Aðrar greinar í seríunni:
- Saga gengisins
- Saga rafrænna tölva
- Saga smárisins
- Internet saga
Árið 1938 keypti yfirmaður bresku leyniþjónustunnar í kyrrþey 24 hektara bú 80 mílur frá London. Það var staðsett á mótum járnbrauta frá London til norðurs, og frá Oxford í vestri til Cambridge í austri, og var kjörinn staður fyrir stofnun sem enginn myndi sjá, en var innan seilingar frá flestum. mikilvægu þekkingarsetranna og breskra yfirvalda. Eignin sem kallast , varð miðstöð Bretlands fyrir kóðabrot í seinni heimsstyrjöldinni. Þetta er ef til vill eini staðurinn í heiminum sem þekktur er fyrir þátttöku sína í dulritun.
Tunney
Sumarið 1941 var þegar hafist handa við Bletchley við að brjóta hina frægu Enigma dulkóðunarvél sem þýski herinn og sjóherinn notaði. Ef þú horfðir á kvikmynd um breska kóðabrjóta, þá töluðu þeir um Enigma, en við munum ekki tala um það hér - því stuttu eftir innrásina í Sovétríkin uppgötvaði Bletchley sendingu skilaboða með nýrri tegund dulkóðunar.
Dulgreiningarfræðingar komust fljótlega að almennu eðli vélarinnar sem notuð var til að senda skilaboð, sem þeir kölluðu „Tunny“.
Ólíkt Enigma, sem þurfti að ráða boðskap hans með höndunum, tengdist Tunney beint við fjarritið. Fjargerðin breytti hverri staf sem stjórnandinn sló inn í straum punkta og krossa (svipað og punktar og strik í morsekóða) í venjulegu með fimm stöfum í hverjum staf. Þetta var ódulkóðaður texti. Tunney notaði tólf hjól í einu til að búa til sinn eigin samhliða straum af punktum og krossum: lykilinn. Hún bætti síðan lyklinum við skilaboðin og bjó til dulmálstexta sem sendur var í loftinu. Samlagning var framkvæmd í tvíundarreikningi, þar sem punktar samsvaruðu núllum og krossar samsvaruðu einum:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
Önnur Tanny á hlið viðtakandans með sömu stillingar framleiddi sama lykil og bætti honum við dulkóðuðu skilaboðin til að framleiða upprunalega skilaboðin, sem var prentuð á pappír með fjarritun viðtakandans. Segjum að við höfum skilaboð: "punktur plús punktur punktur plús." Í tölum verður það 01001. Bætum við slembilykli: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, þannig að við fáum dulmálstextann 10011. Með því að bæta lyklinum við aftur geturðu endurheimt upprunalegu skilaboðin. Athugum: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, við fáum 01001.
Að flokka vinnu Tunney var auðveldara með því að á fyrstu mánuðum notkunar þess sendu sendendur áfram hjólstillingar til að nota áður en þeir sendu skilaboð. Síðar gáfu Þjóðverjar út kóðabækur með forstilltum hjólastillingum og þurfti sendandinn aðeins að senda kóða sem viðtakandinn gat notað til að finna rétta hjólastillingu í bókinni. Þeir enduðu á því að skipta um kóðabækur daglega, sem þýddi að Bletchley þurfti að hakka kóðahjólin á hverjum morgni.
Athyglisvert er að dulmálsfræðingar leystu Tunny aðgerðina út frá staðsetningu sendi- og móttökustöðva. Það tengdi taugamiðstöðvar þýsku yfirstjórnarinnar við herinn og hersveitaforingja á ýmsum vígstöðvum Evrópu, allt frá hernumdu Frakklandi til rússnesku steppanna. Það var freistandi verkefni: að hakka Tunney lofaði beinum aðgangi að æðstu fyrirætlunum og getu óvinarins.
Síðan, með blöndu af mistökum þýskra rekstraraðila, sviksemi og einbeitni, ungi stærðfræðingurinn gekk miklu lengra en einfaldar ályktanir um verk Tunneyjar. Án þess að sjá vélina sjálfa ákvað hann algjörlega innri uppbyggingu hennar. Hann dró rökrétt ályktun um mögulegar stöður hvers hjóls (sem hvert um sig hafði sína frumtölu) og hvernig nákvæmlega staða hjólanna myndaði lykilinn. Vopnaður þessum upplýsingum byggði Bletchley eftirlíkingar af Tunney sem hægt var að nota til að ráða skilaboð - um leið og hjólin voru rétt stillt.
12 lykilhjól af Lorenz dulmálsvél sem kallast Tanny
Heath Robinson
Í lok árs 1942 hélt Tat áfram að ráðast á Tanni, eftir að hafa þróað sérstaka stefnu fyrir þetta. Það var byggt á hugmyndinni um delta: modulo 2 summan af einu merki í skilaboðum (punktur eða kross, 0 eða 1) með því næsta. Hann áttaði sig á því að vegna reglubundinnar hreyfingar Tunney-hjólanna var samband á milli dulmáls-deilunnar og lykiltextans delta: þau urðu að breytast saman. Þannig að ef þú berð saman dulmálstextann við lykiltextann sem myndaður er á mismunandi hjólastillingum geturðu reiknað delta fyrir hverja og talið fjölda samsvörunar. Samsvörunarhlutfall vel yfir 50% ætti að marka hugsanlegan frambjóðanda fyrir raunverulegan skilaboðalykil. Hugmyndin var góð í orði, en það var ómögulegt að framkvæma í reynd, þar sem það þurfti að gera 2400 sendingar fyrir hvert skilaboð til að athuga allar mögulegar stillingar.
Tat kom með vandamálið til annars stærðfræðings, Max Newman, sem stýrði deildinni í Bletchley sem allir kölluðu „Newmania“. Newman var við fyrstu sýn ólíklegur kostur til að leiða viðkvæmu bresku leyniþjónustunasamtökin, þar sem faðir hans var frá Þýskalandi. Hins vegar virtist ólíklegt að hann myndi njósna fyrir Hitler þar sem fjölskylda hans var gyðingur. Hann hafði svo miklar áhyggjur af framgangi yfirráða Hitlers í Evrópu að hann flutti fjölskyldu sína í öryggið í New York skömmu eftir hrun Frakklands árið 1940 og íhugaði sjálfur um tíma að flytja til Princeton.
Max Newman
Það gerðist svo að Newman hafði hugmynd um að vinna að útreikningum sem Tata-aðferðin krefst - með því að búa til vél. Bletchley var þegar vanur að nota vélar til dulmálsgreiningar. Svona var Enigma klikkaður. En Newman hugsaði ákveðið rafeindatæki til að vinna á Tunney dulmálinu. Fyrir stríðið kenndi hann í Cambridge (einn af nemendum hans var Alan Turing) og vissi um rafeindateljarana sem Wynne-Williams smíðaði til að telja agnir í Cavendish. Hugmyndin var þessi: ef þú samstillir tvær kvikmyndir lokaðar í lykkju, flettir á miklum hraða, önnur með lykli og hin dulkóðuð skilaboð, og meðhöndlaðir hvern þátt sem örgjörva sem taldi deltas, þá gæti rafrænn teljari leggja niðurstöðurnar saman. Með því að lesa lokaeinkunn í lok hverrar keyrslu gat maður ákveðið hvort þessi lykill væri hugsanlegur eða ekki.
Það gerðist svo að hópur verkfræðinga með viðeigandi reynslu var bara til. Þar á meðal var Wynne-Williams sjálfur. Turing fékk Wynne-Williams frá Malvern Radar Laboratory til að hjálpa til við að búa til nýjan snúning fyrir Enigma vélina, með því að nota rafeindatækni til að telja beygjur. Hann naut aðstoðar við þetta og annað Enigma verkefni af þremur verkfræðingum frá póstrannsóknarstöðinni í Dollys Hill: William Chandler, Sidney Broadhurst og Tommy Flowers (mig minnir að breska pósthúsið var hátæknistofnun og bar ekki ábyrgð á því að aðeins fyrir pappírspóst, en og fyrir símskeyti og símtækni). Bæði verkefnin misheppnuðust og mennirnir stóðu aðgerðarlausir. Newman safnaði þeim. Hann skipaði Flowers til að leiða teymi sem bjó til „samsetningartæki“ sem myndi telja deltas og senda niðurstöðuna til teljara sem Wynne-Williams var að vinna að.
Newman önnuðust verkfræðingana við smíði vélanna og kvennadeild konunglega sjóhersins með að stjórna skilaboðavinnsluvélum sínum. Ríkisstjórnin treysti aðeins körlum með háttsettar leiðtogastöður og konur stóðu sig vel sem aðgerðafulltrúar Bletchley, sáu bæði um uppskrift skilaboða og umskráningu. Þeim tókst mjög lífrænt að færa sig frá skrifstofustörfum yfir í að sjá um vélarnar sem gerðu sjálfvirkan vinnu þeirra. Þeir kölluðu bílinn sinn léttilega „“, bresk jafngildi [báðir voru teiknarar teiknarar sem sýndu afar flókin, fyrirferðarmikil og flókin tæki sem sinntu mjög einföldum aðgerðum / u.þ.b. þýð.].
"Old Robinson" bíllinn, mjög líkur forvera sínum, "Heath Robinson" bílnum
Reyndar, Heath Robinson, þó nokkuð áreiðanlegur í orði, þjáðist af alvarlegum vandamálum í reynd. Aðalatriðið var þörfin fyrir fullkomna samstillingu kvikmyndanna tveggja - dulmálstextans og lykiltextans. Allar teygjur eða sleppingar á einhverri filmu gerðu alla leiðina ónothæfa. Til að lágmarka hættuna á villum vann vélin ekki meira en 2000 stafi á sekúndu, þó að beltin gætu virkað hraðar. Flowers, sem var treglega sammála vinnu Heath Robinson verkefnisins, taldi að það væri betri leið: Vélin byggð nánast eingöngu úr rafeindahlutum.
Colossus
Thomas Flowers starfaði sem verkfræðingur í rannsóknardeild breska póstsins frá 1930, þar sem hann vann upphaflega að rannsóknum á röngum og biluðum tengingum í nýjum sjálfvirkum símstöðvum. Þetta varð til þess að hann hugsaði um hvernig hægt væri að búa til endurbætta útgáfu af símakerfinu og árið 1935 fór hann að mæla fyrir því að skipta út rafvélakerfisíhlutum eins og gengi fyrir rafræna. Þetta markmið réði öllu framtíðarferli hans.
Tommy Flowers, um 1940
Flestir verkfræðingar hafa gagnrýnt rafeindaíhluti fyrir að vera duttlungafullir og óáreiðanlegir þegar þeir eru notaðir í stórum stíl, en Flowers sýndu að þegar þeir voru notaðir stöðugt og með krafti langt undir hönnun þeirra sýndu tómarúmsrör í raun ótrúlega langan líftíma. Hann sannaði hugmyndir sínar með því að skipta út öllum hringitónastöðvum á 1000 lína rofa með rörum; alls voru þeir 3-4 þúsund talsins. Þessi uppsetning var sett í alvöru verk árið 1939. Á sama tímabili gerði hann tilraunir með að skipta út boðskrám sem geymdu símanúmer fyrir rafræn boð.
Flowers taldi að Heath Robinson sem hann var fenginn til að smíða væri alvarlega gallaður og að hann gæti leyst vandamálið mun betur með því að nota fleiri rör og færri vélræna hluta. Í febrúar 1943 kom hann með aðra hönnun fyrir vélina til Newman. Blóm losnuðu snjallt við lyklabandið og útrýmdu samstillingarvandamálinu. Vélin hans þurfti að búa til lykiltextann á flugu. Hún líkti eftir Tunney rafrænt, fór í gegnum allar hjólstillingar og bar saman hverja og eina við dulmálstextann og skráði líklega samsvörun. Hann áætlaði að þessi aðferð myndi krefjast notkunar á um 1500 tómarúmslöngum.
Newman og aðrir stjórnendur Bletchley voru efins um þessa tillögu. Eins og flestir samtímamenn Flowers efuðust þeir um hvort hægt væri að láta rafeindatækni virka á slíkan mælikvarða. Ennfremur, jafnvel þótt hægt væri að láta hana virka, efuðust þeir um að hægt væri að smíða slíka vél í tíma til að nýtast í stríði.
Yfirmaður Flowers á Dollis Hill gaf honum leyfi til að setja saman teymi til að búa til þetta rafræna skrímsli - Flowers hefur kannski ekki verið alveg einlægur í að lýsa fyrir honum hversu vel hugmynd hans var hrifin af Bletchley (Samkvæmt Andrew Hodges, sagði Flowers yfirmanni hans, Gordon Radley, að verkefnið væri mikilvæg vinna fyrir Bletchley og Radley hafði þegar heyrt frá Churchill að starf Bletchley væri í algjörum forgangi). Auk Flowers léku Sidney Broadhurst og William Chandler stórt hlutverk í þróun kerfisins og í öllu fyrirtækinu störfuðu tæplega 50 manns, helmingur af auðlindum Dollis Hill. Teymið var innblásið af fordæmum sem notuð eru í símtækni: mælum, greinarrökfræði, búnaði fyrir leiðsögn og merkjaþýðingu og búnaði fyrir reglubundnar mælingar á stöðu búnaðar. Broadhurst var snillingur í slíkum rafvélrænum rásum og Flowers og Chandler voru rafeindasérfræðingar sem skildu hvernig á að flytja hugtök úr heimi liða yfir í heim ventla. Snemma árs 1944 hafði teymið kynnt vinnulíkan fyrir Bletchley. Risastóra vélin var kölluð „Colossus“ og sannaði fljótt að hún gæti yfirgnæft Heath Robinson með því að vinna 5000 stafi á sekúndu á áreiðanlegan hátt.
Newman og aðrir stjórnendur hjá Bletchley áttuðu sig fljótt á því að þeir höfðu gert mistök með því að hafna Flowers. Í febrúar 1944 pöntuðu þeir 12 Colossi í viðbót, sem áttu að vera teknir í notkun fyrir 1. júní - dagsetningin sem innrásin í Frakkland var skipulögð, þó að það hafi auðvitað verið ókunnugt fyrir Flowers. Flowers sagði hreint út að þetta væri ómögulegt, en með hetjulegri viðleitni tókst liðinu hans að afhenda annan bíl fyrir 31. maí, sem nýi liðsmaðurinn Alan Coombs gerði margar endurbætur á.
Endurskoðuð hönnun, þekkt sem Mark II, hélt áfram velgengni fyrstu vélarinnar. Auk filmuveitukerfisins samanstóð það af 2400 lömpum, 12 snúningsrofum, 800 liða og rafdrifinni ritvél.
Colossus Mark II
Það var sérhannaðar og nógu sveigjanlegt til að takast á við margvísleg verkefni. Eftir uppsetningu stillti hvert kvennalið sitt „Colossus“ til að leysa ákveðin vandamál. Til að setja upp rafræna hringi sem líktu eftir Tunney-hjólum þurfti plástraborð, svipað og símafyrirtæki. Sett af rofum gerði rekstraraðilum kleift að stilla hvaða fjölda hagnýtra tækja sem er sem unnu tvo gagnastrauma: ytri filmu og innra merki sem hringirnir mynduðu. Með því að sameina mengi mismunandi rökfræðilegra þátta gæti Colossus reiknað út handahófskenndar Boolean-föll byggðar á gögnum, það er föllum sem myndu framleiða 0 eða 1. Hver eining jók Colossus-teljarann. Sérstakt stjórntæki tók greiningarákvarðanir byggðar á stöðu teljarans - til dæmis, stöðva og prenta út úttak ef teljaragildið fór yfir 1000.
Skiptaborð til að stilla „Colossus“
Gefum okkur að Colossus hafi verið almenn forritanleg tölva í nútíma skilningi. Það gæti rökrétt sameinað tvo gagnastrauma - einn á segulbandi og einn sem myndast af hringateljara - og talið fjölda XNUMX sem fundust, og það er allt. Mikið af "forritun" Colossus var gert á pappír, þar sem rekstraraðilar framkvæmdu ákvörðunartré sem útbúið var af sérfræðingum: segðu, "ef kerfisframleiðsla er minni en X, settu upp stillingu B og gerðu Y, annars gerðu Z."
Háttsett blokkarmynd fyrir Colossus
Engu að síður var "Colossus" alveg fær um að leysa verkefnið sem honum var falið. Ólíkt Atanasoff-Berry tölvunni var Colossus mjög hröð - hún gat unnið 25000 stafi á sekúndu, sem hver um sig gæti þurft nokkrar Boolean aðgerðir. Mark II fimmfaldaði hraðann á Mark I með því að lesa og vinna úr fimm mismunandi hluta kvikmyndar samtímis. Það neitaði að tengja allt kerfið við hæg rafvélræn inntaksúttakstæki, með því að nota ljóssellur (teknar úr loftvarnarvélum ) til að lesa innkomnar spólur og skrá fyrir biðmögnun ritvélaúttaks. Leiðtogi liðsins sem endurreisti Colossus á tíunda áratugnum sýndi að hann gæti samt auðveldlega staðið sig betur en 1990 Pentium-tölva í starfi sínu.
Þessi öfluga ritvinnsla varð miðpunktur verkefnisins við að brjóta Tunney kóðann. Tíu Mark II til viðbótar voru smíðuð fyrir stríðslok, spjöldin sem voru sett út fyrir einn á mánuði af starfsmönnum póstverksmiðjunnar í Birmingham, sem höfðu ekki hugmynd um hvað þeir voru að gera, og síðan sett saman í Bletchley . Einn pirraður embættismaður frá birgðaráðuneytinu, eftir að hafa fengið aðra beiðni um þúsund sérstakar lokur, spurði hvort póststarfsmennirnir væru að „skota þá á Þjóðverja“. Á þennan iðnaðar hátt, frekar en með því að setja saman einstakt verkefni í höndunum, yrði næsta tölva ekki framleidd fyrr en á fimmta áratugnum. Samkvæmt leiðbeiningum Flowers um að vernda lokana starfaði hver Colossus dag og nótt til stríðsloka. Þeir stóðu hljóðir ljómandi í myrkrinu, hituðu upp blautan breska veturinn og biðu þolinmóðir eftir leiðbeiningum þar til sá dagur rann upp þegar þeirra var ekki lengur þörf.
Veil of Silence
Eðlileg ákefð fyrir forvitnilegu drama sem þróaðist í Bletchley leiddi til grófar ýkjur á hernaðarafrekum samtakanna. Það er hræðilega fáránlegt að gefa í skyn eins og myndin gerir.„[The Imitation Game] að bresk siðmenning myndi hætta að vera til ef ekki væri fyrir Alan Turing. "Colossus", greinilega, hafði engin áhrif á gang stríðsins í Evrópu. Mest auglýst afrek hans var að sanna að lendingarblekkingin í Normandí 1944 hefði virkað. Skilaboð sem bárust í gegnum Tanny bentu til þess að bandamenn hefðu tekist að sannfæra Hitler og stjórn hans um að hið raunverulega högg myndi koma lengra til austurs, við Pas de Calais. Uppörvandi upplýsingar, en ólíklegt er að minnkandi magn kortisóls í blóði herstjórnar bandamanna hafi hjálpað til við að vinna stríðið.
Á hinn bóginn voru tækniframfarirnar sem Colossus kynnti óumdeilanlegar. En heimurinn mun ekki vita þetta fljótlega. Churchill fyrirskipaði að allir „kólossar“ sem voru til þegar leiknum lauk yrðu teknir í sundur og leyndarmál hönnunar þeirra ætti að senda ásamt þeim á urðunarstaðinn. Tvö farartæki lifðu einhvern veginn þennan dauðadóm af og voru í bresku leyniþjónustunni fram á sjöunda áratuginn. En jafnvel þá lyfti breska ríkisstjórnin ekki hulunni af þögninni varðandi vinnu hjá Bletchley. Það var fyrst á áttunda áratugnum sem tilvist þess varð almenningi.
Ákvörðun um að banna varanlega alla umræðu um starfið sem fram fer í Bletchley Park gæti kallast of varkárni breskra stjórnvalda. En fyrir Flowers var þetta persónulegur harmleikur. Hann var sviptur öllum trúnaði og áliti þess að vera uppfinningamaður Colossus, og varð fyrir óánægju og gremju þar sem sífelldar tilraunir hans til að skipta um liða út fyrir rafeindabúnað í breska símakerfinu voru stöðugt lokaðar. Ef hann gæti sýnt fram á afrek sitt með dæminu „Colossus“ myndi hann hafa þau áhrif sem nauðsynleg eru til að láta draum sinn verða að veruleika. En þegar afrek hans urðu þekkt var Flowers löngu hættur og gat ekki haft áhrif á neitt.
Nokkrir rafeindatölvuáhugamenn, dreifðir um heiminn, glímdu við svipuð vandamál sem tengdust leyndinni í kringum Colossus og skorti á sönnunargögnum fyrir hagkvæmni þessarar nálgunar. Rafeindatækni gæti verið konungur í nokkurn tíma fram í tímann. En það var annað verkefni sem myndi ryðja brautina fyrir rafræn tölvumál að taka miðpunktinn. Þó að það hafi einnig verið afleiðing leynilegrar hernaðarþróunar, var það ekki falið eftir stríðið, heldur þvert á móti, það var opinberað heiminum með mesta yfirlæti, undir nafninu ENIAC.
Hvað á að lesa:
• Jack Copeland, ritstj. Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers (2006)
• Thomas H. Flowers, „The Design of Colossus,“ Annals of the History of Computing, júlí 1983
• Andrew Hodges, Alan Turing: The Enigma (1983)
Heimild: www.habr.com