Други статии во серијата:
- Историја на релето
- Историја на електронските компјутери
- Историја на транзистор
- Интернет историја
Во 1938 година, шефот на британското тајно разузнавање тивко купил имот од 24 хектари на 80 милји од Лондон. Се наоѓаше на раскрсницата на железницата од Лондон кон север и од Оксфорд на запад до Кембриџ на исток и беше идеална локација за организација која никој нема да ја види, но беше на дофат на повеќето на важните центри на знаење.и британските власти. Имотот познат како , стана британски центар за кршење кодови за време на Втората светска војна. Ова е можеби единственото место во светот познато по својата вклученост во криптографијата.
Туни
Во летото 1941 година, веќе беше во тек работа во Блечли за пробивање на познатата машина за шифрирање Енигма што ја користеа германската армија и морнарица. Ако сте гледале филм за британските шифри, тие зборувале за Енигма, но ние нема да зборуваме за тоа овде - затоа што кратко време по инвазијата на Советскиот Сојуз, Блечли открил пренос на пораки со нов тип на шифрирање.
Криптаналитичарите набрзо ја сфатија општата природа на машината што се користеше за пренос на пораки, на која и дадоа прекар „Тунни“.
За разлика од Енигма, чии пораки требаше да се дешифрираат рачно, Тани се поврза директно со телетипот. Телетипот го конвертира секој знак внесен од операторот во поток од точки и крстови (слично на точките и цртичките на Морзеовиот код) во стандардна со пет знаци по буква. Тоа беше нешифриран текст. Тани користеше дванаесет тркала одеднаш за да создаде свој паралелен тек на точки и крстови: клучот. Таа потоа го додала клучот на пораката, создавајќи шифриран текст пренесен преку воздухот. Собирањето беше извршено во бинарна аритметика, каде точките одговараа на нули, а крстовите одговараа на оние:
+ = 0 0 0
+ = 0 1 1
+ = 1 1 0
Друг Тани од страната на примачот со исти поставки го произведе истиот клуч и го додаде во шифрираната порака за да ја произведе оригиналната, која беше испечатена на хартија од телетипот на примачот. Да речеме дека имаме порака: „точка плус точка точка плус“. Во бројки ќе биде 01001. Ајде да додадеме случаен клуч: 11010. 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 0, 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, па го добиваме шифрениот текст 10011. Со повторно додавање на клучот, можете да ја вратите оригиналната порака. Ајде да провериме: 1 + 1 = 0, 1 + 0 = 1, 0 + 0 = 0, 1 + 1 = 0, 0 + 1 = 1, добиваме 01001.
Работата на Parsing Tunney беше олеснета со фактот што во првите месеци од неговата употреба, испраќачите ги пренесуваа поставките на тркалата за да се користат пред да испратат порака. Подоцна, Германците издадоа книги со шифри со претходно поставени поставки за тркалата, а испраќачот требаше само да испрати код што примачот може да го користи за да го најде правилното поставување на тркалото во книгата. Тие завршија секојдневно да ги менуваат книгите со кодови, што значеше дека Блечли мораше да ги хакира тркалата со код секое утро.
Интересно, криптоаналитичарите ја решија функцијата Tunny врз основа на локацијата на станиците за испраќање и примање. Ги поврзува нервните центри на германската висока команда со командантите на армијата и армиските групи на различни европски воени фронтови, од окупирана Франција до руските степи. Тоа беше примамлива задача: хакирањето на Туни вети директен пристап до намерите и способностите на највисоко ниво на непријателот.
Потоа, преку комбинација на грешки на германските оператори, лукав и истрајна решителност, младиот математичар отиде многу подалеку од едноставните заклучоци за работата на Тани. Без да ја види самата машина, тој целосно ја утврди нејзината внатрешна структура. Тој логично ги заклучил можните позиции на секое тркало (од кои секое имало свој прост број) и како точно положбата на тркалата го генерира клучот. Вооружен со овие информации, Блечли изградил реплики на Туни кои би можеле да се користат за дешифрирање пораки - штом тркалата биле правилно наместени.
12 клучни тркала на машина за шифрирање Лоренц позната како Тани
Хит Робинсон
До крајот на 1942 година, Тат продолжи да го напаѓа Тани, разви специјална стратегија за ова. Се базираше на концептот на делта: модуло 2 збир на еден сигнал во порака (точка или крст, 0 или 1) со следниот. Тој сфатил дека поради наизменичното движење на тркалата Туни, постои врска помеѓу делтата на шифрениот текст и делтата на клучниот текст: тие морале да се менуваат заедно. Значи, ако го споредите шифрениот текст со клучниот текст генериран на различни поставки на тркалото, можете да ја пресметате делтата за секое и да го броите бројот на совпаѓања. Стапката на совпаѓање многу поголема од 50% треба да означи потенцијален кандидат за клучот за вистинска порака. Идејата беше добра во теорија, но беше невозможно да се спроведе во пракса, бидејќи бараше да се направат 2400 додавања за секоја порака за да се проверат сите можни поставки.
Тат му го донесе проблемот на друг математичар, Макс Њуман, кој раководеше со одделот во Блечли кој сите го нарекуваа „Њуманија“. Њуман беше, на прв поглед, неверојатен избор да ја води чувствителната британска разузнавачка организација, бидејќи неговиот татко беше од Германија. Сепак, се чинеше малку веројатно дека тој ќе шпионира за Хитлер бидејќи неговото семејство беше еврејско. Тој бил толку загрижен за напредокот на доминацијата на Хитлер во Европа што го преселил своето семејство во безбедноста на Њујорк кратко време по распадот на Франција во 1940 година, а одредено време и самиот размислувал да се пресели во Принстон.
Макс Њуман
Така се случи Њуман да има идеја да работи на пресметките што ги бара методот Тата - со создавање машина. Блечли веќе бил навикнат да користи машини за криптоанализа. Вака се распука Енигма. Но, Њуман замислил одреден електронски уред да работи на шифрата Тани. Пред војната, тој предаваше во Кембриџ (еден од неговите студенти беше Алан Тјуринг) и знаеше за електронските бројачи што ги изгради Вин-Вилијамс за броење честички во Кевендиш. Идејата беше оваа: ако синхронизирате два филма затворени во јамка, лизгајќи се со голема брзина, од кои едниот има клуч, а другиот шифрирана порака, и го третирате секој елемент како процесор кој брои делта, тогаш електронскиот бројач може да соберете ги резултатите. Со читање на конечниот резултат на крајот од секое возење, може да се одлучи дали овој клуч е потенцијален или не.
Така се случи група инженери со соодветно искуство да постоела. Меѓу нив беше и самиот Вин-Вилијамс. Тјуринг ја регрутираше Вин-Вилијамс од радарската лабораторија Малверн за да помогне во создавањето на нов ротор за машината Енигма, користејќи електроника за броење вртења. Со овој и уште еден проект Енигма му помогнаа тројца инженери од Поштенската истражувачка станица на Долис Хил: Вилијам Чендлер, Сидни Бродхерст и Томи Флауерс (да ве потсетам дека Британската пошта беше организација со висока технологија и не беше одговорна само за хартиена пошта, но и за телеграфија и телефонија). И двата проекта пропаднаа и мажите останаа без работа. Њуман ги собра. Тој го назначи Флоуерс да го води тимот кој создал „комбинирачки уред“ кој би броел делти и би го пренесувал резултатот на бројачот на кој работел Вајн-Вилијамс.
Њуман ги окупираше инженерите со градење на машините и Женскиот оддел на Кралската морнарица со ракување со неговите машини за обработка на пораки. Владата им веруваше само на мажите со лидерски позиции на високо ниво, а жените беа добро како оперативни офицери на Блечли, справувајќи се и со транскрипцијата на пораките и со поставките за декодирање. Тие многу органски успеаја да преминат од канцелариска работа во грижа за машините што ја автоматизираа нивната работа. Тие несериозно го именуваа својот автомобил““, британски еквивалент [и двајцата беа цртачи илустратори кои прикажуваа исклучително сложени, обемни и сложени уреди кои извршуваат многу едноставни функции / прибл. превод.].
Автомобилот „стариот Робинсон“, многу сличен на неговиот претходник, автомобилот „Хит Робинсон“
Навистина, Хит Робинсон, иако теоретски доста сигурен, во пракса страдаше од сериозни проблеми. Главната работа беше потребата за совршена синхронизација на двата филма - шифрениот текст и клучниот текст. Секое истегнување или лизгање на некој од филмовите го направи целиот премин неупотреблив. За да се минимизира ризикот од грешки, машината обработуваше не повеќе од 2000 знаци во секунда, иако ремените можеа да работат побрзо. Фловерс, кој неволно се согласи со работата на проектот Хит Робинсон, веруваше дека постои подобар начин: машина изградена речиси целосно од електронски компоненти.
Колос
Томас Флауерс работел како инженер во одделот за истражување на Британската пошта од 1930 година, каде што првично работел на истражување на неточни и неуспешни врски во новите автоматски телефонски централи. Ова го навело да размисли како да создаде подобрена верзија на телефонскиот систем, а до 1935 година почнал да се залага за замена на електромеханичките компоненти на системот како што се релеите со електронски. Оваа цел ја одреди целата негова идна кариера.
Томи Флауерс, околу 1940 година
Повеќето инженери ги критикуваа електронските компоненти дека се каприциозни и несигурни кога се користат во голем обем, но Flowers покажа дека кога се користат континуирано и со моќност многу под нивниот дизајн, вакуумските цевки всушност покажуваат неверојатно долг животен век. Тој ги докажа своите идеи со замена на сите терминали за бирање на 1000-линиски прекинувач со цевки; вкупно ги имаше 3-4 илјади. Оваа инсталација беше пуштена во вистинска работа во 1939 година. Во истиот период, тој експериментирал со замена на релејните регистри кои ги чувале телефонските броеви со електронски релеи.
Флоерс верувал дека Хит Робинсон што тој бил ангажиран да го изгради има сериозни недостатоци и дека може многу подобро да го реши проблемот со користење на повеќе цевки и помалку механички делови. Во февруари 1943 година, тој донесе алтернативен дизајн за машината на Њуман. Цветовите умно се ослободија од лентата со клучеви, елиминирајќи го проблемот со синхронизацијата. Неговата машина мораше да го генерира клучниот текст во лет. Таа би го симулирала Туни електронски, поминувајќи низ сите поставки на тркалото и споредувајќи ги со шифрениот текст, снимајќи веројатни совпаѓања. Тој процени дека овој пристап ќе бара употреба на околу 1500 вакуумски цевки.
Њуман и остатокот од раководството на Блечли беа скептични за овој предлог. Како и повеќето современици на Флоуерс, тие се сомневаа дали електрониката може да се направи да работи на таков обем. Згора на тоа, дури и да може да се направи да работи, тие се сомневаа дека таква машина може да се изгради навреме за да биде корисна во војна.
Шефот на Флауерс во Долис Хил навистина му дал зелено светло да состави тим за да го создаде ова електронско чудовиште - Флауерс можеби не бил целосно искрен во опишувањето со него колку неговата идеја се допаднала во Блечли (Според Ендрју Хоџис, Флауерс рече неговиот шеф, Гордон Редли, дека проектот е критична работа за Блечли, а Редли веќе слушнал од Черчил дека работата на Блечли е апсолутен приоритет). Покрај Флоуерс, Сидни Бродхерст и Вилијам Чендлер одиграа голема улога во развојот на системот, а целиот потфат вработи речиси 50 луѓе, половина од ресурсите на Долис Хил. Тимот беше инспириран од преседани користени во телефонијата: метри, логика на гранки, опрема за рутирање и превод на сигнали и опрема за периодични мерења на статусот на опремата. Бродхерст беше мајстор за такви електромеханички кола, а Флауерс и Чендлер беа електронски експерти кои разбираа како да ги пренесат концептите од светот на релеите во светот на вентилите. До почетокот на 1944 година, тимот му претстави работен модел на Блечли. Џиновската машина беше наречена „Колос“ и брзо докажа дека може да го надмине Хит Робинсон со веродостојна обработка на 5000 знаци во секунда.
Њуман и остатокот од раководството во Блечли брзо сфатија дека направиле грешка што го одбиле Фловерс. Во февруари 1944 година, тие нарачаа уште 12 Колоси, кои требаше да бидат оперативни до 1 јуни - датумот кога беше планирана инвазијата на Франција, иако, се разбира, тоа беше непознато за Флауерс. Флоурс отворено рече дека тоа е невозможно, но со херојски напори неговиот тим успеа да испорача втор автомобил до 31 мај, на кој новиот член на тимот Алан Кумбс направи многу подобрувања.
Ревидираниот дизајн, познат како Mark II, го продолжи успехот на првиот автомобил. Покрај системот за снабдување со филм, тој се состоеше од 2400 светилки, 12 ротирачки прекинувачи, 800 релеи и електрична машина за пишување.
Колос Марко II
Беше приспособлив и доволно флексибилен за да се справи со различни задачи. По инсталацијата, секој од женските тимови го конфигурираше својот „Колос“ за да реши одредени проблеми. Потребен беше лепенка, слична на панелот на телефонски оператор, за да се постават електронски прстени кои симулираат тркала Туни. Збир на прекинувачи им овозможи на операторите да конфигурираат кој било број на функционални уреди кои обработуваат два текови на податоци: надворешен филм и внатрешен сигнал генериран од прстените. Со комбинирање на множество од различни логички елементи, Colossus може да пресмета произволни Булови функции врз основа на податоци, односно функции кои би произвеле 0 или 1. Секоја единица го зголемувала бројачот на Колосус. Посебен контролен апарат донесуваше одлуки за разгранување врз основа на состојбата на бројачот - на пример, запрете и испечатете излез ако вредноста на бројачот надмина 1000.
Прекинувач за конфигурирање на „Колосус“
Да претпоставиме дека Колосот бил програмабилен компјутер за општа намена во модерна смисла. Може логично да комбинира два потоци на податоци - еден на лента и еден генериран од бројачи на прстени - и да го брои бројот на XNUMX-ки кои се сретнале, и тоа е тоа. Голем дел од „програмирањето“ на Колосот се одвиваше на хартија, при што операторите извршуваа стебло на одлуки подготвено од аналитичарите: да речеме, „ако излезот на системот е помал од X, поставете ја конфигурацијата B и направете Y, инаку направете Z“.
Блок-дијаграм на високо ниво за Колос
Како и да е, „Колос“ беше доста способен да ја реши задачата што му беше доделена. За разлика од компјутерот Атанасоф-Бери, Колосот беше исклучително брз - можеше да обработи 25000 знаци во секунда, од кои секоја може да бара неколку Булови операции. Mark II ја зголеми брзината пет пати во однос на Mark I со истовремено читање и обработка на пет различни делови од филмот. Тој одби да го поврзе целиот систем со бавни електромеханички влезно-излезни уреди, користејќи фотоелементи (преземени од противвоздушни ) за читање дојдовни ленти и регистар за баферирање на излез од машината за пишување. Водачот на тимот што го обнови Колосус во 1990-тите покажа дека сè уште може лесно да ги надмине перформансите на компјутерот базиран на Пентиум од 1995 година на неговата работа.
Оваа моќна машина за обработка на текст стана центар на проектот за разбивање на кодот Tunney. Уште десет Mark II беа изградени пред крајот на војната, панелите за кои беа издупчени со брзина од еден месечно од работниците во поштенската фабрика во Бирмингем, кои немаа поим што прават, а потоа се склопуваа во Блечли. . Еден иритиран функционер од Министерството за снабдување, откако добил уште едно барање за илјада специјални вентили, прашал дали поштенските работници „ги пукаат кон Германците“. На овој индустриски начин, наместо со рачно склопување на индивидуален проект, следниот компјутер нема да се произведува дури во 1950-тите. Според инструкциите на Фловерс за заштита на вентилите, секој Колос работел дење и ноќе до крајот на војната. Тие стоеја тивко блескајќи во темнината, ја загреваа влажната британска зима и трпеливо чекаа инструкции додека не дојде денот кога веќе не беа потребни.
Превез на тишината
Природниот ентузијазам за интригантната драма што се одвиваше во Блечли доведе до грубо преувеличување на воените достигнувања на организацијата. Ужасно е апсурдно да се навестува, како што тоа го прави филмот.„[Играта на имитација] дека британската цивилизација би престанала да постои ако не беше Алан Тјуринг. „Колосот“, очигледно, немаше влијание врз текот на војната во Европа. Неговото најголемо јавно достигнување беше докажувањето дека измамата за слетување во Нормандија од 1944 година функционирала. Пораките добиени преку Тани сугерираат дека сојузниците успешно го убедиле Хитлер и неговата команда дека вистинскиот удар ќе дојде подалеку на исток, кај Па де Кале. Охрабрувачки информации, но малку е веројатно дека намалувањето на нивото на кортизол во крвта на сојузничката команда помогнало да се победи војната.
Од друга страна, технолошките достигнувања што ги претстави Колос беа непобитни. Но, светот нема да го знае ова наскоро. Черчил наредил да се уништат сите „Колоси“ кои постоеле за време на крајот на играта, а тајната на нивниот дизајн да биде испратена заедно со нив на депонијата. Две возила некако ја преживеаја оваа смртна казна и останаа во британската разузнавачка служба до 1960-тите. Но, дури и тогаш британската влада не го укина превезот на молкот во врска со работата во Блечли. Дури во 1970-тите неговото постоење стана јавно познато.
Одлуката трајно да се забрани каква било дискусија за работата што се изведува во паркот Блечли може да се нарече преголема претпазливост на британската влада. Но, за Flowers тоа беше лична трагедија. Лишен од сета заслуга и престиж да биде пронаоѓач на Колосот, тој претрпе незадоволство и фрустрација бидејќи неговите постојани обиди да ги замени релеите со електроника во британскиот телефонски систем беа постојано блокирани. Кога би можел да го покаже своето достигнување преку примерот на „Колос“, би го имал потребното влијание за да го оствари својот сон. Но, додека неговите достигнувања станаа познати, Флауерс одамна се пензионираше и не можеше да влијае на ништо.
Неколку ентузијасти за електронски компјутери расфрлани низ светот страдаа од слични проблеми поврзани со тајноста околу Колосус и недостатокот на докази за одржливоста на овој пристап. Електромеханичкото пресметување би можело да остане крал уште некое време. Но, имаше уште еден проект кој ќе го отвори патот за електронските компјутери да заземат централно место. Иако беше резултат и на тајни воени случувања, сепак не беше скриен по војната, туку напротив, на светот му беше откриена со најголема аплома, под името ENIAC.
Што да прочитате:
• Џек Коупленд, ед. Колос: Тајните на компјутерите кои кршат кодови на Блечли Парк (2006)
• Томас Х. Флауерс, „Дизајнот на Колос“, Анали на историјата на компјутерите, јули 1983 г.
• Ендрју Хоџис, Алан Тјуринг: Енигмата (1983)
Извор: www.habr.com