa bir riyaziyyatçı Maks Nyumana apardı, o, Bletchley-də hamının "newmania" adlandırdığı şöbəni idarə etdi. Atası Almaniyadan olduğu üçün Nyuman həssas Britaniya kəşfiyyat təşkilatına rəhbərlik etmək üçün çətin seçim idi. Ancaq ailəsi yəhudi olduğu üçün onun Hitlerə casusluq etməsi çətin görünürdü. O, Hitlerin Avropadakı hökmranlığının tərəqqisindən o qədər narahat idi ki, 1940-cı ildə Fransanın süqutundan az sonra ailəsini Nyu-Yorkun təhlükəsizliyinə köçürdü və bir müddət özü də Prinstona köçmək fikrində idi.
Maks Nyuman
Belə oldu ki, Nyumanın Tata metodu ilə tələb olunan hesablamalar üzərində işləmək fikri var - bir maşın yaratmaqla. Bletçli artıq kriptoanaliz üçün maşınlardan istifadə etməyə öyrəşmişdi. Enigma belə çatladı. Lakin Nyuman Tunney şifrəsi üzərində işləmək üçün xüsusi bir elektron cihaz hazırladı. Müharibədən əvvəl o, Kembricdə dərs deyirdi (tələbələrindən biri Alan Turinq idi) və Kavendişdə hissəcikləri saymaq üçün Wynn-Williams tərəfindən qurulan elektron sayğacları bilirdi. İdeya belə idi: bir döngədə bağlanmış, yüksək sürətlə sürüşən iki lenti sinxronlaşdırsanız, birində açar, digərində şifrəli mesaj olacaq və hər bir elementi deltaları sayan prosessor hesab etsəniz, elektron sayğac toplaya bilər. nəticələri yuxarı. Hər qaçışın sonunda yekun hesabı oxumaqla bu açarın potensial olub-olmadığını müəyyən etmək mümkün idi.
Elə oldu ki, lazımi təcrübəyə malik mühəndislər qrupu indicə mövcud idi. Onların arasında Winn-Williams özü də var idi. Turinq, döngələri saymaq üçün elektronikadan istifadə edən Enigma deşifrə maşını üçün yeni rotorun qurulmasına kömək etmək üçün Malverndəki Radar Laboratoriyasından Wynn-Williams-ı işə götürdü. Dollis Hill Poçt Tədqiqat Stansiyasının üç mühəndisi: Uilyam Çandler, Sidney Broadhurst və Tommi Flurs və teleqraf və telefoniya üzrə) ona bu və digər Enigma layihəsində köməklik etdi. Hər iki layihə uğursuz oldu və kişilər işsiz qaldı. Nyuman onları topladı. O, Çiçəkləri deltaları sayacaq və nəticəni Wynn-Williams-ın üzərində işlədiyi sayğacla qidalandıracaq bir "kombinator" quran komandaya rəhbərlik etdi.
Nyuman mühəndisləri maşınları, Kral Donanmasının Qadınlar Departamenti isə mesajlaşma maşınlarını idarə edirdi. Hökumət yüksək rəhbər vəzifələri yalnız kişilərə həvalə etdi və qadınlar Bletchley-də kassa kimi yaxşı iş gördülər - onlar həm mesajların transkripsiyası, həm də parametrlərin dekodlanması ilə məşğul olurdular. Onlar çox üzvi şəkildə kargüzarlıqdan işlərini avtomatlaşdıran maşınların qayğısına qalmağa keçə bildilər. Onlar qeyri-ciddi şəkildə öz palatalarının maşınını çağırdılar”', İngilis ekvivalenti [hər ikisi çox sadə funksiyaları yerinə yetirən son dərəcə mürəkkəb, çətin və mürəkkəb cihazları təsvir edən illüstrator-karikaturaçı idilər / təqribən. tərcümə].
"Old Robinson" avtomobili, sələfi olan "Heath Robinson" avtomobilinə çox bənzəyir.
Həqiqətən də, "Heath Robinson", nəzəri cəhətdən olduqca etibarlı, praktikada ciddi problemlərdən əziyyət çəkirdi. Əsas odur ki, iki lentin - şifrə mətninin və əsas mətnin mükəmməl sinxronizasiyasına ehtiyac var idi. Filmlərdən hər hansı birinin uzanması və ya sürüşməsi bütün keçidi yararsız hala saldı. Səhv riskini minimuma endirmək üçün maşın saniyədə 2000 simvoldan çox işləmədi, baxmayaraq ki, kəmərlər daha sürətli işləyə bildi. Heath Robinson layihəsinin işi ilə könülsüz razılaşan Flowers daha yaxşı bir yol olduğuna inanırdı: demək olar ki, tamamilə elektron komponentlərdən qurulmuş maşın.
Colossus
Thomas Flowers 1930-cu ildən British Post-un tədqiqat departamentində mühəndis kimi çalışdı və burada ilkin olaraq yeni avtomatik telefon stansiyalarında səhv və uğursuz bağlantıların araşdırılması üzərində işlədi. Bu, onu telefon sisteminin təkmilləşdirilmiş versiyasını necə yaratmaq barədə düşünməyə vadar etdi və 1935-ci ilə qədər sistemin elektromexaniki komponentlərinin, məsələn, relenin elektron elementlərlə əvəzlənməsini müdafiə etməyə başladı. Bu məqsəd onun bütün gələcək karyerasını müəyyənləşdirdi.
Tommy Flowers, təxminən 1940-cı il
Mühəndislərin əksəriyyəti elektron komponentləri geniş miqyasda istifadə olunduqda təlaşlı və etibarsız olduqları üçün tənqid edirdilər, lakin Çiçəklər göstərdi ki, davamlı və gözləniləndən daha aşağı güclərlə istifadə edildikdə, vakuum boruları əslində heyrətamiz dərəcədə uzun ömür nümayiş etdirir. O, 1000 xəttə xidmət edən açarda rabitə tonunu təyin edən bütün terminalları lampalarla əvəz etməklə öz fikirlərini sübut etdi; cəmi 3-4 min nəfər var idi. Bu quraşdırma 1939-cu ildə real işə salındı. Həmin dövrdə o, telefon nömrələrini saxlayan rele registrlərini elektron relelərlə əvəz etməyi sınaqdan keçirdi.
Flowers, tikmək üçün işə götürdüyü Heath Robinson-un ciddi qüsurlu olduğuna və daha çox lampa və daha az mexaniki hissə ilə daha yaxşı iş görə biləcəyinə inanırdı. 1943-cü ilin fevralında o, maşının alternativ dizaynını Nyumana gətirdi. Çiçəklər, sinxronizasiya problemini aradan qaldıraraq, açarla filmdən ağıllıca xilas oldular. Onun maşını tez bir zamanda əsas mətn yaratmalı idi. O, bütün təkər parametrlərindən keçməli və hər birini şifrəli mətnlə müqayisə edərək, ehtimal uyğunluqları yazaraq, Tunni elektron şəkildə simulyasiya etməli idi. O, belə bir yanaşmanın təxminən 1500 vakuum borusunun istifadəsini tələb edəcəyini hesabladı.
Nyuman və Bletçlinin qalan rəhbərliyi bu təklifə şübhə ilə yanaşırdılar. Çiçəklərin əksər müasirləri kimi, onlar da elektronikanın belə bir miqyasda işləmək üçün hazırlana biləcəyinə şübhə edirdilər. Üstəlik, onu işə salmaq mümkün olsa belə, belə bir maşının müharibədə faydalı olması üçün vaxtında tikilə biləcəyinə şübhə edirdilər.
Dollis Hill-dəki Flowers-ın müdiri ona bu elektron canavarı yaratmaq üçün komanda toplamaq üçün icazə verdi - Çiçəklər Bletçlinin fikrini necə bəyəndiyini təsvir etməkdə tamamilə səmimi olmaya bilər (Andrew Hodges-a görə, Çiçəklər müdiri Qordon Radliyə dedi. , layihənin Bletçlinin kritik işi olduğunu və Radli artıq Çörçilldən Bletçlinin işinin mütləq prioritet olduğunu eşitmişdi). Çiçəklərdən əlavə, Sidney Broadhurst və William Chandler sistemin inkişafında böyük rol oynadılar və bütün ideya Dollis Hill-in resurslarının yarısı qədər demək olar ki, 50 nəfəri işə götürdü. Komanda telefoniyada istifadə olunan presedentlərdən ilhamlanıb: sayğaclar, şaxələnmə məntiqi, marşrutlaşdırma və siqnalizasiya üçün avadanlıq və avadanlığın vəziyyətinin dövri ölçülməsi üçün avadanlıq. Broathurst belə elektromexaniki sxemlərin ustası idi, Flowers və Chandler isə konseptləri rele dünyasından klapanlar dünyasına necə köçürməyi başa düşən elektronika mütəxəssisləri idi. 1944-cü ilin əvvəlində komanda Bletchley-də işləyən bir modelə sahib idi. Nəhəng maşına "Colossus" adı verildi və saniyədə 5000 simvolu etibarlı şəkildə emal edərək, "Heath Robinson"u geridə qoya biləcəyini tez bir zamanda sübut etdi.
Nyuman və Bletçlinin qalan rəhbərliyi Çiçəkləri geri çevirməklə səhv etdiklərini tez başa düşdülər. 1944-cü ilin fevralında onlar iyunun 12-dək xidmətdə olması nəzərdə tutulan daha 1 Colossi sifariş verdilər - bu tarix üçün Fransanın işğalı planlaşdırılırdı, baxmayaraq ki, Çiçəklər bunu bilmirdi. Flowers açıq şəkildə bunun qeyri-mümkün olduğunu söylədi, lakin qəhrəmancasına səylə komandası mayın 31-dək ikinci avtomobili təhvil verə bildi və bu avtomobildə komandanın yeni üzvü Alan Kumbs bir çox təkmilləşdirmələr etdi.
Mark II kimi tanınan yenidən işlənmiş plan, ilk maşının uğurunu davam etdirdi. Filmin qidalanma sisteminə əlavə olaraq o, 2400 lampa, 12 fırlanan açar, 800 rele və elektrik yazı makinasından ibarət idi.
Colossus Mark II
Müxtəlif tapşırıqların öhdəsindən gəlmək üçün fərdiləşdirilə bilən və kifayət qədər çevik idi. Quraşdırıldıqdan sonra qadın komandalarının hər biri müəyyən problemləri həll etmək üçün öz Colossusunu köklədi. Tunninin təkərlərini simulyasiya edən elektron halqaların qurulması üçün telefon operatorunun panelinə bənzər bir kommutator lazım idi. Bir sıra açarlar operatorlara iki məlumat axını emal edən istənilən sayda funksional aparat qurmağa imkan verdi: xarici film və üzüklər tərəfindən yaradılan daxili siqnal. Müxtəlif məntiqi elementləri birləşdirərək, "Colossus" verilənlər əsasında ixtiyari Boolean funksiyalarını, yəni 0 və ya 1 verən funksiyaları hesablaya bilər. Hər bir vahid "Colossus" sayğacını artırdı. Ayrı bir idarəetmə aparatı, sayğacın vəziyyətinə əsasən şaxələnmiş qərarlar qəbul etdi - məsələn, sayğacın dəyəri 1000-dən çox olduqda çıxışı dayandırmaq və çap etmək.
"Colossus" təyin etmək üçün keçid paneli
Fərz edək ki, Colossus müasir mənada ümumi təyinatlı proqramlaşdırıla bilən kompüter olardı. O, məntiqi olaraq iki məlumat axını birləşdirə bilərdi - biri lentdə, digəri isə zəngli sayğaclar tərəfindən yaradılan - və rast gəlinənlərin sayını hesablaya bilərdi, vəssalam. Colossus-un "proqramlaşdırılmasının" çox hissəsi kağız üzərində aparıldı, operatorlar analitiklər tərəfindən hazırlanmış qərar ağacını icra etdilər: deyək ki, "sistemin çıxışı X-dən azdırsa, B konfiqurasiyasını təyin edin və Y-ni yerinə yetirin, əks halda Z-ni yerinə yetirin".
"Colossus" üçün yüksək səviyyəli blok diaqramı
Buna baxmayaraq, "Koloss" ona tapşırılan vəzifəni kifayət qədər həll edə bildi. Atanasoff-Berry kompüterindən fərqli olaraq, Colossus son dərəcə sürətli idi - o, saniyədə 25000 simvolu emal edə bilirdi, hər biri bir neçə Boolean əməliyyatı tələb edə bilər. Mark II filmin beş müxtəlif hissəsini eyni vaxtda oxuyub emal edərkən Mark I-dən beş dəfə sürətlidir. Fotosellərdən (zenitdən götürülmüş) istifadə edərək bütün sistemi yavaş elektromexaniki I / O cihazları ilə birləşdirməkdən imtina etdi. ) daxil olan lentləri oxumaq və yazı maşını çıxışını bufer etmək üçün reyestr. 1990-cı illərdə Colossus-u bərpa edən komandanın lideri göstərdi ki, o, hələ də öz biznesində 1995-ci il Pentium əsaslı kompüteri asanlıqla geridə qoya bilər.
Bu güclü söz emal maşını Tunny kodunu qırmaq üçün layihənin mərkəzinə çevrildi. Müharibə bitməzdən əvvəl daha on Mark II inşa edildi, panelləri Birmingemdəki poçt fabrikində nə hazırladıqları barədə heç bir məlumatı olmayan işçilər tərəfindən ayda bir parça möhürləndi və sonra Bletchleydə yığıldı. Təchizat Nazirliyindən əsəbiləşən bir məmur, min xüsusi klapan üçün başqa bir tələb aldıqdan sonra, poçt işçilərinin onları almanlara atəş edib-etmədiyini soruşdu. Bu sənaye üsulu ilə, fərdi layihənin əl ilə yığılması ilə deyil, növbəti kompüter 1950-ci illərdən tez istehsal ediləcəkdir. Çiçəklər hər bir Kolossa klapanları qorumaq üçün müharibənin sonuna qədər gecə-gündüz işləməyi tapşırdı. Onlar qaranlıqda sakitcə parıldayaraq, nəmli Britaniya qışını isidərək dayanıb, artıq ehtiyac qalmadığı gün gələnə qədər səbirlə təlimat gözləyirdilər.
Sükut pərdəsi
Bletchley-də baş verən maraqlı dram üçün təbii həvəs bu təşkilatın hərbi nailiyyətlərinin həddindən artıq şişirdilməsinə səbəb oldu. Filmin bunu necə etdiyini təlqin etmək çox absurddur”[Təqlid Oyunu] ki, Alan Turinq olmasaydı, Britaniya sivilizasiyası mövcud olmağı dayandırardı. "Koloss", görünür, Avropadakı müharibənin gedişatına heç bir təsir göstərmədi. Onun ən çox açıqlanan nailiyyəti 1944-cü ildə Normandiya eniş aldatmacasının işlədiyini sübut etmək idi. Tunney vasitəsilə alınan mesajlar göstərirdi ki, müttəfiqlər Hitleri və onun komandanlığını real zərbənin daha şərqdə, Pas de Kaledə gələcəyinə uğurla inandırıblar. Ürəkləndirici məlumatlar, lakin çətin ki, müttəfiq komandanlığın qanında kortizol səviyyəsinin azalması müharibədə qalib gəlməyə kömək etdi.
Digər tərəfdən, Colossusun təqdim etdiyi texnoloji irəliləyişlər danılmaz idi. Ancaq dünya bir müddət bilməyəcək. Çörçill oyunun sonunda mövcud olan bütün Kolossilərin sökülməsini və cihazlarının sirrini onlarla birlikdə poliqona göndərilməsini əmr etdi. İki avtomobil bu ölüm hökmündən birtəhər sağ çıxdı və 1960-cı illərə qədər Britaniya kəşfiyyatının sıralarında qaldı. Lakin o zaman da Britaniya hökuməti Bletçlidəki işlərlə bağlı sükut pərdəsini qaldırmadı. Yalnız 1970-ci illərə qədər onun mövcudluğu ictimaiyyətə məlum oldu.
Bletchley Park-da aparılan işlərin bütün müzakirələrini həmişəlik qadağan etmək qərarı Britaniya hökumətinin həddindən artıq ehtiyatlılığı kimi qiymətləndirilə bilər. Lakin Çiçəklər üçün bu, şəxsi faciə idi. Colossusun ixtiraçısının bütün ləyaqətindən və nüfuzundan məhrum olaraq, Britaniya telefon sistemində releləri elektronika ilə əvəz etmək üçün etdiyi daimi cəhdlər davamlı olaraq əngəlləndikdə narazılıq və məyusluq yaşadı. Əgər o, öz nailiyyətini “Kolos” nümunəsi ilə nümayiş etdirə bilsəydi, arzusunu həyata keçirmək üçün lazım olan təsirə malik olardı. Lakin onun nailiyyətləri məlum olanda Çiçəklər çoxdan təqaüdə çıxmışdı və heç nəyə təsir edə bilmirdi.
Dünyaya səpələnmiş bir neçə elektron hesablama həvəskarı Colossusun məxfiliyi və bu yanaşmanın etibarlılığına dair sübutların olmaması ilə bağlı oxşar problemlərdən əziyyət çəkirdi. Elektromexaniki hesablamalar bir müddət əsas məsələ olaraq qala bilərdi. Lakin elektron hesablamanın üstünlüyünə yüksəlməyə yol açacaq başqa bir layihə var idi. Bu, həm də gizli hərbi inkişafların nəticəsi olsa da, müharibədən sonra gizlədilmədi, əksinə, ENIAC adı altında ən böyük cəsarətlə dünyaya üzə çıxdı.
Nə oxumaq lazımdır:
• Jack Copeland, red. Colossus: Bletchley Parkın Kod qıran kompüterlərinin sirləri (2006)
• Thomas H. Flowers, “The Design of Colossus,” Annals of History of Computing, iyul 1983
• Andrew Hodges, Alan Turing: The Enigma (1983)
Mənbə: www.habr.com