Oare artikels yn 'e searje:
- Skiednis fan de estafette
- Skiednis fan elektroanyske kompjûters
- Skiednis fan de transistor
- Ynternet skiednis
Yn 1938 kocht it haad fan 'e Britske geheime yntelliginsje rêstich in lângoed fan 24 hektare 80 kilometer fan Londen. It lei op it krúspunt fan de spoarwegen fan Londen nei it noarden, en fan Oxford yn it westen nei Cambridge yn it easten, en wie in ideale lokaasje foar in organisaasje dy't troch gjinien sjoen wurde soe, mar wie binnen maklik berik fan de measte fan 'e wichtige kennissintra en de Britske autoriteiten. It pân bekend as , waard Brittanje syn sintrum foar codebreaking yn de Twadde Wrâldoarloch. Dit is faaks it ienige plak yn 'e wrâld bekend om syn belutsenens by kryptografy.
tanni
Yn 'e simmer fan 1941 waard by Bletchley al wurke oan it brekken fan 'e ferneamde Enigma-fersiferingsmasine dy't troch it Dútske leger en marine brûkt waard. As jo in film seagen oer Britske codebreakers, se prate oer Enigma, mar wy sille it hjir net oer prate - want koart nei de ynvaazje fan 'e Sovjet-Uny ûntduts Bletchley de oerdracht fan berjochten mei in nij soarte fersifering.
Kryptanalytikers fûnen al gau de algemiene aard fan 'e masine dy't brûkt waard om berjochten te ferstjoeren, dy't se de bynamme "Tunny" neamden.
Oars as Enigma, waans berjochten mei de hân ûntsiferje moasten, ferbûn Tunney direkt mei de teletype. De teletype konvertearre elk karakter dat troch de operator ynfierd waard yn in stream fan punten en krusingen (lykas de stippen en streepkes fan Morsekoade) yn standert mei fiif karakters per letter. It wie net-fersifere tekst. Tunney brûkte tolve tsjillen tagelyk om har eigen parallelle stream fan punten en krusen te meitsjen: de kaai. Se foege doe de kaai ta oan it berjocht, it produsearjen fan sifertekst oer de loft oerbrocht. Tafoeging waard útfierd yn binêre arithmetyk, wêrby't punten oerienkomme mei nullen en krusen oerienkomme mei ienen:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
In oare Tanny oan 'e kant fan' e ûntfanger mei deselde ynstellings produsearre deselde kaai en tafoege it oan it fersifere berjocht om it orizjinele te meitsjen, dat op papier waard printe troch de teletype fan 'e ûntfanger. Litte wy sizze dat wy in berjocht hawwe: "dot plus dot dot plus." Yn sifers sil it 01001 wêze. Litte wy in willekeurige kaai taheakje: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, dus krije wy de sifertekst 10011. Troch it tafoegjen fan de kaai wer, kinne jo weromsette it orizjinele berjocht. Litte wy kontrolearje: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, wy krije 01001.
It parsearjen fan it wurk fan Tunney waard makliker makke troch it feit dat yn 'e iere moannen fan it gebrûk fan stjoerders tsjilynstellingen trochjûnen dy't brûkt wurde foardat se in berjocht ferstjoere. Letter, de Dútsers útbrocht koade boeken mei foarôf ynstelde tsjil ynstellings, en de stjoerder moast allinnich stjoere in koade dy't de ûntfanger koe brûke foar in fine de goede tsjil ynstelling yn it boek. Se einige mei it feroarjen fan de koade boeken deistich, wat betsjutte dat Bletchley moast hack de koade tsjillen eltse moarn.
Ynteressant hawwe kryptoanalytikers de Tunny-funksje oplost op basis fan 'e lokaasje fan' e stjoer- en ûntfangende stasjons. It ferbûn de senuwsintra fan it Dútske hege kommando mei de leger- en legergroepkommandanten op ferskate Europeeske militêre fronten, fan it besette Frankryk oant de Russyske steppen. It wie in ferleidende taak: it hacken fan Tunney beloofde direkte tagong ta de yntinsjes en mooglikheden fan 'e fijân op it heechste nivo.
Dan, troch in kombinaasje fan flaters fan Dútske operators, slûchslimme en stoere bepaling, de jonge wiskundige gie folle fierder as ienfâldige konklúzjes oer it wurk fan Tunney. Sûnder it sjen fan 'e masine sels, hy hat folslein bepaald syn ynterne struktuer. Hy luts logyskerwize de mooglike posysjes fan elk tsjil (dy't elk hie syn eigen prime number), en hoe krekt de posysje fan 'e tsjillen generearre de kaai. Bewapene mei dizze ynformaasje boude Bletchley replika's fan 'e Tunney dy't koe wurde brûkt om berjochten te ûntsiferjen - sa gau as de tsjillen goed oanpast waarden.
12 kaai tsjillen fan in Lorenz cipher masine bekend as Tanny
Heath Robinson
Oan 'e ein fan 1942 bleau Tat Tanni oanfallen, nei't hy in spesjale strategy foar dit ûntwikkele. It wie basearre op it konsept fan delta: de modulo 2 som fan ien sinjaal yn in berjocht (dot of krús, 0 of 1) mei de folgjende. Hy realisearre dat troch de intermitterende beweging fan 'e Tunney-tsjillen in relaasje wie tusken de sifertekstdelta en de kaaitekstdelta: se moasten tegearre feroarje. Dus as jo ferlykje de ciphertext mei de keytext oanmakke op ferskillende tsjil ynstellings, kinne jo berekkenje de delta foar elk en telle it oantal wedstriden. In oerienkomst taryf goed mear as 50% moat markearje in potinsjele kandidaat foar de echte berjocht kaai. It idee wie yn teory goed, mar it wie ûnmooglik om yn 'e praktyk út te fieren, om't it nedich wie om 2400 passes foar elk berjocht te meitsjen om alle mooglike ynstellingen te kontrolearjen.
Tat brocht it probleem nei in oare wiskundige, Max Newman, dy't de ôfdieling yn Bletchley lei dy't elkenien "Newmania" neamde. Newman wie op it earste each in ûnwierskynlike kar om de gefoelige Britske ynljochtingsorganisaasje te lieden, om't syn heit út Dútslân wie. It like lykwols net wierskynlik dat hy foar Hitler bispiede soe, om't syn famylje Joadsk wie. Hy wie sa besoarge oer de fuortgong fan Hitler syn oerhearsking oer Jeropa, dat er koart nei it ynstoarten fan Frankryk yn 1940 syn húshâlding nei de feilichheid fan New York ferhuze, en in skoft lang oerwage er sels nei Princeton te ferhúzjen.
Max Nijman
It barde dat Newman in idee hie om te wurkjen oan 'e berekkeningen dy't nedich binne troch de Tata-metoade - troch in masine te meitsjen. Bletchley wie al wend oan it brûken fan masines foar kryptoanalyse. Dit is hoe't Enigma waard kreake. Mar Newman betocht in bepaald elektroanysk apparaat om te wurkjen oan it Tunney-sifer. Foar de oarloch joech er les oan Cambridge (ien fan syn learlingen wie Alan Turing), en wist oer de elektroanyske tellers dy't Wynne-Williams boude om dieltsjes te tellen by Cavendish. It idee wie dit: as jo twa films sletten yn in lus syngronisearje, mei hege snelheid rôlje, wêrfan ien in kaai hie, en de oare in fersifere berjocht, en elk elemint behannele as in prosessor dy't delta's telde, dan koe in elektroanyske teller add up de resultaten. Troch it lêzen fan de einskoare oan 'e ein fan elke run, koe men beslute oft dizze kaai wie in potinsjele ien of net.
It barde dat der krekt in groep yngenieurs mei passende ûnderfining bestie. Under harren wie Wynne-Williams sels. Turing rekrutearre Wynne-Williams fan it Malvern Radar Laboratory om te helpen in nije rotor foar de Enigma-masine te meitsjen, mei elektroanika om beurten te tellen. Hy waard bystien mei dit en in oar Enigma-projekt troch trije yngenieurs fan it Postûndersykstasjon by Dollis Hill: William Chandler, Sidney Broadhurst en Tommy Flowers (lit my jo herinnerje dat it Britske Postkantoar in hege tech organisaasje wie, en net ferantwurdlik wie foar allinnich foar papieren post, mar en foar telegrafy en telefony). Beide projekten mislearren en de manlju bleaune stil. Newman sammele se. Hy beneamde Flowers om in team te lieden dat in "kombinearjende apparaat" makke dat delta's soe telle en it resultaat oerbringe nei in teller dat Wynne-Williams wurke oan.
Newman besette de yngenieurs mei it bouwen fan 'e masines en de Women's Department fan 'e Royal Navy mei it operearjen fan syn berjochtferwurkingsmasines. De regearing fertroude allinich manlju mei liederskipsposten op hege nivo's, en froulju diene it goed as de operaasjeoffisieren fan Bletchley, en behannele sawol berjochttranskripsje as dekodearjende opstellingen. Se wisten tige organysk oer te gean fan it klerikale wurk nei it fersoargjen fan de masines dy't har wurk automatisearren. Se neamden har auto frijwol "", Britsk ekwivalint [beide wiene cartoonist-yllustrators dy't ekstreem komplekse, volumineuze en yngewikkelde apparaten ôfbylden dy't heul ienfâldige funksjes útfiere / ca. oers.].
De auto "Alde Robinson", tige ferlykber mei syn foargonger, de auto "Heath Robinson".
Ja, Heath Robinson, hoewol frij betrouber yn teory, hie te lijen fan serieuze problemen yn 'e praktyk. It wichtichste ding wie de needsaak foar perfekte syngronisaasje fan de twa films - de sifertekst en de kaaitekst. Elke stretching of slip fan ien fan 'e films makke de heule passaazje ûnbrûkber. Om it risiko fan flaters te minimalisearjen, ferwurke de masine net mear as 2000 tekens per sekonde, hoewol de riemen flugger wurkje koene. Flowers, dy't mei tsjinsin ynstimd mei it wurk fan it Heath Robinson-projekt, leauden dat der in bettere manier wie: in masine dy't hast hielendal út elektroanyske komponinten boud is.
Kolossus
Thomas Flowers wurke fan 1930 ôf as yngenieur by de ûndersyksôfdieling fan it Britske Postkantoar, dêr't er yn earste ynstânsje wurke oan ûndersyk nei ferkearde en mislearre ferbinings yn nije automatyske telefoansintrales. Dit late him nei te tinken oer hoe't jo in ferbettere ferzje fan it tillefoansysteem meitsje kinne, en yn 1935 begon hy te pleitsjen foar it ferfangen fan elektromeganyske systeemkomponinten lykas relais troch elektroanyske. Dit doel bepaald syn hiele takomstige karriêre.
Tommy Flowers, om 1940 hinne
De measte yngenieurs hawwe krityk op elektroanyske komponinten foar willekeurich en ûnbetrouber as se brûkt wurde op in grutte skaal, mar Flowers lieten sjen dat doe't kontinu en op krêften goed ûnder har ûntwerp brûkt waarden, fakuümbuizen eins ferbjustere lange lifespans eksposearre. Hy bewiisde syn ideeën troch it ferfangen fan alle dial-tone terminals op in 1000-line switch mei buizen; yn totaal wiene der 3-4 tûzen fan harren. Dizze ynstallaasje waard lansearre yn echte wurk yn 1939. Yn deselde perioade eksperimintearre er mei it ferfangen fan de estafetteregisters dy't telefoannûmers opslein hawwe troch elektroanyske estafetten.
Flowers leaude dat de Heath Robinson dêr't er ynhierd waard om te bouwen serieus tekoart wie, en dat hy it probleem folle better oplosse koe troch mear buizen en minder meganyske ûnderdielen te brûken. Yn febrewaris 1943 brocht er in alternatyf ûntwerp foar de masine nei Newman. Blommen ferlearen tûk fan 'e kaaibân, wêrtroch it syngronisaasjeprobleem elimineare. Syn masine moast generearje de kaai tekst op 'e fly. Se soe simulearje Tunney elektroanysk, gean troch alle tsjil ynstellings en ferlykje elk ien mei de ciphertext, recording wierskynlik wedstriden. Hy rûsde dat dizze oanpak it gebrûk fan sa'n 1500 fakuümbuizen fereaskje soe.
Newman en de rest fan it management fan Bletchley wiene skeptysk oer dit foarstel. Lykas de measte tiidgenoaten fan Flowers twivelen se oft der elektroanika op sa'n skaal wurke wurde koe. Boppedat, sels as it koe wurde makke om te wurkjen, se twifele dat sa'n masine koe wurde boud op 'e tiid om nuttich te wêzen yn oarloch.
Flowers 'baas by Dollis Hill joech him wol it startsein om in team te sammeljen om dit elektroanyske meunster te meitsjen - Flowers hat miskien net hielendal oprjocht west yn it beskriuwen fan him hoefolle syn idee wie leuk by Bletchley (Neffens Andrew Hodges, Flowers fertelde syn baas, Gordon Radley, dat it projekt wie kritysk wurk foar Bletchley, en Radley hie al heard fan Churchill dat Bletchley syn wurk wie in absolute prioriteit). Njonken Flowers spilen Sidney Broadhurst en William Chandler in grutte rol yn 'e ûntwikkeling fan it systeem, en by de hiele ûndernimming wurken hast 50 minsken, de helte fan Dollis Hill's middels. It team waard ynspirearre troch presedinten brûkt yn telefoan: meters, branch logika, apparatuer foar routing en sinjaal oersetting, en apparatuer foar periodike mjittingen fan apparatuer status. Broadhurst wie in master fan sokke elektromechanyske circuits, en Flowers en Chandler wiene elektroanikasaakkundigen dy't begrepen hoe't se begripen oerdrage fan 'e wrâld fan estafetten nei de wrâld fan kleppen. Tsjin 1944 hie it team in wurkjend model oan Bletchley presintearre. De gigantyske masine waard neamd "Colossus," en gau bewiisde dat it koe outshine Heath Robinson troch betrouber ferwurkjen 5000 tekens per sekonde.
Newman en de rest fan it management by Bletchley realisearre gau dat se in flater makke hienen by it ôfwizen fan Flowers. Yn febrewaris 1944 bestelden se noch 12 Colossi, dy't op 1 juny operasjoneel wiene - de datum dat de ynvaazje fan Frankryk pland wie, hoewol dit fansels ûnbekend wie foar Flowers. Flowers sei direkt dat dit ûnmooglik wie, mar mei heroyske ynspanningen wist syn team in twadde auto op 31 maaie te leverjen, wêryn it nije teamlid Alan Coombs in protte ferbetterings makke.
It feroare ûntwerp, bekend as de Mark II, sette it sukses fan 'e earste auto troch. Njonken it filmoanfiersysteem bestie it út 2400 lampen, 12 draaiknoppen, 800 relais en in elektryske skriuwmasine.
Kolossus Mark II
It wie oanpasber en fleksibel genôch om in ferskaat oan taken te behanneljen. Nei ynstallaasje konfigureare elk fan 'e frouljusteams har "Kolossus" om bepaalde problemen op te lossen. In patchpaniel, fergelykber mei it paniel fan in telefoanoperator, wie nedich om elektroanyske ringen op te stellen dy't Tunney-rillen simulearren. In set fan skeakels lieten operators in oantal funksjonele apparaten konfigurearje dy't twa gegevensstreamen ferwurke: in eksterne film en in ynterne sinjaal generearre troch de ringen. Troch it kombinearjen fan in set fan ferskillende logika eleminten, koe Colossus berekkenje willekeurige Booleaanske funksjes basearre op gegevens, dat is, funksjes dy't soe produsearje in 0 of 1. Eltse ienheid ferhege de Colossus teller. In apart kontrôleapparaat makke fertakkingsbesluten basearre op 'e steat fan' e teller - bygelyks stopje en printsje in útfier as de tellerwearde mear as 1000 is.
Skeakelje paniel foar it konfigurearjen fan "Kolossus"
Lit ús oannimme dat de Colossus wie in algemien doel programmeerbere kompjûter yn 'e moderne sin. It koe logysk kombinearje twa gegevensstreamen - ien op tape, en ien generearre troch ringtellers - en telle it oantal XNUMX's dy't tsjinkomme, en dat is it. In protte fan 'e "programmearring" fan' e Kolossus fûn plak op papier, mei operators dy't in beslútbeam útfiere dy't troch analysten taret binne: sis, "as it systeemútfier minder is as X, set konfiguraasje B op en doch Y, oars dogge Z."
Heech nivo blokdiagram foar Colossus
Lykwols, "Kolossus" wie by steat om te lossen de taak tawiisd oan it. Oars as de Atanasoff-Berry-kompjûter wie de Colossus ekstreem fluch - it koe 25000 tekens per sekonde ferwurkje, elk fan dat koe ferskate Booleaanske operaasjes fereaskje. De Mark II fergrutte de snelheid fiif kear boppe de Mark I troch tagelyk fiif ferskillende seksjes fan film te lêzen en te ferwurkjen. It wegere it hiele systeem te ferbinen mei trage elektromeganyske ynput-útfierapparaten, mei fotosellen (nommen fan anty-fleantúch ) foar it lêzen fan ynkommende tapes en in register foar buffering fan skriuwmasineútfier. De lieder fan it team dat Colossus yn 'e jierren 1990 restaurearre liet sjen dat hy noch maklik in 1995 Pentium-basearre kompjûter op syn wurk prestearje koe.
Dizze krêftige tekstferwurkingsmasine waard it sintrum fan it projekt om de Tunney-koade te brekken. Tsien mear Mark II's waarden boud foar it ein fan 'e oarloch, wêrfoar't de panielen mei in taryf fan ien yn 'e moanne troch arbeiders yn' e postfabryk yn Birmingham, dy't gjin idee hiene wat se makken, waarden útstutsen en dêrnei gearstald yn Bletchley . Ien yrritearre amtner fan it ministearje fan oanbod, nei't er in oar fersyk foar tûzen spesjale kleppen krige, frege oft de postmeiwurkers "se op 'e Dútsers skeaten." Op dizze yndustriële manier soe, yn stee fan in yndividueel projekt mei de hân gearstalle, de folgjende kompjûter net oant de 1950er jierren produsearre wurde. Under de ynstruksjes fan Flowers om de kleppen te beskermjen, operearre elke Kolossus dei en nacht oant it ein fan 'e oarloch. Se stiene rêstich gloeiend yn it tsjuster, waarmjen de wiete Britske winter op en wachtsje geduldich op ynstruksjes oant de dei kaam dat se net mear nedich wiene.
Veil of Silence
Natuerlik entûsjasme foar it yntrigearjende drama dat yn Bletchley ûntduts, late ta grutte oerdriuwing fan 'e militêre prestaasjes fan' e organisaasje. It is ferskriklik absurd om te hingjen, lykas de film docht."[The Imitation Game] dat de Britske beskaving soe ophâlde te bestean as net foar Alan Turing. "Kolossus", blykber, hie gjin ynfloed op de rin fan de oarloch yn Europa. Syn meast publisearre prestaasje wie it bewizen dat de 1944 Normandje-landingsbedrog wurke hie. Berjochten ûntfongen troch Tanny suggerearren dat de Alliearden Hitler en syn befel mei súkses oertsjûge hiene dat de echte klap fierder nei it easten komme soe, by de Pas de Calais. Oanmoedigjende ynformaasje, mar it is net wierskynlik dat it ferminderjen fan it nivo fan cortisol yn it bloed fan 'e alliearde kommando holp de oarloch te winnen.
Oan 'e oare kant wiene de technologyske foarútgongen dy't Colossus presintearre, ûnbestriden. Mar de wrâld sil dit net gau witte. Churchill bestelde dat alle "Kolossi" besteande op 'e tiid fan' e ein fan 'e wedstriid wurde ûntmantele, en it geheim fan har ûntwerp moat tegearre mei har nei it stoartplak stjoerd wurde. Twa auto's oerlibben op ien of oare manier dizze deastraf, en bleaunen yn 'e Britske ynljochtingetsjinst oant de 1960's. Mar sels doe hie de Britske regearing de sluier fan stilte net op oangeande wurk by Bletchley. It wie pas yn 'e 1970's dat har bestean iepenbier waard.
It beslút om elke diskusje oer it wurk dat yn Bletchley Park wurdt útfierd permanint te ferbieden kin in tefolle foarsichtigens fan 'e Britske regearing neamd wurde. Mar foar Flowers wie it in persoanlike trageedzje. Befette fan alle kredyt en prestiizje om de útfiner fan 'e Kolossus te wêzen, lijen hy ûntefredenens en frustraasje om't syn konstante besykjen om relais te ferfangen troch elektroanika yn it Britske tillefoansysteem kontinu blokkearre waarden. As hy syn prestaasje sjen koe troch it foarbyld fan "Kolossus", soe hy de ynfloed hawwe dy't nedich is om syn dream te realisearjen. Mar tsjin 'e tiid dat syn prestaasjes bekend waarden, wie Flowers al lang mei pensjoen en koe neat beynfloedzje.
Ferskate elektroanyske komputer-entûsjasters ferspraat oer de wrâld hiene te lijen fan ferlykbere problemen yn ferbân mei it geheimhâlding om Colossus en it gebrek oan bewiis foar de leefberens fan dizze oanpak. Elektromechanyske komputer kin noch in skoft kening bliuwe. Mar d'r wie in oar projekt dat it paad soe pleatse foar elektroanyske komputer om it sintrum te nimmen. Hoewol't it ek it gefolch wie fan geheime militêre ûntjouwings, waard it nei de oarloch net ferburgen, mar krekt oarsom waard it mei de grutste aplomb oan 'e wrâld iepenbiere, ûnder de namme ENIAC.
Wat te lêzen:
• Jack Copeland, ed. Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers (2006)
• Thomas H. Flowers, "The Design of Colossus," Annals of the History of Computing, july 1983
• Andrew Hodges, Alan Turing: The Enigma (1983)
Boarne: www.habr.com