Сериядағы басқа мақалалар:
- Эстафетаның шығу тарихы
- Электрондық есептеуіш машиналардың пайда болу тарихы
- Транзистордың пайда болу тарихы
- Интернет тарихы
1938 жылы Британдық құпия барлаудың басшысы Лондоннан 24 миль қашықтықтағы 80 гектар жерді үнсіз сатып алды. Ол Лондоннан солтүстікке қарай, батыста Оксфордтан шығыста Кембриджге дейінгі темір жол торабында орналасқан және ешкімге көрінбейтін, бірақ көпшілікке оңай жететін ұйым үшін тамаша орын болды. маңызды білім орталықтарының және британдық биліктің. ретінде белгілі мүлік , Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Ұлыбританияның кодты бұзу орталығы болды. Бұл әлемдегі криптографиямен айналысатын жалғыз жер болуы мүмкін.
Тунни
1941 жылдың жазында Блетчлиде неміс армиясы мен әскери-теңіз күштері пайдаланатын әйгілі Enigma шифрлау машинасын бұзу бойынша жұмыс жүргізілуде. Егер сіз британдық код бұзушылар туралы фильмді қарасаңыз, олар Enigma туралы айтты, бірақ біз бұл туралы айтпаймыз - өйткені Кеңес Одағы басып алғаннан кейін көп ұзамай Блетчли шифрлаудың жаңа түрімен хабарламаларды жіберуді тапты.
Көп ұзамай криптологтар хабарларды жіберу үшін қолданылатын құрылғының жалпы сипатын анықтады, олар «Түнни» деген лақап ат берді.
Хабарламаларын қолмен шешуге тура келетін Enigma-дан айырмашылығы, Тунни телетайпқа тікелей қосылды. Телетайп оператор енгізген әрбір таңбаны стандартты түрде нүктелер мен кресттер ағынына (Морзе кодының нүктелері мен сызықшаларына ұқсас) түрлендірді. әр әріпке бес таңбадан тұрады. Бұл шифрланбаған мәтін болды. Тунни нүктелер мен кресттердің жеке параллель ағынын жасау үшін бір уақытта он екі дөңгелекті пайдаланды: кілт. Содан кейін ол хабарламаға кілтті қосып, ауа арқылы берілетін шифрлық мәтінді жасады. Қосу екілік арифметикада жүргізілді, мұнда нүктелер нөлдерге, ал кресттер бірліктерге сәйкес болды:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 1 = 0
Алушы жағындағы басқа Танни бірдей параметрлері бар сол кілтті жасап, алушының телетайпымен қағазға басып шығарылған түпнұсқасын жасау үшін оны шифрланған хабарламаға қосты. Бізде «нүкте плюс нүкте нүкте плюс» деген хабар бар делік. Сандарда ол 01001 болады. Кездейсоқ кілтті қосайық: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, сондықтан шифрленген мәтінді аламыз. 10011. Кілтті қайта қосу арқылы бастапқы хабарламаны қалпына келтіруге болады. Тексерейік: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, біз 01001 аламыз.
Туннидің жұмысын талдау оны пайдаланудың алғашқы айларында жіберушілер хабарлама жібермес бұрын пайдаланылатын дөңгелек параметрлерін беруі арқылы жеңілдетілді. Кейінірек немістер доңғалақтардың алдын ала орнатылған параметрлері бар код кітаптарын шығарды және жіберуші тек алушы кітаптағы дұрыс дөңгелек параметрін табу үшін пайдалана алатын кодты жіберуі керек болды. Олар күнделікті код кітаптарын ауыстырып отырды, бұл Блетчлиге күн сайын таңертең кодтық дөңгелектерді бұзуға мәжбүр болды.
Бір қызығы, криптоаналитиктер Tunny функциясын жіберу және қабылдау станцияларының орналасуына негізделген шешті. Ол неміс жоғарғы қолбасшылығының жүйке орталықтарын жаулап алған Франциядан бастап орыс даласына дейінгі әртүрлі еуропалық әскери майдандардағы армия және армия тобы командирлерімен байланыстырды. Бұл қызықты тапсырма болды: Tunney-ді бұзу жаудың ең жоғары деңгейдегі ниеті мен мүмкіндіктеріне тікелей қол жеткізуге уәде берді.
Содан кейін неміс операторларының қателіктері, қулық пен табандылық арқылы жас математик Туннидің жұмысы туралы қарапайым тұжырымдардан әлдеқайда жоғары болды. Машинаның өзін көрмей-ақ, ол оның ішкі құрылымын толығымен анықтады. Ол логикалық түрде әрбір доңғалақтың мүмкін позицияларын (олардың әрқайсысының өзінің қарапайым саны бар) және дөңгелектердің орналасуы кілтті қалай дәл тудыратынын шығарды. Осы ақпаратпен қаруланған Блетчли Туннейдің көшірмелерін жасады, олар хабарламаларды шешу үшін пайдаланылуы мүмкін - дөңгелектер дұрыс реттелген кезде.
Tanny деп аталатын Лоренц шифрлау машинасының 12 негізгі дөңгелегі
Хит Робинсон
1942 жылдың аяғында Тат бұл үшін арнайы стратегия әзірлеп, Танниге шабуыл жасауды жалғастырды. Ол дельта концепциясына негізделген: хабарламадағы бір сигналдың модулі 2 қосындысы (нүкте немесе крест, 0 немесе 1) келесі сигналмен. Ол Tunney доңғалақтарының үзіліссіз қозғалысына байланысты шифрлық мәтін дельтасы мен негізгі мәтіндік дельта арасында байланыс бар екенін түсінді: олар бірге өзгеруі керек. Сонымен, егер сіз шифрленген мәтінді әртүрлі дөңгелек параметрлерінде жасалған кілт мәтінімен салыстырсаңыз, әрқайсысы үшін үшбұрышты есептеп, сәйкестіктер санын санай аласыз. 50%-дан асатын сәйкестік көрсеткіші нақты хабарлама кілтіне әлеуетті үміткерді белгілеуі керек. Идея теориялық тұрғыдан жақсы болды, бірақ оны іс жүзінде жүзеге асыру мүмкін болмады, өйткені барлық ықтимал параметрлерді тексеру үшін әрбір хабарлама үшін 2400 өту қажет болды.
Тэт мәселені басқа математик Макс Ньюманға әкелді, ол Блетчлидегі барлығы «Ньюмания» деп атайтын бөлімді басқарды. Ньюман, бір қарағанда, британдық барлау ұйымын басқарудың екіталай таңдауы болды, өйткені оның әкесі Германиядан болған. Алайда оның Гитлерге тыңшылық жасауы екіталай көрінді, өйткені оның отбасы еврей болды. Ол Гитлердің Еуропадағы үстемдігінің ілгерілеуіне алаңдағаны сонша, ол 1940 жылы Франция ыдырағаннан кейін көп ұзамай отбасын Нью-Йоркке қауіпсіз жерге көшірді және біраз уақыт Принстонға көшуді ойлады.
Макс Ньюман
Ньюманның Тата әдісімен талап етілетін есептеулермен жұмыс істеу туралы идеясы болды - машина жасау арқылы. Блетчли криптоталдау үшін машиналарды қолдануға дағдыланған. Enigma осылайша жарылған. Бірақ Ньюман Тунни шифрінде жұмыс істеу үшін белгілі бір электронды құрылғы ойлап тапты. Соғысқа дейін ол Кембриджде сабақ берді (оның шәкірттерінің бірі Алан Тьюринг) және Кавендишта бөлшектерді санау үшін Уинн-Уильямс құрастырған электронды есептегіштер туралы білетін. Идея мынадай болды: егер сіз циклде жабылған, жоғары жылдамдықпен айналдыратын екі пленканы синхрондасаңыз, олардың бірінде кілт, ал екіншісі шифрланған хабарлама болса және әрбір элементті дельталарды санайтын процессор ретінде қарастырсаңыз, онда электрондық есептегіш нәтижелерді қосыңыз. Әр жүгірістің соңында қорытынды ұпайды оқи отырып, бұл кілт әлеуетті немесе жоқ екенін шешуге болады.
Тиісті тәжірибесі бар инженерлер тобы енді ғана өмір сүрді. Олардың арасында Вин-Уильямстың өзі де болды. Тюринг бұрылыстарды санау үшін электрониканы пайдаланып Enigma машинасы үшін жаңа ротор жасауға көмектесу үшін Малверн радар зертханасынан Уин-Уильямсты жұмысқа алды. Оған Доллис-Хиллдегі Пошталық зерттеу станциясының үш инженері: Уильям Чандлер, Сидни Бродхурст және Томми Флоурс (Британдық пошта бөлімшесі жоғары технологиялық ұйым болғанын еске сала кетейін) және басқа бір Enigma жобасында оған көмектесті. тек қағаз пошта үшін, бірақ телеграф пен телефония үшін). Екі жоба да сәтсіздікке ұшырап, ер адамдар жұмыссыз қалды. Ньюман оларды жинады. Ол Дельталарды санайтын және нәтижені Вин-Уильямс жұмыс істеп жатқан есептегішке жіберетін «біріктіретін құрылғыны» жасаған топты басқаруға Гүлдерді тағайындады.
Ньюман инженерлерді машиналарды жасаумен және Корольдік Әскери-теңіз күштерінің әйелдер бөлімін хабарламаларды өңдеу машиналарымен айналысты. Үкімет жоғары басшылық лауазымдары бар ер адамдарға ғана сенді, ал әйелдер Блетчлидің операциялық офицерлері сияқты жақсы жұмыс істеді, хабарламаларды транскрипциялауды және декодтауды реттеуді орындады. Олар іс қағаздарын жүргізуден өз жұмысын автоматтандыратын машиналарға қамқорлық жасауға өте органикалық түрде көшті. Олар көлігіне немқұрайлы ат қойды »", британдық баламасы [екеуі де өте қарапайым функцияларды орындайтын өте күрделі, көлемді және күрделі құрылғыларды бейнелейтін мультфильмші-иллюстраторлар болды / шамамен. аудар.].
«Ескі Робинсон» көлігі, оның алдындағы «Хит Робинсон» көлігіне өте ұқсас.
Шынында да, Хит Робинсон теорияда сенімді болғанымен, іс жүзінде күрделі мәселелерге тап болды. Ең бастысы, екі фильмді – шифрлық мәтін мен түйінді мәтінді тамаша синхрондау қажеттілігі болды. Кез келген пленкалардың созылуы немесе сырғуы бүкіл үзінді жарамсыз етті. Қателердің пайда болу қаупін азайту үшін машина секундына 2000 таңбадан көп емес өңдеді, бірақ белдіктер жылдамырақ жұмыс істей алады. Хит Робинсон жобасының жұмысымен құлықсыз келіскен Гүлдер жақсы жол бар деп есептеді: толығымен дерлік электронды компоненттерден жасалған машина.
Колосс
Томас Флоуэрс 1930 жылдан бастап Британдық пошта бөлімшесінің зерттеу бөлімінде инженер болып жұмыс істеді, онда ол бастапқыда жаңа автоматты телефон станцияларындағы қате және сәтсіз қосылымдарды зерттеумен айналысты. Бұл оны телефон жүйесінің жетілдірілген нұсқасын жасау туралы ойлауға итермеледі және 1935 жылға қарай ол реле сияқты электромеханикалық жүйе құрамдастарын электронды түрлерге ауыстыруды жақтай бастады. Бұл мақсат оның бүкіл болашақ мансабын анықтады.
Томми Флоурс, шамамен 1940 ж
Көптеген инженерлер электронды құрамдас бөліктерді кең ауқымда пайдаланған кезде ыңғайсыз және сенімсіз деп сынады, бірақ Гүлдер үзіліссіз және дизайнынан әлдеқайда төмен қуаттарда пайдаланылған кезде, вакуумдық түтіктер шынымен таңғаларлық ұзақ қызмет ететінін көрсетті. Ол өз идеяларын 1000 жолдық қосқыштағы теру сигналының барлық терминалдарын түтіктерге ауыстыру арқылы дәлелдеді; барлығы 3-4 мың болды. Бұл қондырғы 1939 жылы нақты жұмысқа кірісті. Сол кезеңде ол телефон нөмірлерін сақтайтын релелік регистрлерді электронды релемен ауыстыру тәжірибесін жасады.
Гүлдер өзі құрастыруға жалданған Хит Робинсонның айтарлықтай ақауы бар деп есептеді және ол көп түтіктер мен механикалық бөлшектерді азырақ пайдалану арқылы мәселені әлдеқайда жақсы шеше алады. 1943 жылдың ақпанында ол Ньюманға машинаның балама дизайнын әкелді. Гүлдер синхрондау мәселесін жойып, кілт таспасынан ақылды түрде құтылды. Оның машинасы негізгі мәтінді жылдам жасау керек болды. Ол Тунниді электронды түрде модельдеді, барлық дөңгелек параметрлерін тексеріп, әрқайсысын шифрлық мәтінмен салыстырып, ықтимал сәйкестіктерді жазады. Ол бұл тәсіл 1500-ге жуық вакуумдық түтіктерді қолдануды қажет етеді деп есептеді.
Ньюман мен Блетчлидің қалған басшылығы бұл ұсынысқа күмәнмен қарады. Гүлдердің көптеген замандастары сияқты, олар электрониканың мұндай ауқымда жұмыс істеуге болатындығына күмәнданды. Оның үстіне, егер оны жұмыс істеуге болатын болса да, олар мұндай машинаның соғыста пайдалы болуы үшін уақытында жасалуы мүмкін екеніне күмәнданды.
Доллис Хиллдегі Flowers компаниясының бастығы оған осы электронды құбыжықты жасау үшін команда жинауға рұқсат берді - Гүлдер оған идеясының Блетчлиде қаншалықты ұнағанын сипаттау үшін шын жүректен айтпаған болуы мүмкін (Эндрю Ходжестің айтуынша, Гүлдер айтты. оның бастығы Гордон Рэдли бұл жоба Блетчли үшін маңызды жұмыс болды және Рэдли Черчилльден Блетчлидің жұмысы абсолютті басымдық екенін естіген болатын). Гүлдерден басқа, Сидни Бродхерст пен Уильям Чандлер жүйенің дамуында үлкен рөл атқарды және бүкіл кәсіпорында 50-ге жуық адам жұмыс істеді, бұл Доллис Хилл ресурстарының жартысы. Команда телефонияда қолданылатын прецеденттерден шабыттанды: есептегіштер, салалық логика, маршруттау және сигналды аударуға арналған жабдық және жабдық күйін мерзімді өлшеуге арналған жабдық. Бродхерст осындай электромеханикалық схемалардың шебері болды, ал Флорс пен Чандлер концепцияларды реле әлемінен клапандар әлеміне қалай беру керектігін түсінетін электроника мамандары болды. 1944 жылдың басында команда Блетчлиге жұмыс үлгісін ұсынды. Алып машина «Колосс» деп аталды және секундына 5000 XNUMX таңбаны сенімді түрде өңдеу арқылы Хит Робинсоннан асып түсетінін тез дәлелдеді.
Ньюман мен Блетчлидің қалған басшылығы Гүлдерден бас тартуда қателескендерін тез түсінді. 1944 жылдың ақпанында олар тағы 12 Колоссиге тапсырыс берді, олар 1 маусымға - Францияға басып кіру жоспарланған күнге дейін жұмыс істей бастайды, дегенмен бұл, әрине, Гүлдерге белгісіз еді. Гүлдер бұл мүмкін емес екенін ашық айтты, бірақ оның командасы 31 мамырға дейін ерлікпен екінші көлікті жеткізе алды, оған жаңа команда мүшесі Алан Кумбс көптеген жақсартулар жасады.
Mark II деп аталатын қайта өңделген дизайн бірінші көліктің сәттілігін жалғастырды. Ол пленкамен қамтамасыз ету жүйесінен басқа 2400 шамнан, 12 айналмалы ажыратқыштан, 800 реледен және электрлік жазу машинкасынан тұрды.
Колосс Марк II
Ол әртүрлі тапсырмаларды орындау үшін теңшелетін және икемді болды. Орнатқаннан кейін әйелдер командаларының әрқайсысы белгілі бір мәселелерді шешу үшін өздерінің «Колосстарын» конфигурациялады. Телефон операторының панеліне ұқсас патч панелі Tunney дөңгелектерін имитациялайтын электрондық сақиналарды орнату үшін қажет болды. Коммутаторлар жиынтығы операторларға екі деректер ағынын өңдейтін функционалдық құрылғылардың кез келген санын конфигурациялауға мүмкіндік берді: сыртқы пленка және сақиналар арқылы жасалған ішкі сигнал. Әртүрлі логикалық элементтер жиынын біріктіру арқылы Colossus деректерге негізделген ерікті логикалық функцияларды есептей алады, яғни 0 немесе 1 шығаратын функциялар. Әрбір бірлік Colossus есептегішін көбейтті. Бөлек басқару аппараты есептегіштің күйіне негізделген тармақталған шешімдерді қабылдады - мысалы, есептегіш мәні 1000-нан асса, шығысты тоқтатады және басып шығарады.
«Colossus» конфигурациясына арналған коммутатор тақтасы
Колосс қазіргі мағынада жалпы мақсаттағы бағдарламаланатын компьютер болды деп есептейік. Ол екі деректер ағынын логикалық түрде біріктіре алады - бірі таспада, екіншісі қоңырау санауыштары арқылы жасалған - және кездесетін XNUMX санын санай алады, міне, осымен аяқталды. Колосстың «бағдарламалауының» көп бөлігі қағазда өтті, операторлар аналитиктер дайындаған шешім ағашын орындады: «егер жүйенің шығысы Х-дан аз болса, B конфигурациясын орнатыңыз және Y орындаңыз, әйтпесе Z орындаңыз».
Colossus үшін жоғары деңгейлі блок диаграммасы
Соған қарамастан, «Колос» өзіне жүктелген міндетті шешуге әбден қабілетті болды. Atanasoff-Berry компьютерінен айырмашылығы, Colossus өте жылдам болды - ол секундына 25000 XNUMX таңбаны өңдей алады, олардың әрқайсысы бірнеше логикалық операцияларды қажет етуі мүмкін. Mark II фильмнің бес түрлі бөлімін бір уақытта оқу және өңдеу арқылы Mark I жылдамдығын бес есе арттырды. Ол бүкіл жүйені баяу электромеханикалық енгізу-шығару құрылғыларымен, фотоэлементтерді (зениттен алынған) пайдаланудан бас тартты. ) кіріс таспаларды оқуға және жазу машинкасының шығысын буферлеуге арналған регистрге арналған. 1990 жылдары Colossus-ты қалпына келтірген топтың жетекшісі өз жұмысында 1995 жылғы Pentium негізіндегі компьютерді оңай жеңе алатынын көрсетті.
Бұл қуатты мәтінді өңдеу машинасы Tunney кодын бұзу жобасының орталығы болды. Соғыс аяқталғанға дейін тағы он Марк II салынды, олардың панельдерін Бирмингемдегі пошта зауытының жұмысшылары не істеп жатқанын білмейтін, содан кейін Блетчлиде жинады. . Жабдықтау министрлігінің тітіркенген бір шенеунігі мың арнайы клапан туралы тағы бір өтініш алған соң, пошта қызметкерлері оларды «немістерге атып жатыр ма» деп сұрады. Бұл өнеркәсіптік жолмен, жеке жобаны қолмен құрастыру арқылы емес, келесі компьютер 1950 жылдарға дейін шығарылмайтын еді. Гүлдердің клапандарды қорғау жөніндегі нұсқаулары бойынша әрбір Колосс соғыстың соңына дейін күндіз-түні жұмыс істеді. Олар қараңғыда тыныш тұрып, ылғалды британдық қысты жылытып, қажет болмайтын күн келгенше нұсқауларды шыдамдылықпен күтті.
Тыныштық пердесі
Блетчлидегі қызықты драмаға деген табиғи ынта ұйымның әскери жетістіктерін өрескел асыра көрсетуге әкелді. Фильмдегідей меңзеу өте абсурд.« [Еліктеу ойыны] Алан Тьюринг болмаса, британдық өркениет өмір сүретін еді. «Колос» Еуропадағы соғыс барысына әсер етпеген сияқты. Оның ең танымал жетістігі 1944 жылғы Нормандия қондыру алдауының жұмыс істегенін дәлелдеу болды. Тэнни арқылы алынған хабарламалар одақтастардың Гитлер мен оның командасын шынайы соққының шығысқа, Пас-де-Калеге келетініне сәтті сендіргенін көрсетті. Көңіл көтеретін ақпарат, бірақ одақтас қолбасшылықтың қанындағы кортизол деңгейін төмендету соғыста жеңіске жетуге көмектескені екіталай.
Екінші жағынан, Колосс ұсынған технологиялық жетістіктер даусыз болды. Бірақ әлем мұны жақын арада білмейді. Черчилль ойынның аяқталу сәтінде болған барлық «Колоссиді» бөлшектеуге және олардың дизайнының құпиясын олармен бірге полигонға жіберуге бұйрық берді. Екі көлік бұл өлім жазасынан аман қалды және 1960 жылдарға дейін британдық барлау қызметінде қалды. Бірақ сонда да Британ үкіметі Блетчлидегі жұмысқа қатысты үнсіздік пердесін көтермеді. Оның бар екендігі тек 1970 жылдары ғана белгілі болды.
Блетчли саябағында жүргізіліп жатқан жұмыстарды талқылауға біржола тыйым салу туралы шешімді британ үкіметінің тым сақтығы деп атауға болады. Бірақ Гүлдер үшін бұл жеке трагедия болды. Колосстың өнертапқышы болудың барлық беделі мен беделінен айырылып, ол қанағаттанбады және ренжіді, өйткені оның британдық телефон жүйесіндегі релелерді электроникамен ауыстыру әрекеттері үнемі бұғатталып отырды. Егер ол өзінің жетістігін «Колос» мысалы арқылы көрсете алса, ол арманын жүзеге асыруға қажетті әсерге ие болар еді. Бірақ оның жетістіктері белгілі болған кезде, Гүлдер зейнеткерлікке шығып, ештеңеге әсер ете алмады.
Дүние жүзіне шашыраңқы бірнеше электронды есептеуіш әуесқойлары Колосстың айналасындағы құпияға және бұл тәсілдің өміршеңдігіне дәлелдердің болмауына байланысты ұқсас мәселелерден зардап шекті. Электромеханикалық есептеулер біраз уақытқа дейін патша болып қала алады. Бірақ электронды есептеулердің орталық орын алуына жол ашатын тағы бір жоба болды. Бұл да жасырын әскери дамудың нәтижесі болса да, соғыстан кейін жасырылған жоқ, керісінше, ENIAC деген атпен әлемге ең үлкен ілтипатпен ашылды.
Не оқу керек:
• Джек Коупэнд, ред. Colossus: Блетчли Парктің кодты бұзушы компьютерлерінің құпиялары (2006)
• Томас Х. Флоуэрс, «Колосстың дизайны», Есептеу тарихының жылнамалары, шілде 1983 ж.
• Эндрю Ходжес, Алан Тюринг: Жұмбақ (1983)
Ақпарат көзі: www.habr.com