Serieko beste artikulu batzuk:
- Erreleboaren historia
- Ordenagailu elektronikoen historia
- Transistorearen historia
- Interneteko historia
1938an, British Secret Intelligenceko buruak isilean erosi zuen 24 hektareako finka bat Londrestik 80 miliara. Londrestik iparraldera, eta Oxfordetik mendebaldetik ekialdetik Cambridgerainoko trenbideen bidegurutzean zegoen, eta inork ikusiko ez zuen erakunde baterako kokapen aproposa zen, baina gehienen eskura zegoen. jakintza-zentro garrantzitsuenak eta britainiar agintariak. izenez ezagutzen den finka , Bigarren Mundu Gerran Britainia Handiko kode hausteko zentro bihurtu zen. Hau da, beharbada, kriptografian duen parte-hartzeagatik ezagutzen den munduko leku bakarra.
tanina
1941eko udan, jadanik Bletchley-n lanean ari ziren Alemaniako armadak eta armadak erabiltzen zuen Enigma zifratzeko makina famatua hausteko. Britainiar kode-hausleei buruzko pelikula bat ikusi bazenuen, Enigmari buruz hitz egiten zuten, baina hemen ez dugu horretaz hitz egingo - Sobietar Batasunaren inbasioaren ostean, Bletchley-k enkriptazio mota berri batekin mezuen transmisioa aurkitu zuelako.
Kriptanalistek laster jakin zuten mezuak transmititzeko erabiltzen zen makinaren izaera orokorra, "Tunny" ezizena jarri zieten.
Enigma ez bezala, zeinaren mezuak eskuz deszifratu behar ziren, Tunney zuzenean konektatu zen teletipoarekin. Teletipoak operadoreak sartutako karaktere bakoitza puntu eta gurutze korronte batean bihurtu zuen (Morse kodearen puntu eta marren antzekoa) estandarrean. letra bakoitzeko bost karaktererekin. Zifratu gabeko testua zen. Tunneyk hamabi gurpil erabili zituen aldi berean bere puntu eta gurutze-korronte paraleloa sortzeko: giltza. Ondoren, mezuari gakoa gehitu zion, airean transmititutako testu zifratua sortuz. Batuketa aritmetika bitarrean egin zen, puntuak zeroei eta gurutzeak batei zegokion:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
Ezarpen berberak zituen hartzailearen aldean dagoen beste Tanny batek gako bera sortu zuen eta enkriptatutako mezuari gehitu zion jatorrizkoa sortzeko, hartzailearen teletipoak paperean inprimatu zuena. Demagun mezu bat dugula: "puntu gehi puntu puntu gehi". Zenbakietan 01001 izango da. Gehitu dezagun ausazko gako bat: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, beraz, testu zifratua lortuko dugu. 10011. Gakoa berriro gehituz gero, jatorrizko mezua leheneratu dezakezu. Egiaztatu dezagun: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, 01001 lortuko dugu.
Tunney-ren lana aztertzea erraztu zen bere erabileraren hasierako hilabeteetan, igorleek gurpilen ezarpenak pasatzen zituzten mezu bat bidali aurretik erabiltzeko. Geroago, alemaniarrek gurpilen ezarpenak aurrez ezarrita zituzten kode-liburuak kaleratu zituzten, eta igorleak hartzaileak erabil zezakeen kodea bidali behar izan zuen liburuan gurpilaren ezarpen zuzena aurkitzeko. Egunero kode liburuak aldatzen amaitu zuten, eta horrek esan nahi zuen Bletchleyk goizero kode-gurpilak hackeatu behar zituela.
Interesgarria da kriptanalistek Tunny funtzioa igortzeko eta jasotzeko estazioen kokapenaren arabera ebatzi zuten. Alemaniako goi agintearen nerbio-guneak armada eta armada taldeen komandanteekin lotu zituen Europako hainbat fronte militarretan, Frantzia okupatutik Errusiako estepetaraino. Zeregin tentagarria izan zen: Tunney-k pirateatzea etsaiaren goi-mailako asmo eta gaitasunetara zuzeneko sarbidea agindu zuen.
Orduan, operadore alemaniarren akatsen, maltzurkeriaren eta determinazio zorrotzaren konbinazio baten bidez, matematikari gazteak Tunneyren lanari buruzko ondorio soilak baino askoz harago joan zen. Makina bera ikusi gabe, bere barne egitura guztiz zehaztu zuen. Logikoki ondorioztatu zituen gurpil bakoitzaren posizio posibleak (bakoitzak bere zenbaki lehena zuen), eta gurpilen posizioak nola sortzen zuen zehazki giltza. Informazio horrekin armatuta, Bletchley-k Tunney-ren erreplikak eraiki zituen, mezuak deszifratzeko erabil zitezkeen —gurpilak behar bezala egokitu bezain pronto—.
Tanny izenez ezagutzen den Lorenz zifratzeko makina baten 12 giltza
Heath Robinson
1942. urtearen amaieran, Tatek Tanni erasotzen jarraitu zuen, horretarako estrategia berezi bat garatuta. Delta kontzeptuan oinarritzen zen: mezu bateko seinale baten modulo 2 batura (puntu edo gurutzea, 0 edo 1) hurrengoarekin. Konturatu zen Tunney-ko gurpilen etengabeko mugimenduaren ondorioz, testu zifratuaren delta eta gako testuaren deltaren artean harreman bat zegoela: elkarrekin aldatu behar izan zuten. Beraz, testu zifratua gurpil-ezarpen desberdinetan sortutako gako-testuarekin konparatzen baduzu, bakoitzaren delta kalkula dezakezu eta partida kopurua zenbatu dezakezu. %50etik gorako bat-etortze-tasa batek benetako mezu-gakorako hautagai potentziala markatu beharko luke. Ideia ona zen teorian, baina ezinezkoa zen praktikan inplementatzea, mezu bakoitzeko 2400 pase egin behar baitzituen ezarpen posible guztiak egiaztatzeko.
Tatek beste matematikari bati eraman zion arazoa, Max Newman-i, denek "Newmania" deitzen zioten Bletchley-ko departamentuaren buru. Newman, lehen begiratuan, aukera zaila izan zen britainiar inteligentzia erakunde sentikorra zuzentzeko, bere aita alemaniarra baitzen. Hala ere, nekez zirudien Hitlerren alde espiatuko zuenik bere familia judua zenez. Hitlerrek Europan izan zuen nagusitasunaren aurrerapenaz hain kezkatuta zegoen, non bere familia New Yorkeko segurtasunera eraman zuen 1940an Frantziaren kolapsatu eta gutxira, eta denbora batez Princetonera joatea pentsatu zuen.
Max Newman
Gertatu zen Newmanek Tata metodoak eskatzen dituen kalkuluak lantzeko ideia bat izan zuela, makina bat sortuz. Bletchley dagoeneko ohituta zegoen kriptoanalisirako makinak erabiltzen. Horrela pitzatu zen Enigma. Baina Newmanek gailu elektroniko jakin bat asmatu zuen Tunney zifrarekin lan egiteko. Gerra aurretik, Cambridgen irakasten zuen (bere ikasleetako bat Alan Turing zen), eta Wynne-Williamsek Cavendish-en partikulak zenbatzeko eraikitako kontagailu elektronikoen berri bazekien. Ideia hau zen: begizta batean itxitako bi pelikula sinkronizatzen badituzu, abiadura handian korrituz, horietako bat gako bat zuen, eta bestea mezu enkriptatu bat, eta elementu bakoitza deltak zenbatzen dituen prozesadore gisa tratatzen bazenu, orduan kontagailu elektroniko batek lezake. batu emaitzak. Korrika bakoitzaren amaieran azken puntuazioa irakurrita, erabaki zitekeen gako hori balizko bat den ala ez.
Gertatu zen esperientzia egokia zuen ingeniari talde bat existitu zela. Horien artean Wynne-Williams bera zegoen. Turing-ek Malvern Radar Laborategiko Wynne-Williams kontratatu zuen Enigma makinarentzat errotore berri bat sortzen laguntzeko, elektronika erabiliz biraketak zenbatzeko. Dollis Hill-eko Postal Research Station-eko hiru ingeniariek lagundu zuten honetan eta beste Enigma proiektu batean: William Chandler, Sidney Broadhurst eta Tommy Flowers (gogora dezagun Britainia Handiko Post Office goi-teknologiako erakunde bat zela, eta ardura ez zela. paperezko postarako bakarrik, baina eta telegrafia eta telefoniarako). Bi proiektuek porrot egin zuten eta gizonak geldi geratu ziren. Newmanek bildu zituen. Flowers izendatu zuen deltak zenbatu eta emaitza Wynne-Williams lanean ari zen kontagailu batera helaraziko zuen "konbinazio gailu" bat sortu zuen talde bat zuzentzeko.
Newmanek ingeniariak makinak eraikitzen eta Royal Navyko Emakumeen Departamentua bere mezuak prozesatzeko makinak ustiatzen zituen. Gobernuak goi-mailako lidergo karguak zituzten gizonak baino ez zituen fidatzen, eta emakumeak ondo aritu ziren Bletchley-ren operazioko ofizialekin, mezuen transkripzioa nahiz deskodetze konfigurazioak kudeatzen. Oso organikoki lortu zuten bulego-lanetik beren lana automatizatzen zuten makinak zaintzera pasatzea. Errazkeriaz izena jarri zioten autoari "", britainiar baliokidea [biak marrazkilari marrazkilariak ziren, oso funtzio sinpleak betetzen zituzten gailu oso konplexuak, handiak eta korapilatsuak irudikatzen zituztenak / gutxi gorabehera. itzul.].
"Old Robinson" autoa, bere aurrekoaren oso antzekoa, "Heath Robinson" autoa
Izan ere, Heath Robinsonek, teorian nahiko fidagarria izan arren, arazo larriak izan zituen praktikan. Bi pelikulen sinkronizazio perfektuaren beharra izan zen nagusia: testu zifratua eta testu gakoa. Filmetako edozein luzatzeak edo irristatzeak pasarte osoa erabilezin bihurtzen zuen. Akatsak izateko arriskua gutxitzeko, makinak ez zituen 2000 karaktere baino gehiago prozesatu segundoko, nahiz eta uhalak azkarrago lan egin zezakeen. Heath Robinson proiektuaren lanarekin gogoz kontra ados egon zen Flowers-ek, bide hoberik bazegoela uste zuen: osagai elektronikoz ia osorik eraikitako makina bat.
Kolosoa
Thomas Flowers ingeniari gisa lan egin zuen Britainia Handiko Posta Bulegoko ikerketa-departamenduan 1930etik, non, hasiera batean, telefono-zentral automatiko berrietako konexio okerrak eta hutsak ikertzen aritu zen. Honek telefono-sistemaren bertsio hobetua nola sortu pentsatzera eraman zuen, eta 1935erako sistema elektromekanikoen osagaiak (erreleak bezalakoak) elektronikoekin ordezkatzea defendatzen hasi zen. Helburu horrek bere etorkizuneko ibilbide osoa zehaztu zuen.
Tommy Flowers, 1940 inguruan
Ingeniari gehienek eskala handian erabiltzen direnean kapritxoak eta fidagarriak ez direlako kritikatu dute osagai elektronikoak, baina Flowers-ek erakutsi zuen etengabe eta haien diseinutik beherako potentziarekin erabiltzen zirenean, huts-hodiek bizitza izugarri luzea erakusten zutela. Bere ideiak frogatu zituen 1000 lineako etengailuko marka-tonuko terminal guztiak hodiekin ordezkatuz; guztira 3-4 mila ziren. Instalazio hau 1939an jarri zen martxan benetako lanera. Aldi berean, telefono-zenbakiak gordetzen zituzten errele erregistroak errele elektronikoekin ordezkatzen esperimentatu zuen.
Flowers-ek uste zuen eraikitzeko kontratatu zuten Heath Robinson akats larria zela, eta arazoa askoz hobeto konpondu zezakeela hodi gehiago eta pieza mekaniko gutxiago erabiliz. 1943ko otsailean, makinaren diseinu alternatibo bat ekarri zuen Newman-era. Loreek trebetasunez kendu zuten giltza zinta, sinkronizazio arazoa ezabatuz. Bere makinak gako testua hegan sortu behar zuen. Tunney elektronikoki simulatuko zuen, gurpilen ezarpen guztiak aztertuz eta bakoitza testu zifratuarekin alderatuz, ziurrenik partidak grabatuz. Hurbilketa honek 1500 huts-hodi inguru erabiltzea eskatuko zuela kalkulatu zuen.
Newman eta Bletchley-ren gainontzeko zuzendaritzak eszeptiko ziren proposamen honekin. Flowers-en garaikide gehienek bezala, zalantzan jarri zuten elektronikak halako eskala batean funtzionatuko ote zen. Gainera, funtzionatu zitekeen arren, zalantzan jartzen zuten halako makina bat gerran erabilgarria izateko garaiz eraiki zitekeela.
Dollis Hill-en Flowers-en buruzagiak baimena eman zion munstro elektroniko hau sortzeko talde bat biltzeko - Flowers agian ez zen guztiz zintzoa izan Bletchley-n bere ideia zenbat gustatu zitzaion deskribatzean (Andrew Hodgesen arabera, Flowersek esan zuen. bere buruak, Gordon Radleyk, proiektua Bletchleyrentzat lan kritikoa zela, eta Radleyk Churchill-i jadanik entzuna zuen Bletchleyren lana erabateko lehentasuna zela). Flowersez gain, Sidney Broadhurstek eta William Chandler-ek zeresan handia izan zuten sistemaren garapenean, eta enpresa osoak ia 50 pertsona enplegatzen zituen, Dollis Hill-en baliabideen erdia. Taldea telefonian erabilitako aurrekarietan inspiratu zen: neurgailuak, adar logika, bideratze eta seinaleen itzulpenerako ekipoak eta ekipoen egoera aldizkako neurtzeko ekipoak. Broadhurst maisua zen halako zirkuitu elektromekanikoetan, eta Flowers eta Chandler elektronika adituak ziren, erreleen mundutik balbulen mundura kontzeptuak nola transferitzen jakin zutenak. 1944 hasieran taldeak lan-eredu bat aurkeztu zion Bletchleyri. Makina erraldoiari "Colossus" izena eman zioten, eta azkar frogatu zuen Heath Robinsoni distira zezakeela segundoko 5000 karaktere fidagarri prozesatzen zituelako.
Newman eta Bletchleyko gainontzeko zuzendaritzak berehala konturatu ziren akats bat egin zutela Flowers uko egitean. 1944ko otsailean, beste 12 Colossi agindu zituzten, ekainaren 1erako martxan zeudenak -Frantziaren inbasioa aurreikusi zen datan, baina, noski, Flowers-ek ez zekien hori-. Flowers-ek argi eta garbi esan zuen hori ezinezkoa zela, baina ahalegin heroikoekin bere taldeak bigarren auto bat ematea lortu zuen maiatzaren 31rako, eta Alan Coombs taldeko kide berriak hobekuntza ugari egin zituen.
Diseinu berrituak, Mark II izenez ezagutzen dena, lehen makinaren arrakastari eutsi zion. Filma hornitzeko sistemaz gain, 2400 lanpara, 12 etengailu birakari, 800 errele eta idazteko makina elektriko batez osatuta zegoen.
Koloso Mark II
Pertsonalizagarria eta malgua zen hainbat zeregin kudeatzeko. Instalatu ondoren, emakumezkoen talde bakoitzak bere “Colossus” konfiguratu zuen zenbait arazo konpontzeko. Tunney gurpilak simulatzen zituzten eraztun elektronikoak ezartzeko, adabaki-panel bat behar zen, telefono-operadorearen panelaren antzekoa. Etengailu-multzo bati esker, operadoreek bi datu-korronte prozesatzen zituzten edozein gailu funtzional konfiguratzen zituzten: kanpoko film bat eta eraztunek sortutako barne-seinalea. Elementu logiko ezberdinen multzoa konbinatuz, Colossus-ek datuetan oinarritutako funtzio boolear arbitrarioak kalkula ditzake, hau da, 0 edo 1 sortuko luketen funtzioak. Unitate bakoitzak Colossus kontagailua handitu zuen. Kontrol-aparatu bereizi batek adarkatze-erabakiak hartzen zituen kontagailuaren egoeraren arabera; adibidez, gelditu eta inprimatu irteera bat kontagailuaren balioak 1000 gainditzen baditu.
Aldatu panela "Colossus" konfiguratzeko
Demagun Colossus helburu orokorreko ordenagailu programagarri bat zela zentzu modernoan. Logikoki konbina ditzake bi datu-korronte —bat zintan eta bestea eraztun-kontagailuek sortutakoa— eta aurkitutako 1-kopurua zenbatu, eta kitto. Colossus-en "programazioaren" zati handi bat paperean egin zen, eta operadoreek analistek prestatutako erabaki-zuhaitza exekutatzen zuten: esan, "sistemaren irteera X baino txikiagoa bada, ezarri B konfigurazioa eta egin Y, bestela Z".
Kolosorako maila altuko bloke-diagrama
Hala ere, "Colossus" nahiko gai zen esleitutako zeregina konpontzeko. Atanasoff-Berry ordenagailua ez bezala, Colossus oso azkarra zen: segundoko 25000 karaktere prozesatu zezakeen, eta horietako bakoitzak hainbat eragiketa boolear behar zituen. Mark II-k abiadura bost aldiz handitu zuen Mark I-ren aldean, aldi berean filmaren bost atal ezberdin irakurriz eta prozesatuaz. Sistema osoa sarrera-irteerako gailu elektromekaniko motelekin konektatzeari uko egin zion, fotozelulak erabiliz (hegazkinen aurkakoak hartutakoak). ) sarrerako zintak irakurtzeko eta idazmakinaren irteera tamponatzeko erregistroa. 1990eko hamarkadan Colossus zaharberritu zuen taldeko liderrak erakutsi zuen oraindik erraz gaindi zezakeela bere lanean 1995eko Pentium oinarritutako ordenagailu bat.
Testuak prozesatzeko makina indartsu hau Tunney kodea hausteko proiektuaren erdigunea bihurtu zen. Gerra amaitu baino lehen beste hamar Mark II eraiki ziren, eta panelak hilabetean bat egiten zituzten Birminghameko posta-fabrikako langileek, zeinek ez zekiten zer egiten ari ziren, eta ondoren Bletchley-n muntatzen zituzten. . Hornikuntza Ministerioko funtzionario haserre batek, mila balbula bereziren beste eskaera bat jaso ondoren, posta-langileek "alemanei tiro egiten" ote zien galdetu zuen. Modu industrial honetan, proiektu indibidual bat eskuz muntatuz baino, hurrengo ordenagailua ez zen 1950eko hamarkadara arte ekoitziko. Balbulak babesteko Flowers-en jarraibideen arabera, Colossus bakoitzak gau eta egun funtzionatu zuen gerra amaitu arte. Isilik gelditu ziren iluntasunean distira, negu britainiar hezea berotzen eta pazientziaz argibideak zaintzen, behar ez ziren eguna iritsi arte.
Isiltasunaren beloa
Bletchley-n garatzen zen drama intrigazkoarekiko ilusio naturalak erakundearen lorpen militarrak gehiegikeria handiak eragin zituen. Izugarri absurdua da iradokitzea, filmak egiten duen bezala."[Imitazio Jokoa] Britainiar zibilizazioak existitzeari utziko liokeela Alan Turingek ez balitz. "Kolosoak", itxuraz, ez zuen eraginik izan Europan gerraren bilakaeran. Bere lorpenik ezagutaraziena 1944ko Normandian lehorreratzeko iruzurrak funtzionatu zuela frogatzea izan zen. Tannyren bidez jasotako mezuek iradokitzen zuten aliatuek arrakastaz konbentzitu zutela Hitler eta bere komandoa benetako kolpea ekialderago iritsiko zela, Pas de Calaisen. Informazioa sustagarria, baina nekez da komando aliatuen odolean kortisol maila murrizteak gerra irabazten lagundu zuenik.
Bestalde, Colossus-ek aurkeztutako aurrerapen teknologikoak ukaezinak ziren. Baina munduak ez du hori laster jakingo. Churchillek jokoaren amaieran zeuden "Colossi" guztiak desegiteko agindu zuen, eta haien diseinuaren sekretua haiekin batera zabortegira bidali behar zela. Bi ibilgailuk, nolabait, bizirik atera ziren heriotza zigor honetatik, eta britainiar inteligentzia zerbitzuan egon ziren 1960ko hamarkadara arte. Baina orduan ere britainiar gobernuak ez zuen isiltasunaren beloa altxatu Bletchleyko lanari buruz. 1970eko hamarkadan baino ez zen bere existentzia ezagutzera eman.
Bletchley Parkean egiten ari diren lanen inguruko edozein eztabaida behin betiko debekatzeko erabakia Britainia Handiko gobernuaren gehiegizko zuhurtzia dei liteke. Baina Flowersentzat tragedia pertsonala izan zen. Kolosoaren asmatzailea izatearen kreditu eta prestigio guztia kenduta, atsekabea eta frustrazioa jasan zuen, Britainia Handiko telefono sisteman erreleak elektronikaz ordezkatzeko etengabeko saiakerak etengabe blokeatzen baitziren. "Colossus" adibidearen bidez bere lorpena erakutsiko balu, bere ametsa gauzatzeko beharrezko eragina izango luke. Baina bere lorpenak ezagutu zirenerako, Flowers aspalditik erretiratu zen eta ezin izan zuen ezer eragin.
Munduan zehar sakabanatuta zeuden hainbat informatika elektronikoko zalek Colossus-en inguruko sekretuarekin eta ikuspegi honen bideragarritasunaren froga ezarekin lotutako antzeko arazoak pairatu zituzten. Informatika elektromekanikoa errege izaten jarrai liteke denbora batez. Baina bazegoen informatika elektronikoak protagonismoa har zezan bidea zabalduko zuen beste proiektu bat. Ezkutuko garapen militarren ondorioa ere izan bazen ere, ez zen gerra ostean ezkutatuta egon, aitzitik, munduari aplomo handienarekin agertu zitzaion, ENIAC izenarekin.
Zer irakurri:
• Jack Copeland, ed. Colossus: The Secrets of Bletchley Park-en Codebreaking Computers (2006)
• Thomas H. Flowers, “The Design of Colossus”, Annals of the History of Computing, 1983ko uztaila
• Andrew Hodges, Alan Turing: The Enigma (1983)
Iturria: www.habr.com