Altri articuli in a serie:
- Storia di u relay
- Storia di l'urdinatori elettronichi
- Storia di u transistor
- Storia di Internet
In u 1938, u capu di l'Intelligenza Secreta Britannica hà acquistatu tranquillamente un duminiu di 24 ettari à 80 chilometri da Londra. Era situatu à l'incrociazione di e ferrovie da Londra à u nordu, è da Oxford in u punente à Cambridge à l'est, è era un locu ideale per una urganizazione chì ùn saria micca vistu da nimu, ma era facilmente raggiungibile da a maiò parte. di i centri impurtanti di a cunniscenza è l'autorità britanniche. A pruprietà cunnisciuta cum'è , divintò u centru di a Gran Bretagna per u codice durante a Siconda Guerra Munniali. Questu hè forsi l'unicu locu in u mondu cunnisciutu per a so implicazione in a criptografia.
tannini
In l'estiu di u 1941, u travagliu era digià in corso à Bletchley per rompe a famosa macchina di criptografia Enigma utilizata da l'armata è a marina tedesca. Sè avete vistu un filmu nantu à i codebreakers britannichi, anu parlatu di Enigma, ma ùn parlemu micca quì - perchè pocu dopu à l'invasione di l'Unioni Suviètica, Bletchley hà scupertu a trasmissione di missaghji cù un novu tipu di criptografia.
Cryptanalysts hà capitu prestu a natura generale di a macchina utilizata per trasmette missaghji, chì anu soprannominatu "Tunny".
A cuntrariu di Enigma, chì i so missaghji anu da esse decifrati a manu, Tunney hà cunnessu direttamente à u teletipu. U teletype hà cunvertitu ogni caratteru inseritu da l'operatore in un flussu di punti è croci (simili à i punti è trattini di u codice Morse) in standard. cù cinque caratteri per lettera. Era testu senza criptu. Tunney hà utilizatu dodici roti à tempu per creà u so propiu flussu parallelu di punti è croci: a chjave. Dopu hà aghjustatu a chjave à u missaghju, pruducia testu cifru trasmessu per l'aria. L'addizione hè stata realizata in aritmetica binaria, induve i punti currispondenu à zeri è e croci currispondenu à quelli:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
Un altru Tanny à u latu di u destinatariu cù i stessi paràmetri pruducia a listessa chjave è l'aghjunghje à u missaghju criptatu per pruduce l'uriginale, chì era stampatu nantu à carta da u teletipu di u destinatariu. Diciamu chì avemu un missaghju: "dot plus dot dot plus". In numeri serà 01001. Aghjunghjite una chjave aleatoria: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, cusì avemu u testu cifru. 10011. Aghjunghjendu a chjave di novu, pudete restaurà u missaghju originale. Cuntrollamu: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, avemu 01001.
L'analisi di u travagliu di Tunney hè stata facilitata da u fattu chì in i primi mesi di u so usu, i mittenti passavanu i paràmetri di rota per esse utilizati prima di mandà un missaghju. In seguitu, i tedeschi anu liberatu i libri di codice cù paràmetri di rota predeterminati, è u mittente hà avutu solu mandà un codice chì u destinatariu puderia utilizà per truvà u paràmetru di rota curretta in u libru. Anu finitu per cambià i libri di codice ogni ghjornu, chì significava chì Bletchley avia da pirate e roti di codice ogni matina.
Curiosamente, i criptanalisti risolviu a funzione Tunny basatu annantu à u locu di e stazioni d'invio è di ricivutu. Cunnetteva i centri nervi di l'altu cumandamentu tedescu cù l'armata è i cumandanti di i gruppi di l'armata in diversi fronti militari europei, da a Francia occupata à e steppe russe. Era un compitu tentativu: pirate Tunney hà prumessu un accessu direttu à l'intenzioni è e capacità di u più altu livellu di u nimicu.
Allora, per mezu di una cumminazione di sbagli da l'operatori tedeschi, di una determinazione astuta è tenace, u ghjovanu matematicu andò assai più luntanu chè simplici cunclusioni nantu à u travagliu di Tunney. Senza vede a macchina stessa, hà determinatu cumplettamente a so struttura interna. Deduce logicamente e pusizioni pussibile di ogni rota (ognuna di quale avia u so numeru primu), è cumu esattamente a pusizione di e roti generava a chjave. Armatu di sta infurmazione, Bletchley hà custruitu rèpliche di u Tunney chì puderia esse usatu per decifrare i missaghji - appena i roti sò stati adattati.
12 roti chjave di una macchina di cifratura Lorenz cunnisciuta cum'è Tanny
Heath Robinson
À a fine di u 1942, Tat cuntinuò à attaccà Tanni, avendu sviluppatu una strategia speciale per questu. Hè stata basatu annantu à u cuncettu di delta: a somma modulo 2 di un signalu in un missaghju (puntu o croce, 0 o 1) cù u prossimu. Si capì chì per via di u muvimentu intermittenti di i roti Tunney, ci era una relazione trà u delta di u testu cifru è u delta di u testu chjave: anu da cambià inseme. Dunque, se paragunate u testu di criptu cù u testu chjave generatu nantu à diverse paràmetri di rota, pudete calculà u delta per ognunu è cuntà u numeru di partite. Un tassu di cunfrontu bè in più di 50% deve marcà un candidatu potenziale per a chjave di u messagiu veru. L'idea era bona in teoria, ma era impussibile di implementà in a pratica, postu chì era necessariu di fà 2400 passaghji per ogni missaghju per verificà tutti i paràmetri pussibuli.
Tat hà purtatu u prublema à un altru matematicu, Max Newman, chì guidava u dipartimentu di Bletchley chì tutti chjamanu "Newmania". Newman era, à u primu sguardu, una scelta improbabile per guidà l'urganizazione sensibile di l'intelligenza britannica, postu chì u so babbu era di Germania. Tuttavia, pareva improbabile ch'ellu spiessi per Hitler postu chì a so famiglia era ebrea. Era tantu preoccupatu di u prugressu di a dominazione di Hitler in Auropa chì trasfirìu a so famiglia à a salvezza di New York pocu dopu à u colapsu di a Francia in u 1940, è per un tempu ellu stessu hà cunsideratu di trasfurmà à Princeton.
Max Newman
Hè accadutu chì Newman hà avutu l'idea di travaglià nantu à i calculi necessarii da u metudu Tata - per creà una macchina. Bletchley era digià abituatu à aduprà macchine per a criptanalisi. Hè cusì chì Enigma hè stata crackata. Ma Newman hà cuncipitu un certu dispusitivu elettronicu per travaglià nantu à u cifru Tunney. Prima di a guerra, hà insignatu in Cambridge (unu di i so studianti era Alan Turing), è sapia di i contatori elettronici custruiti da Wynne-Williams per cuntà particelle à Cavendish. L'idea era questa: si sincronizzava dui filmi chjusi in un ciclu, scorri à alta velocità, unu di i quali avia una chjave, è l'altru un missaghju criptatu, è trattatu ogni elementu cum'è un processore chì cuntava delta, allora un contatore elettronicu puderia. aghjunghje i risultati. Leghjendu a partitura finale à a fine di ogni corsa, unu puderia decide se sta chjave era una putenziale o micca.
Hè accadutu chì un gruppu di ingegneri cù una sperienza adattata esiste solu. À mezu à elli era Wynne-Williams stessu. Turing hà recrutatu Wynne-Williams da u Laboratoriu Radar Malvern per aiutà à creà un novu rotore per a macchina Enigma, utilizendu l'elettronica per cuntà i turni. Hè statu assistitu cù questu è un altru prughjettu Enigma da trè ingegneri da a Stazione di Ricerca Postale di Dollys Hill: William Chandler, Sidney Broadhurst è Tommy Flowers (lasciate ricurdà chì l'Uffiziu Postale Britannicu era una urganizazione d'alta tecnulugia, è era rispunsevuli micca. solu per a posta di carta, ma è per a telegrafia è a telefonia). I dui prughjetti fallenu è l'omi sò stati lasciati inattivi. Newman li raccolse. Hà numinatu Flowers per guidà una squadra chì hà creatu un "dispositivu di cumminzione" chì cuntà i delta è trasmette u risultatu à un contatore chì Wynne-Williams hà travagliatu.
Newman hà occupatu l'ingegneri cù a custruzzione di e macchine è u Dipartimentu di a Donna di a Marina Reale cù l'operazioni di e so macchine di processazione di i missaghji. U guvernu hà cunfidatu solu l'omi cù pusizioni di dirigenza di altu livellu, è e donne anu fattu bè cum'è l'ufficiali di l'operazioni di Bletchley, gestionendu tramindui a trascrizione di messagi è a decodificazione. Ils ont réussi de manière très organique à passer du travail clérical à la prise en charge des machines qui automatisaient leur travail. Hanu chjamatu frivolmente a so vittura "", equivalente britannicu [i dui eranu illustratori di caricatura chì raffiguravanu apparecchi estremamente cumplessi, voluminosi è intricati chì eseguivanu funzioni assai simplici / ca. trad.].
A vittura "Old Robinson", assai simile à u so predecessore, a vittura "Heath Robinson".
In verità, Heath Robinson, ancu s'ellu hè abbastanza affidabile in teoria, soffre di prublemi seri in a pratica. A cosa principal era a necessità di a sincronizazione perfetta di i dui filmi - u testu di cifru è u testu chjave. Ogni allungamentu o slipping di qualcunu di i filmi rendeva u passaghju tutale inutilizabile. Per minimizzà u risicu di l'errore, a macchina ùn hà micca processatu più di 2000 XNUMX caratteri per seconda, ancu s'è i cinturi puderanu travaglià più veloce. Fiori, chì accunsenu à reluctantly cù u travagliu di u prughjettu di Heath Robinson, hà cridutu chì ci era un modu megliu: una macchina custruita quasi sanu da cumpunenti elettroni.
Culossu
Thomas Flowers hà travagliatu cum'è ingegnere in u dipartimentu di ricerca di l'Uffiziu postale britannicu da u 1930, induve hà inizialmente travagliatu nantu à a ricerca in cunnessione sbagliata è falluta in novi scambii telefuni automatici. Questu l'hà purtatu à pensà à cumu creà una versione mejorata di u sistema telefuninu, è in u 1935 hà cuminciatu à favurizà a rimpiazzamentu di i cumpunenti di u sistema elettromeccanicu cum'è i relè cù l'elettronica. Stu scopu hà determinatu tutta a so carriera futura.
Tommy Flowers, circa 1940
A maiò parte di l'ingegneri anu criticatu i cumpunenti elettronichi per esse capricciosi è inaffidabili quandu anu utilizatu à grande scala, ma Flowers hà dimustratu chì quandu anu utilizatu in modu continuu è à putenzi assai sottu à u so designu, i tubi vacuum in realtà mostravanu una durata di vita sorprendentemente longa. Pruvate e so idee rimpiazzendu tutti i terminali di dial-tone in un switch 1000-line cù tubi; in totale ci era 3-4 mila di elli. Sta stallazione hè stata lanciata in u travagliu veru in u 1939. Duranti u listessu periodu, hà sperimentatu à rimpiazzà i registri di relè chì guardavanu numeri di telefunu cù relè elettroni.
Flowers hà cridutu chì u Heath Robinson ch'ellu era assuciatu per custruisce era seriamente difettu, è chì puderia risolve u prublema assai megliu usendu più tubi è menu pezzi meccanichi. In u frivaru di u 1943, hà purtatu un disignu alternativu per a macchina à Newman. I fiori anu sbarazzatu intelligente di a cinta chjave, eliminendu u prublema di sincronizazione. A so macchina avia da generà u testu chjave nantu à a mosca. Ella simulava Tunney elettronicamente, passava per tutti i paràmetri di a rota è paragunendu ognuna cù u testu cifratu, arregistrendu probabili partite. Hà stimatu chì questu approcciu duveria l'usu di circa 1500 XNUMX tubi di vacuum.
Newman è u restu di a gestione di Bletchley eranu scettichi di sta pruposta. Cum'è a maiò parte di i cuntimpuranii di Flowers, anu dubbitatu chì l'elettronica puderia esse fatta per travaglià in una tale scala. Inoltre, ancu s'ellu puderia esse fattu per travaglià, dubitanu chì una tale macchina puderia esse custruita in u tempu per esse utile in a guerra.
U capu di Flowers in Dollis Hill li hà datu u permessu di assemblà una squadra per creà stu mostru elettronicu - Fiori ùn anu micca statu sanu sanu sinceru à discriviri quantu a so idea era piaciuta à Bletchley (Sicondu Andrew Hodges, Flowers hà dettu. u so capu, Gordon Radley, chì u prughjettu era un travagliu criticu per Bletchley, è Radley avia digià intesu da Churchill chì u travagliu di Bletchley era una priorità assoluta). In più di Fiori, Sidney Broadhurst è William Chandler anu ghjucatu un rolu maiò in u sviluppu di u sistema, è tutta l'impresa impiegava quasi 50 persone, a mità di e risorse di Dollis Hill. A squadra hè stata inspirata da i precedenti utilizati in a telefonia: metri, logica di filiale, equipamentu per routing è traduzzione di signali, è equipamentu per misure periodiche di u statu di l'equipaggiu. Broadhurst era un maestru di tali circuiti elettromeccanici, è Flowers è Chandler eranu esperti in l'elettronica chì anu capitu cumu trasfirià cuncetti da u mondu di i relè à u mondu di e valvole. À principiu di u 1944, a squadra avia prisentatu un mudellu di travagliu à Bletchley. A macchina giganti hè stata chjamata "Colossus", è hà dimustratu rapidamente chì puderia eclipsà Heath Robinson processendu in modu affidabile 5000 XNUMX caratteri per seconda.
Newman è u restu di a gestione di Bletchley hà capitu prestu ch'elli avianu fattu un sbagliu di ricusà Flowers. In u frivaru di u 1944, anu urdinatu 12 più Colossi, chì duveranu esse operativi da u 1 di ghjugnu - a data chì l'invasione di Francia hè stata pianificata, ancu s'è, sicuru, questu era scunnisciutu à Flowers. Flowers hà dettu chjosu chì questu era impussibile, ma cù sforzi eroici u so squadra hà sappiutu furnisce una seconda vittura da u 31 di maghju, à quale u novu membru di a squadra Alan Coombs hà fattu assai miglioramenti.
U disignu rivisatu, cunnisciutu com'è Mark II, cuntinuau u successu di a prima vittura. In più di u sistema di furnimentu di film, era custituitu da 2400 lampade, 12 interruttori rotativi, 800 relè è una macchina da scrivere elettrica.
Colossus Mark II
Era abbastanza persunalizabile è flessibile per trattà una varietà di attività. Dopu a stallazione, ogni squadra di e donne hà cunfiguratu u so "Colossus" per risolve certi prublemi. Un patch panel, simile à u pannellu di l'operatore di u telefuninu, era necessariu per stabilisce anelli elettronici chì simulavanu e roti Tunney. Un set di switches hà permessu à l'operatori di cunfigurà ogni quantità di dispositi funziunali chì processanu dui flussi di dati: un filmu esternu è un signalu internu generatu da l'anelli. Cumminendu un inseme di elementi lògichi diffirenti, Colossus puderia calculà e funzioni booleane arbitrarie basate nantu à e dati, vale à dì, funzioni chì pruduceranu un 0 o 1. Ogni unità aumentava u cuntatore Colossus. Un apparatu di cuntrollu separatu hà fattu decisioni di ramificazione basatu annantu à u statu di u contatore - per esempiu, ferma è stampate un output se u valore di u contatore superava 1000.
Pannellu di cambià per cunfigurà "Colossus"
Assumimu chì u Colossu era un computer programmable per scopi generale in u sensu mudernu. Puderia cumminà logicamente dui flussi di dati - unu nantu à a cinta, è unu generatu da i contatori d'anelli - è cuntà u numeru di 1s chì hà scontru, è questu hè. A maiò parte di a "programmazione" di u Colossu hè stata fatta nantu à carta, cù l'operatori esecutà un arbulu di decisione preparatu da l'analisti: dì: "se l'output di u sistema hè menu di X, cunfigurate a cunfigurazione B è fate Y, altrimente fate Z".
Diagramma di bloccu di altu livellu per Colossus
Tuttavia, "Colossus" era abbastanza capaci di risolve u compitu assignatu. A cuntrariu di l'urdinatore Atanasoff-Berry, u Colossu era estremamente veloce - puderia processà 25000 XNUMX caratteri per seconda, ognuna di quale puderia esse bisognu di parechje operazioni booleane. U Mark II hà aumentatu a velocità di cinque volte sopra u Mark I, leghjendu è trasfurmendu simultaneamente cinque sezioni diverse di film. Hè ricusatu di cunnette tuttu u sistema cù lenti apparecchi elettromeccanici di input-output, cù fotocellule (pigliate da anti-aerei). ) per leghje i nastri in entrata è un registru per buffering output machinewriter. U capu di a squadra chì hà restauratu Colossus in l'anni 1990 hà dimustratu chì puderia ancu facilmente superà un urdinatore basatu in Pentium 1995 à u so travagliu.
Stu putente macchina di trasfurmazioni di testi divintò u centru di u prugettu di rompe u codice Tunney. Dieci Mark II più sò stati custruiti prima di a fine di a guerra, i pannelli per i quali sò stati sbulicati à un ritmu di unu per mese da i travagliadori in a fabbrica postale in Birmingham, chì ùn anu micca idea di ciò chì facianu, è poi assemblati in Bletchley. . Un ufficiale irritatu da u Ministeru di l'Approvisionamentu, dopu avè ricevutu una altra dumanda per mille valvole speciali, hà dumandatu se i travagliadori postali li "tillavanu à i tedeschi". In questu modu industriale, piuttostu cà assemblendu a manu un prughjettu individuale, u prossimu computer ùn saria micca pruduttu finu à l'anni 1950. Sutta l'istruzzioni di Flowers per prutege e valvole, ogni Colossu hà operatu ghjornu è notte finu à a fine di a guerra. Si stavanu tranquillamenti brillanti in a bughjura, scaldendu l'inguernu britannicu umitu è aspittendu pacienza l'istruzzioni finu à u ghjornu chì ùn era più necessariu.
Velu di silenziu
L'entusiasmu naturali per u dramma intrigante chì si sviluppa in Bletchley hà purtatu à una grossa esagerazione di i rializazioni militari di l'urganizazione. Hè terribilmente assurdu à insinuà, cum'è u filmu."[U ghjocu d'imitazione] chì a civiltà britannica cesserebbe di esiste se ùn era micca per Alan Turing. "Colossus", apparentemente, ùn avia micca impattu nantu à u cursu di a guerra in Europa. U so successu più publicitatu era dimustrà chì l'ingannimentu di sbarcu in Normandia di u 1944 avia travagliatu. I missaghji ricevuti da Tanny suggerenu chì l'Alliati avianu cunvintu cù successu à Hitler è u so cumandamentu chì u veru colpu vene più à u livante, à u Pas de Calais. Incuragisce l'infurmazioni, ma hè improbabile chì a riduzzione di u nivellu di cortisol in u sangue di u cumandamentu alliatu hà aiutatu à vince a guerra.
Per d 'altra banda, l'avanzati tecnologichi chì Colossus presentava eranu innegabili. Ma u mondu ùn hà micca sapè questu prestu. Churchill hà urdinatu chì tutti i "Colossi" esistenti à l'ora di a fine di u ghjocu sò smantellati, è u sicretu di u so designu deve esse mandatu cun elli à a terraferma. Dui veiculi anu sopravvissutu in qualchì modu à sta sentenza di morte, è sò stati in u serviziu di intelligenza britannica finu à l'anni 1960. Ma ancu allora u guvernu britannicu ùn hà micca alzatu u velu di u silenziu in quantu à u travagliu in Bletchley. Hè solu in l'anni 1970 chì a so esistenza divintò cunniscenza publica.
A decisione di pruibisce permanentemente ogni discussione di u travagliu realizatu in Bletchley Park puderia esse chjamatu una prudenza eccessiva di u guvernu britannicu. Ma per Flowers era una tragedia persunale. Spogliatu di tuttu u creditu è u prestigiu di esse l'inventore di u Colossu, hà patitu insatisfazione è frustrazione chì i so tentativi custanti di rimpiazzà i relay cù l'elettronica in u sistema telefuninu britannicu eranu continuamente bluccati. S'ellu puderia dimustrà u so successu attraversu l'esempiu di "Colosu", averia l'influenza necessaria per rializà u so sognu. Ma quandu i so rializazioni sò diventati cunnisciuti, Flowers s'era ritirata da tantu tempu è ùn pudia influenzà nunda.
Diversi dilettanti di l'informatica elettronica spargugliati in u mondu soffrenu di prublemi simili ligati à u sicretu chì circundava Colossus è a mancanza di evidenza per a viabilità di stu approcciu. L'informatica elettromeccanica puderia esse rè per qualchì tempu à vene. Ma ci era un altru prughjettu chì apre a strada per l'informatica elettronica per piglià u centru. Ancu s'ellu era ancu u risultatu di sviluppi militari sicreti, ùn hè micca oculatu dopu à a guerra, ma à u cuntrariu, hè statu revelatu à u mondu cù u più grande aplombu, sottu u nome ENIAC.
Cosa à leghje:
• Jack Copeland, ed. Colossus: I Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers (2006)
• Thomas H. Flowers, "The Design of Colossus", Annals of the History of Computing, lugliu 1983
• Andrew Hodges, Alan Turing: L'enigma (1983)
Source: www.habr.com