Artikel liyane ing seri:
- Sajarah relay
- Sejarah komputer elektronik
- Sajarah transistor
- riwayat internet
Ing taun 1938, kepala British Secret Intelligence kanthi tenang tuku lahan 24 hektar 80 mil saka London. Dumunung ing persimpangan ril sepur saka London ing sisih lor, lan saka Oxford ing sisih kulon menyang Cambridge ing sisih wétan, lan minangka lokasi sing cocog kanggo organisasi sing ora bakal dideleng dening sapa wae, nanging gampang digayuh. pusat kawruh penting lan panguwasa Inggris. Properti kasebut dikenal minangka , dadi pusat kode breaking Inggris nalika Perang Donya II. Iki mbok menawa siji-sijine papan ing donya sing dikenal amarga keterlibatan ing kriptografi.
tanni
Ing mangsa panas 1941, karya wis ditindakake ing Bletchley kanggo ngrusak mesin enkripsi Enigma sing misuwur digunakake dening tentara lan angkatan laut Jerman. Yen sampeyan nonton film babagan pemecah kode Inggris, dheweke ngomong babagan Enigma, nanging kita ora bakal ngomong babagan kene - amarga ora suwe sawise invasi Uni Soviet, Bletchley nemokake transmisi pesen kanthi jinis enkripsi anyar.
Cryptanalysts enggal ngerteni sifat umum mesin sing digunakake kanggo ngirim pesen, sing dijuluki "Tunny."
Boten kados Enigma, kang pesen kudu deciphered manual, Tunney disambungake langsung menyang teletype. Teletype ngowahi saben karakter sing dilebokake operator dadi aliran titik lan salib (padha karo titik lan garis kode Morse) kanthi standar. kanthi limang aksara saben aksara. Iku teks sing ora dienkripsi. Tunney digunakake rolas wheel ing wektu kanggo nggawe stream podo dhewe saka titik lan nglewati: tombol. Dheweke banjur nambahake kunci pesen kasebut, ngasilake ciphertext sing dikirim liwat udhara. Penambahan ditindakake ing aritmetika biner, ing ngendi titik-titik cocog karo nol lan salib sing cocog karo:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
Tanny liyane ing sisih panampa karo setelan padha diprodhuksi tombol padha lan ditambahake menyang pesen ndhelik kanggo gawé asli, kang dicithak ing kertas dening teletype panampa. Ayo kita duwe pesen: "dot plus dot dot plus." Ing nomer bakal 01001. Ayo nambah kunci acak: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, supaya entuk ciphertext 10011. Kanthi nambahake tombol maneh, sampeyan bisa mulihake pesen asli. Ayo priksa: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, entuk 01001.
Parsing karya Tunney digawe luwih gampang dening kasunyatan sing ing sasi awal saka sawijining nggunakake, pangirim liwati ing setelan wheel kanggo digunakake sadurunge ngirim pesen. Mengko, Jerman dirilis buku kode karo setelan wheel prasetel, lan pangirim mung ngirim kode sing panampa bisa digunakake kanggo nemokake setelan wheel bener ing buku. Padha rampung munggah ngganti buku kode saben dina, kang tegese Bletchley kudu hack gembong kode saben esuk.
Apike, cryptanalysts ngrampungake fungsi Tunny adhedhasar lokasi stasiun ngirim lan nampa. Iki nyambungake pusat saraf saka komando dhuwur Jerman karo tentara lan komandan kelompok tentara ing macem-macem front militer Eropa, saka Prancis sing dikuwasani nganti steppes Rusia. Iki minangka tugas sing nggegirisi: hacking Tunney njanjeni akses langsung menyang tujuan lan kemampuan tingkat paling dhuwur saka mungsuh.
Banjur, liwat kombinasi kesalahan dening operator Jerman, tekad licik lan dogged, matématikawan enom tindak luwih saka Serat prasaja bab karya Tunney kang. Tanpa ndeleng mesin kasebut, dheweke nemtokake struktur internal. Panjenenganipun logis deduced posisi bisa saben wheel (saben kang wis nomer prima dhewe), lan carane persis posisi gembong kui tombol. Bersenjata karo informasi iki, Bletchley dibangun replika saka Tunney sing bisa digunakake kanggo decipher pesen-sanalika gembong padha bener diatur.
12 gembong tombol saka mesin cipher Lorenz dikenal minangka Tanny
Heath Robinson
Ing pungkasan taun 1942, Tat terus nyerang Tanni, ngembangake strategi khusus kanggo iki. Iki adhedhasar konsep delta: jumlah modulo 2 saka siji sinyal ing pesen (titik utawa salib, 0 utawa 1) karo sing sabanjure. Dheweke nyadari yen amarga gerakan intermiten saka roda Tunney, ana hubungan antarane delta ciphertext lan delta teks kunci: kudu diganti bebarengan. Dadi yen sampeyan mbandhingaké ciphertext karo keytext kui ing setelan wheel beda, sampeyan bisa ngetung delta kanggo saben lan count nomer cocog. Tingkat match sing luwih saka 50% kudu menehi tandha calon potensial kanggo kunci pesen nyata. Ing idea iki apik ing teori, nanging iku mokal kanggo ngleksanakake ing laku, awit iku kudu nggawe 2400 pass kanggo saben pesen kanggo mriksa kabeh setelan bisa.
Tat nggawa masalah menyang matématikawan liyane, Max Newman, sing mimpin departemen ing Bletchley sing saben wong disebut "Newmania." Newman, sepisanan, minangka pilihan sing ora mungkin kanggo mimpin organisasi intelijen Inggris sing sensitif, amarga bapake saka Jerman. Nanging, ora mungkin dheweke bakal Spy Hitler amarga kulawargane wong Yahudi. Dhèwèké kuwatir banget marang kemajuan panguwasané Hitler ing Éropah, mula dhèwèké mindhah kulawargané menyang keamanan New York sakcepete sawisé Prancis runtuh ing taun 1940, lan sawetara wektu dhèwèké dhéwé nganggep pindhah menyang Princeton.
Max Newman
Dadi kedaden sing Newman wis idea bab nggarap petungan dibutuhake cara Tata - nggawe mesin. Bletchley wis biasa nggunakake mesin kanggo kriptanalisis. Iki carane Enigma retak. Nanging Newman ngandhut piranti elektronik tartamtu kanggo nggarap sandi Tunney. Sadurunge perang, dheweke mulang ing Cambridge (salah sawijining muride yaiku Alan Turing), lan ngerti babagan counter elektronik sing dibangun dening Wynne-Williams kanggo ngitung partikel ing Cavendish. Ide iki: yen sampeyan nyinkronake rong film sing ditutup ing daur ulang, nggulung kanthi kacepetan dhuwur, sing siji duwe kunci, lan sing liyane pesen sing dienkripsi, lan dianggep saben unsur minangka prosesor sing ngitung delta, banjur counter elektronik bisa. nambah munggah asil. Kanthi maca skor pungkasan ing pungkasan saben roto, siji bisa mutusaké apa tombol iki potensial utawa ora.
Kedaden sing saklompok engineer karo pengalaman cocok mung ana. Antarane wong-wong mau ana Wynne-Williams dhewe. Turing direkrut Wynne-Williams saka Malvern Radar Laboratory kanggo bantuan nggawe rotor anyar kanggo mesin Enigma, nggunakake elektronik kanggo count giliran. Dheweke dibantu karo iki lan proyek Enigma liyane dening telung insinyur saka Stasiun Riset Pos ing Dollis Hill: William Chandler, Sidney Broadhurst lan Tommy Flowers (ayo kula ngelingake yen Kantor Pos Inggris minangka organisasi teknologi tinggi, lan ora tanggung jawab. mung kanggo surat kertas, nanging lan kanggo telegrafi lan telephony). Loro-lorone proyek gagal lan wong-wong mau ditinggal nganggur. Newman diklumpukake mau. Dheweke milih Kembang kanggo mimpin tim sing nggawe "piranti gabungan" sing bakal ngetung delta lan ngirim asil menyang counter sing digarap Wynne-Williams.
Newman nguwasani para insinyur kanthi mbangun mesin lan Departemen Wanita Angkatan Laut Kerajaan kanthi ngoperasikake mesin pangolahan pesen. Pamrentah mung ngandelake wong lanang kanthi posisi pimpinan tingkat dhuwur, lan wanita nindakake kanthi apik minangka petugas operasi Bletchley, nangani transkripsi pesen lan persiyapan dekoding. Padha banget organically ngatur kanggo pindhah saka karya klerikal kanggo njupuk care saka mesin sing otomatis karya. Padha sembrono jeneng mobil "", padha karo Inggris [loro-lorone minangka ilustrator kartunis sing nggambarake piranti sing rumit, gedhe banget lan rumit sing nindakake fungsi / kira-kira. nerjemahake].
Mobil "Old Robinson", meh padha karo leluhure, mobil "Heath Robinson".
Pancen, Heath Robinson, sanajan cukup dipercaya ing teori, nandhang masalah serius ing praktik. Ingkang utama yaiku kabutuhan sinkronisasi sampurna saka rong film - teks cipher lan teks kunci. Sembarang peregangan utawa slip ing film kasebut ndadekake kabeh bagean kasebut ora bisa digunakake. Kanggo nyilikake risiko kesalahan, mesin diproses ora luwih saka 2000 karakter per detik, sanajan sabuk bisa luwih cepet. Kembang, sing ora gelem setuju karo proyek Heath Robinson, percaya yen ana cara sing luwih apik: mesin sing dibangun meh kabeh saka komponen elektronik.
Colosus
Thomas Flowers kerja minangka insinyur ing departemen riset Kantor Pos Inggris wiwit taun 1930, ing ngendi dheweke miwiti riset babagan sambungan sing salah lan gagal ing ijol-ijolan telpon otomatis anyar. Iki nyebabake dheweke mikir babagan carane nggawe versi sistem telpon sing luwih apik, lan ing taun 1935 dheweke wiwit nyengkuyung ngganti komponen sistem elektromekanis kayata relay karo elektronik. Tujuan iki nemtokake kabeh karir mangsa.
Tommy Flowers, watara taun 1940
Umume insinyur ngritik komponen elektronik amarga ora bisa dipercaya lan ora bisa dipercaya nalika digunakake ing skala gedhe, nanging Flowers nuduhake yen nalika digunakake terus-terusan lan kanthi kekuwatan sing luwih murah tinimbang desaine, tabung vakum pancen nuduhake umur sing dawa banget. Dheweke mbuktekake ide kasebut kanthi ngganti kabeh terminal dial-tone ing switch 1000-line kanthi tabung; total ana 3-4 ewu wong. Instalasi iki diluncurake ing karya nyata ing taun 1939. Ing wektu sing padha, dheweke nyoba ngganti register relay sing nyimpen nomer telpon nganggo relay elektronik.
Kembang percaya yen Heath Robinson sing disewakake kanggo mbangun cacat banget, lan dheweke bisa ngatasi masalah kasebut kanthi luwih apik kanthi nggunakake tabung liyane lan bagean mekanik sing luwih sithik. Ing Februari 1943, dheweke nggawa desain alternatif kanggo mesin kasebut menyang Newman. Kembang kanthi pinter nyingkirake tape kunci, ngilangi masalah sinkronisasi. Mesin dheweke kudu ngasilake teks kunci kanthi cepet. Dheweke bakal simulasi Tunney elektronik, liwat kabeh setelan wheel lan mbandhingaké saben siji karo ciphertext, ngrekam kamungkinan cocog. Dheweke ngira manawa pendekatan iki mbutuhake udakara 1500 tabung vakum.
Newman lan liyane saka Manajemen Bletchley padha mamang proposal iki. Kaya umume kontemporer Flowers, dheweke ragu apa elektronik bisa digawe kanthi skala kaya ngono. Menapa malih, malah yen bisa digawe kanggo bisa, padha mangu-mangu sing mesin kuwi bisa dibangun ing wektu kanggo migunani ing perang.
Bos kembang ing Dollis Hill menehi dheweke idin kanggo ngumpulake tim kanggo nggawe monster elektronik iki - Bunga bisa uga ora tulus njlentrehake dheweke kepiye ide dheweke disenengi ing Bletchley (Miturut Andrew Hodges, Flowers ngandhani. boss, Gordon Radley, sing project ana karya kritis kanggo Bletchley, lan Radley wis krungu saka Churchill sing karya Bletchley minangka prioritas Absolute). Saliyane Flowers, Sidney Broadhurst lan William Chandler nduweni peran gedhe ing pangembangan sistem kasebut, lan kabeh usaha makaryakke meh 50 wong, setengah saka sumber daya Dollis Hill. Tim kasebut diilhami dening preseden sing digunakake ing telephony: meter, logika cabang, peralatan kanggo nuntun lan terjemahan sinyal, lan peralatan kanggo pangukuran status peralatan. Broadhurst minangka master sirkuit elektromekanis kasebut, lan Flowers lan Chandler minangka ahli elektronik sing ngerti carane nransfer konsep saka jagad relay menyang jagad katup. Ing wiwitan taun 1944, tim kasebut nampilake model kerja kanggo Bletchley. Mesin raksasa kasebut dijuluki "Colossus," lan kanthi cepet mbuktekake manawa bisa ngluwihi Heath Robinson kanthi andal ngolah 5000 karakter per detik.
Newman lan liyane saka Manajemen ing Bletchley cepet temen maujud sing padha wis nggawe kesalahan ing nguripake mudhun Flowers. Ing Februari 1944, dheweke mrentahake 12 liyane Colossi, sing mesthine bakal dioperasikake tanggal 1 Juni - tanggal invasi Prancis direncanakake, sanajan, mesthine, kembang ora dingerteni. Kembang ujar manawa iki ora mungkin, nanging kanthi upaya heroik, tim kasebut bisa ngirim mobil kaping pindho ing tanggal 31 Mei, sing anggota tim anyar Alan Coombs nggawe akeh dandan.
Desain revisi, dikenal minangka Mark II, terus sukses mobil pisanan. Saliyane sistem pasokan film, iki kalebu 2400 lampu, 12 switch rotary, 800 relay lan mesin tik listrik.
Colossus Mark II
Iki bisa disesuaikan lan cukup fleksibel kanggo nangani macem-macem tugas. Sawise instalasi, saben tim wanita ngatur "Colossus" kanggo ngatasi masalah tartamtu. Panel tembelan, padha karo panel operator telpon, dibutuhake kanggo nyetel dering elektronik sing simulasi roda Tunney. A pesawat saka ngalih diijini operator kanggo ngatur sawetara piranti fungsi sing diproses loro aliran data: film external lan sinyal internal kui dening dering. Kanthi nggabungaken sakumpulan unsur logika sing beda-beda, Colossus bisa ngetung fungsi Boolean sing sewenang-wenang adhedhasar data, yaiku, fungsi sing bakal ngasilake 0 utawa 1. Saben unit nambah counter Colossus. Aparat kontrol sing kapisah nggawe keputusan cabang adhedhasar negara counter - contone, mungkasi lan nyithak output yen nilai counter ngluwihi 1000.
Ngalih panel kanggo konfigurasi "Colossus"
Ayo kita nganggep manawa Colossus minangka komputer sing bisa diprogram kanthi tujuan umum ing pangertèn modern. Iku logis bisa gabungke loro lepen data-siji ing tape, lan siji kui dening counters ring-lan ngetung nomer XNUMX ditemoni, lan sing. Akeh "programming" Colossus njupuk Panggonan ing kertas, karo operator nglakokaké wit kaputusan disiapake dening Analysts: ngandika, "yen sistem output kurang saka X, nyetel konfigurasi B lan apa Y, digunakake Z."
Diagram blok tingkat dhuwur kanggo Colossus
Nanging, "Colossus" cukup bisa ngrampungake tugas sing ditugasake. Ora kaya komputer Atanasoff-Berry, Colossus cepet banget - bisa ngolah 25000 karakter per detik, sing saben-saben mbutuhake sawetara operasi Boolean. Mark II nambah kacepetan kaping lima liwat Mark I kanthi maca lan ngolah limang bagean film sing beda-beda. Ora gelem nyambungake kabeh sistem karo piranti input-output elektromekanis alon, nggunakake fotosel (dijupuk saka anti-pesawat). ) kanggo maca tape mlebu lan register kanggo buffering mesin tik output. Pimpinan tim sing mulihake Colossus ing taun 1990-an nuduhake yen dheweke isih bisa ngalahake komputer berbasis Pentium ing taun 1995 kanthi gampang.
Mesin pangolahan tembung sing kuat iki dadi pusat proyek kanggo ngilangi kode Tunney. Sepuluh liyane Mark II dibangun sadurunge pungkasan perang, panel kanggo kang churned metu ing tingkat siji saben sasi dening buruh ing pabrik pos ing Birmingham, sing ora ngerti apa padha nggawe, lan banjur nglumpuk ing Bletchley. . Salah sawijining pejabat sing jengkel saka Kementerian Pasokan, nampa panjaluk liyane kanggo sewu katup khusus, takon apa buruh pos "nembak wong Jerman." Kanthi cara industri iki, tinimbang ngrakit proyek individu, komputer sabanjure ora bakal diprodhuksi nganti taun 1950-an. Ing instruksi Flowers kanggo nglindhungi katup, saben Colossus dioperasikake awan lan wengi nganti pungkasan perang. Padha ngadeg quietly mencorong ing pepeteng, anget munggah mangsa Inggris teles lan sabar ngenteni instruksi nganti dina teka nalika padha ora perlu maneh.
Kerudung Kasepen
Semangat alami kanggo drama sing nyenengake ing Bletchley nyebabake exaggeration reged saka prestasi militer organisasi. Iku banget absurd kanggo pitunjuk, kaya film kasebut." [Game Imitasi] manawa peradaban Inggris bakal mandheg yen ora ana Alan Turing. "Colossus", ketoke, ora ana impact ing perang ing Eropah. Prestasi dheweke sing paling umum yaiku mbuktekake manawa penipuan landing Normandia 1944 wis berhasil. Pesen sing ditampa liwat Tanny nyaranake yen Sekutu wis sukses ngyakinake Hitler lan dhawuhe yen pukulan nyata bakal teka ing sisih wétan, ing Pas de Calais. Informasi sing nyengkuyung, nanging ora mungkin nyuda tingkat kortisol ing getih komando sekutu mbantu menang perang.
Ing sisih liya, kemajuan teknologi sing diwenehake Colossus ora bisa dipungkiri. Nanging jagad ora bakal ngerti babagan iki. Churchill mrentahake supaya kabeh "Colossi" sing ana ing pungkasan game kasebut dibongkar, lan rahasia desaine kudu dikirim menyang TPA. Loro kendaraan bisa slamet saka paukuman pati iki, lan tetep ing layanan intelijen Inggris nganti taun 1960-an. Nanging sanajan pamrentah Inggris ora ngangkat tutup bisu babagan kerja ing Bletchley. Mung ing taun 1970-an orane dadi kawruh umum.
Kaputusan kanggo nglarang kanthi permanen diskusi babagan karya sing ditindakake ing Bletchley Park bisa diarani minangka ati-ati banget saka pamrentah Inggris. Nanging kanggo Flowers iku tragedi pribadi. Dilucuti kabeh kredit lan prestise minangka penemu Colossus, dheweke nandhang rasa ora puas lan frustasi amarga upaya terus-terusan kanggo ngganti relay karo elektronik ing sistem telpon Inggris terus-terusan diblokir. Yen dheweke bisa nuduhake prestasine liwat conto "Colossus", dheweke bakal duwe pengaruh sing dibutuhake kanggo mujudake impene. Nanging nalika prestasine dikenal, Kembang wis suwe pensiun lan ora bisa pengaruh apa-apa.
Sawetara penggemar komputasi elektronik sing kasebar ing saindenging jagad nandhang masalah sing padha karo kerahasiaan ing sekitar Colossus lan kekurangan bukti kanggo kelangsungan pendekatan iki. Komputasi elektromekanis bisa tetep dadi raja kanggo sawetara wektu. Nanging ana proyek liyane sing bakal mbukak dalan kanggo komputasi elektronik dadi pusat. Senajan iku uga asil saka pembangunan militèr rahasia, iku ora didhelikake sawise perang, nanging ing nalisir, iki dicethakaké kanggo donya karo aplomb paling, ing jeneng ENIAC.
Apa sing kudu diwaca:
• Jack Copeland, ed. Colossus: Rahasia saka Bletchley Park's Codebreaking Computers (2006)
• Thomas H. Flowers, "The Design of Colossus," Annals of the History of Computing, Juli 1983
• Andrew Hodges, Alan Turing: The Enigma (1983)
Source: www.habr.com