Colossus computer - Colossus computer

Colossus computer
Colossus.jpg
En Colossus Mark 2 -computer, der drives af Wrens . Det skrå betjeningspanel til venstre blev brugt til at indstille "pin" (eller "cam") mønstre af Lorenz. "Sengestationen" papirbåndstransport er til højre.
Udvikler Tommy Flowers , assisteret af Sidney Broadhurst, William Chandler og til Mark 2 -maskinerne, Allen Coombs
Fabrikant Postkontorets forskningsstation
Type Speciel elektronisk digital programmerbar computer
Generation Første generations computer
Udgivelses dato
Udgået 1960
Enheder afsendt 12
Medier
CPU Brugerdefinerede kredsløb ved hjælp af termioniske ventiler og thyratroner . I alt 1.600 i Mk 1 og 2.400 i Mk 2. Også relæer og trinkontakter
Hukommelse Ingen (ingen RAM )
Skærm Indikatorlampe panel
Input Papirbånd med op til 20.000 × 5-bit tegn i en kontinuerlig sløjfe
Strøm 8,5 kW

Colossus var et sæt computere udviklet af britiske kodebrydere i årene 1943–1945 for at hjælpe med kryptanalysen af ​​Lorenz -chifferet . Colossus brugte termioniske ventiler (vakuumrør) til at udføre boolske og tælleoperationer. Colossus betragtes således som verdens første programmerbare , elektroniske , digitale computer, selvom den blev programmeret af kontakter og stik og ikke af et lagret program .

Colossus er designet af General Post Office (GPO) forskning telefon ingeniør Tommy Flowers at løse et problem, som matematiker Max Newmanregeringen kode og Cypher School (GC & CS) på Bletchley Park . Alan Turings brug af sandsynlighed i kryptanalyse (se Banburismus ) bidrog til dets design. Det er undertiden fejlagtigt blevet udtalt, at Turing designet Colossus for at hjælpe kryptanalysen af ​​Enigma . Turings maskine, der hjalp med at afkode Enigma, var den elektromekaniske bombe , ikke Colossus.

Prototypen, Colossus Mark 1 , viste sig at virke i december 1943 og var i brug på Bletchley Park i begyndelsen af ​​1944. En forbedret Colossus Mark 2, der brugte skiftregistre til at femdoble behandlingshastigheden, først arbejdet den 1. juni 1944, lige i tid til landinger i Normandiet på D-dagen. Ti kolosser var i brug ved slutningen af ​​krigen, og en ellevte blev bestilt. Bletchley Parks brug af disse maskiner tillod de allierede at opnå en enorm mængde militær efterretning på højt niveau fra opfangede radiotelegrafimeddelelser mellem den tyske overkommando ( OKW ) og deres hærkommandoer i hele det besatte Europa.

Eksistensen af ​​Colossus-maskinerne blev holdt hemmelig indtil midten af ​​1970'erne. Alle maskiner undtagen to blev skilt ad i så små dele, at deres anvendelse ikke kunne udledes. De to beholdte maskiner blev til sidst demonteret i 1960'erne. En fungerende genopbygning af en Mark 2 Colossus blev afsluttet i 2008 af Tony Sale og et team af frivillige; det er udstillet på National Museum of ComputingBletchley Park .

Formål og oprindelse

En Lorenz SZ42 -chiffermaskine med dæksler fjernet på National Museum of ComputingBletchley Park
De Lorenz SZ maskiner havde 12 hjul, hver med et forskelligt antal knaster (eller "stifter").
Hjul nummer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
BP hjulnavn ψ 1 ψ 2 ψ 3 ψ 4 ψ 5 μ 37 μ 61 χ 1 χ 2 χ 3 χ 4 χ 5
Antal knaster (stifter) 43 47 51 53 59 37 61 41 31 29 26 23

Colossus computere blev brugt til at hjælpe dechifrere opfanget radio fjernskriverassistent beskeder, der var blevet krypteret ved hjælp af en ukendt enhed. Efterretningsoplysninger afslørede, at tyskerne kaldte de trådløse teleprinter -transmissionssystemer "Sägefisch" (savfisk). Dette fik briterne til at kalde krypteret tysk teleprinter -trafik " Fish ", og den ukendte maskine og dens opfangede meddelelser " Tunny " (tunafish).

Inden tyskerne øgede sikkerheden ved deres driftsprocedurer, diagnosticerede britiske kryptanalytikere, hvordan den usynlige maskine fungerede og byggede en efterligning af den kaldet " British Tunny ".

Det blev udledt, at maskinen havde tolv hjul og brugte en Vernam-krypteringsteknik på meddelelsestegn i standard 5-bit ITA2- telegrafkoden. Det gjorde dette ved at kombinere almindelige teksttegn med en strøm af nøgletegn ved hjælp af XOR -booleske funktion til at producere chiffertekst .

I august 1941 førte en fejl fra tyske operatører til overførsel af to versioner af den samme meddelelse med identiske maskinindstillinger. Disse blev opsnappet og arbejdet videre på Bletchley Park. For det første udledte John Tiltman , en meget talentfuld GC & CS -kryptoanalytiker, en nøglestrøm på næsten 4000 tegn. Derefter brugte Bill Tutte , et nyankommet medlem af forskningssektionen, denne keystream til at udarbejde Lorenz -maskinens logiske struktur. Han udledte, at de tolv hjul bestod af to grupper på fem, som han kaldte χ ( chi ) og ψ ( psi ) hjulene, de resterende to kaldte han μ ( mu ) eller "motor" hjul. De chi hjul trådte regelmæssigt med hvert bogstav, der blev krypteret, mens psi hjul trådte uregelmæssigt, under kontrol af de motoriske hjul.

Knaster på hjul 9 og 10 viser deres hævede (aktive) og sænkede (inaktive) positioner. Et aktivt kamera vendte værdien af ​​en bit (0 → 1 og 1 → 0).

Med en tilstrækkelig tilfældig keystream fjerner en Vernam -chiffer den naturlige sprogegenskab ved en almindelig tekstmeddelelse om at have en ujævn frekvensfordeling af de forskellige tegn for at producere en ensartet fordeling i chifferteksten. Tunny -maskinen klarede dette godt. Kryptanalytikerne fandt imidlertid ud af, at ved at undersøge frekvensfordelingen af ​​karakter-til-karakter-ændringer i chifferteksten, i stedet for de almindelige tegn, var der en afvigelse fra ensartethed, der gav en vej ind i systemet. Dette blev opnået ved "differentiering" , hvor hver bit eller karakter blev XOR-ed med sin efterfølger. Efter at Tyskland havde overgivet, fangede de allierede styrker en Tunny-maskine og opdagede, at det var den elektromekaniske Lorenz SZ ( Schlüsselzusatzgerät , chiffer-vedhæftet fil) in-line chiffermaskine.

For at dekryptere de overførte meddelelser skulle der udføres to opgaver. Den første var "hjulbrud", som var opdagelsen af ​​kammønstrene for alle hjulene. Disse mønstre blev opsat på Lorenz -maskinen og derefter brugt i en bestemt periode til en række forskellige meddelelser. Hver transmission, som ofte indeholdt mere end én besked, var krypteret med en anden startposition for hjulene. Alan Turing opfandt en metode til hjulbrydning, der blev kendt som Turingery . Turings teknik blev videreudviklet til "Rectangling", som Colossus kunne producere tabeller til manuel analyse. Colossi 2, 4, 6, 7 og 9 havde en "gadget" til at hjælpe denne proces.

Den anden opgave var "hjulindstilling" , som udarbejdede startpositionerne på hjulene for en bestemt besked og kun kunne forsøges, når kammønstrene var kendt. Det var denne opgave, som Colossus oprindeligt blev designet til. For at opdage startpositionen for chihjulene for en besked sammenlignede Colossus to tegnstrømme, der tællede statistik fra evalueringen af ​​programmerbare boolske funktioner. De to strømme var chifferteksten, som blev læst med høj hastighed fra et papirbånd, og nøglestrømmen, som blev genereret internt, i en simulering af den ukendte tyske maskine. Efter en række forskellige Colossus -kørsler for at opdage de sandsynlige chi -hjulindstillinger, blev de kontrolleret ved at undersøge frekvensfordelingen af ​​tegnene i den behandlede chiffertekst. Colossus frembragte disse hyppighedstællinger.

Dekrypteringsprocesser

Notation
simpel tekst
nøgle - sekvensen af ​​tegn, der bruges i binær XOR med
klartekst for at give chifferteksten
chi -komponent i nøglen
psi -komponent i nøglen
extended psi - det faktiske sekvens af tegn tilføjet ved
de psi hjul, herunder dem, når de ikke forhånd
chiffertekst
de- chi- chifferteksten med chi- komponenten i nøglen fjernet
enhver af de ovennævnte XOR'er med dens efterfølgerkarakter eller bit
XOR -operationen
Bletchley Park stenografi for telegrafi kode mellemrum (nul)
Bletchley Park stenografi til telegrafi kode mærke (en)

Ved at bruge differentiering og vide, at psi -hjulene ikke avancerede med hver karakter, fandt Tutte ud af, at det kun var en tilfældig statistik at prøve to to forskellige bit (impulser) i chi -strømmen mod den differentierede chiffertekst. Dette blev kendt som Tuttes "1+2 break in" . Det indebar beregning af følgende boolske funktion:

og tæller antallet af gange, det gav "falsk" (nul). Hvis dette tal oversteg en foruddefineret tærskelværdi kendt som "set total", blev det udskrevet. Kryptanalytikeren ville undersøge udskriften for at afgøre, hvilken af ​​de formodede startpositioner der sandsynligvis var den korrekte for chi -1 og chi -2 hjulene.

Denne teknik ville derefter blive anvendt på andre par eller enkelte impulser for at bestemme den sandsynlige startposition for alle fem chi -hjul. Herfra kunne de chi (D) for en chiffertekst hentes, hvorfra psi- komponenten kunne fjernes ved manuelle metoder. Hvis frekvensen fordelingen af karakterer i de- chi version af chiffertekst var inden for visse grænser, "hjul indstilling" af de chi blev hjulene anses for at være nået, og beskedindstillingerne og de- chi blev overført til " Testery " . Dette var afsnittet i Bletchley Park ledet af major Ralph Tester, hvor hovedparten af ​​dekrypteringsarbejdet blev udført ved manuelle og sproglige metoder.

Colossus kunne også udlede startpositionen for psi og motorhjul, men dette blev ikke gjort meget før de sidste par måneder af krigen, da der var masser af Colossi til rådighed, og antallet af Tunny -beskeder var faldet.

Design og konstruktion

Colossus blev udviklet til " Newmanry ", afsnittet ledet af matematikeren Max Newman, der var ansvarlig for maskinmetoder mod tolvrotor Lorenz SZ40/42 online teleprinter-chiffermaskine (kodenavnet Tunny, for tunafish). Colossus -designet opstod fra et tidligere projekt, der producerede en tællemaskine kaldet " Heath Robinson ". Selvom det beviste begrebet maskinanalyse for denne del af processen, var det oprindeligt upålideligt. De elektromekaniske dele var relativt langsomme, og det var svært at synkronisere to looped- papirbånd , den ene indeholdt den krypterede meddelelse, og den anden repræsenterer en del af Lorenz-maskinens nøglestrøm, også båndene havde en tendens til at strække sig, når de blev læst op til op til 2000 tegn i sekundet.

Stepping switch angiveligt fra en original Colossus præsenteret af direktøren for GCHQ for direktøren for NSA for at markere 40 -årsdagen for UKUSA -aftalen i 1986

Tommy Flowers MBE var senior elingeniør og chef for Switching Group på Post Office Research StationDollis Hill . Forud for sit arbejde med Colossus havde han været involveret i GC&CS på Bletchley Park fra februar 1941 i et forsøg på at forbedre de bomber, der blev brugt i kryptanalysen af ​​den tyske Enigma -chiffermaskine. Han blev anbefalet til Max Newman af Alan Turing, som havde været imponeret over sit arbejde med bomberne. Hovedkomponenterne i Heath Robinson -maskinen var som følger.

Blomster var blevet bragt ind for at designe Heath Robinsons kombinationsenhed. Han var ikke imponeret over systemet med et nøglebånd, der skulle holdes synkroniseret med beskedbåndet, og på eget initiativ designede han en elektronisk maskine, der eliminerede behovet for nøglebåndet ved at have en elektronisk analog af Lorenz ( Tunny) maskine. Han præsenterede dette design for Max Newman i februar 1943, men den idé, som de et til to tusinde termioniske ventiler ( vakuumrør og thyratroner ) foreslog, kunne arbejde pålideligt sammen, blev modtaget med stor skepsis, så flere Robinsons blev bestilt fra Dollis Hill. Blomster vidste imidlertid fra sit førkrigsarbejde, at de fleste termioniske ventilfejl opstod som følge af de termiske belastninger ved opstart, så en maskine ikke reducerede reducerede fejlfrekvenser til meget lave niveauer. Desuden, hvis varmeapparaterne blev startet ved en lav spænding og derefter langsomt bragt til fuld spænding, blev termisk belastning reduceret. Selve ventilerne kunne loddes ind for at undgå problemer med plug-in baser, hvilket kan være upålideligt. Blomster fortsatte med ideen og fik støtte fra direktøren for Research Station, W Gordon Radley.

Flowers og hans team på omkring halvtreds mennesker i skiftegruppen brugte elleve måneder fra begyndelsen af ​​februar 1943 på at designe og bygge en maskine, der undgik det andet bånd af Heath Robinson ved at generere hjulmønstre elektronisk. Blomster brugte nogle af sine egne penge til projektet. Denne prototype, Mark 1 Colossus, indeholdt 1.600 termioniske ventiler (rør). Det fungerede tilfredsstillende på Dollis Hill den 8. december 1943 og blev demonteret og sendt til Bletchley Park, hvor det blev leveret den 18. januar og genmonteret af Harry Fensom og Don Horwood. Det var operationelt i januar, og det angreb med succes sin første besked den 5. februar 1944. Det var en stor struktur og blev kaldt 'Colossus', angiveligt af WRNS -operatørerne. Et notat, der blev opbevaret i nationalarkivet, skrevet af Max Newman den 18. januar 1944 registrerer, at 'Colossus ankommer i dag'.

Under udviklingen af ​​prototypen var der blevet udviklet et forbedret design - Mark 2 Colossus. Fire af disse blev bestilt i marts 1944, og i slutningen af ​​april var antallet på ordre blevet øget til tolv. Dollis Hill blev presset til at få den første af disse til at fungere inden den 1. juni. Allen Coombs overtog ledelsen af ​​produktionen Mark 2 Colossi, hvoraf den første-indeholdende 2.400 ventiler-blev operationel kl. 08.00 den 1. juni 1944, lige i tide til den allierede invasion af NormandietD-Day . Efterfølgende blev Colossi leveret med en hastighed på cirka en om måneden. På tidspunktet for VE Day arbejdede der ti Colossi i Bletchley Park, og der var begyndt at samle en ellevte.

Colossus 10 med sin udvidede sengestue i blok H i Bletchley Park i rummet, der nu indeholder Tunny -galleriet på National Museum of Computing

Hovedenhederne i Mark 2 -designet var som følger.

  • En båndtransport med en 8-fotocelles læsemekanisme.
  • Et FIFO skiftregister på seks tegn .
  • Tolv tyratronringbutikker, der simulerede Lorenz-maskinen, der genererede en bit-stream til hvert hjul.
  • Paneler med kontakter til angivelse af programmet og "set total".
  • Et sæt funktionelle enheder, der udførte boolske operationer.
  • En "spændtæller", der kunne suspendere tællingen for en del af båndet.
  • En master kontrol, der håndterede clocking, start og stop signaler, modlæsning og udskrivning.
  • Fem elektroniske tællere.
  • En elektrisk skrivemaskine.

Det meste af designet til elektronikken var Tommy Flowers 'arbejde, assisteret af William Chandler, Sidney Broadhurst og Allen Coombs; med Erie Speight og Arnold Lynch, der udvikler den fotoelektriske læsemekanisme. Coombs huskede blomster, efter at have produceret et groft udkast til hans design og revet det i stykker, som han delte ud til sine kolleger, for at de kunne lave det detaljerede design og få deres team til at fremstille det. Mark 2 Colossi var begge fem gange hurtigere og var enklere at betjene end prototypen.

Datainput til Colossus var ved fotoelektrisk læsning af en papirbåndstranskription af den krypterede opsnappede besked. Dette blev arrangeret i en kontinuerlig sløjfe, så det kunne læses og genlæses flere gange-der er ingen intern lagring af dataene. Designet overvandt problemet med at synkronisere elektronikken med hastigheden på beskedbåndet ved at generere et ur -signal fra at læse dets tandhjulshuller. Driftshastigheden blev således begrænset af mekanikken til at læse båndet. Under udviklingen blev båndlæseren testet op til 9700 tegn pr. Sekund (53 mph), før båndet gik i opløsning. Så 5000 tegn/sekund (40 ft/s (12,2 m/s; 27,3 mph)) blev fastlagt som hastigheden til regelmæssig brug. Blomster designet et 6-tegn skiftregister, som blev brugt både til beregning af delta-funktionen (ΔZ) og til test af fem forskellige mulige udgangspunkt for Tunny's hjul i de fem processorer. Denne femvejs parallelisme gjorde det muligt at udføre fem samtidige tests og tællinger, hvilket gav en effektiv behandlingshastighed på 25.000 tegn pr. Sekund. Beregningen brugte algoritmer udtænkt af WT Tutte og kolleger til at dekryptere en Tunny -besked.

Operation

Kolonneudvælgelsespanel, der blandt andet viser markeringer af fjernbåndet på sengestuen og til input til algoritmen: Δ Z , Δ og Δ .

Newmanry var bemandet med kryptanalytikere, operatører fra Women's Royal Naval Service (WRNS) - kendt som "Wrens" - og ingeniører, der var permanent klar til vedligeholdelse og reparation. Ved slutningen af ​​krigen var bemandingen 272 Wrens og 27 mand.

Det første job i driften af ​​Colossus til en ny besked var at forberede papirbåndsløjfen. Dette blev udført af Wrens, der stak de to ender sammen ved hjælp af Bostik- lim, hvilket sikrede, at der var et tomt tape på 150 tegn mellem slutningen og begyndelsen af ​​meddelelsen. Ved hjælp af en speciel håndstans indsatte de et starthul mellem den tredje og fjerde kanal 2+12 tandhjulshuller fra enden af ​​den tomme sektion og et stophul mellem den fjerde og femte kanal 1+12 tandhjulshuller fra slutningen af ​​meddelelsens tegn. Disse blev læst af specielt placerede fotoceller og angivet, hvornår meddelelsen skulle starte, og hvornår den sluttede. Operatøren ville derefter trække papirbåndet gennem porten og rundt om sengens remskiver og justere spændingen. Designet med to bånds senge var blevet videreført fra Heath Robinson, så et bånd kunne lægges, mens det forrige blev kørt. En kontakt på valgpanelet angav "nær" eller "fjernt" bånd.

Efter at have udført forskellige nulstillings- og nulstillingsopgaver, ville Wren -operatørerne, under instruktion fra kryptanalytikeren, betjene de "indstillede total" årti switches og K2 panel switches for at indstille den ønskede algoritme. De ville derefter starte sengebåndsmotoren og lampen, og når båndet var oppe at køre, betjente hovedstartkontakten.

Programmering

Colossus K2 switch panel, der viser switches til angivelse af algoritmen (til venstre) og de tællere, der skal vælges (til højre).
Colossus 'set total' switch panel

Howard Campaigne, matematiker og kryptanalytiker fra US Navy's OP-20-G , skrev følgende i et forord til Flowers 'papir fra 1983 "The Design of Colossus".

Mit syn på Colossus var kryptanalytiker-programmørens. Jeg bad maskinen om at foretage visse beregninger og tællinger, og efter at have studeret resultaterne fortalte jeg den, at den skulle udføre et andet job. Det huskede ikke det tidligere resultat, og det kunne heller ikke have handlet efter det, hvis det gjorde det. Colossus og jeg vekslede i et samspil, der nogle gange opnåede en analyse af et usædvanligt tysk krypteringssystem, kaldet "Geheimschreiber" af tyskerne og "Fisk" af kryptanalytikerne.

Colossus var ikke en computer med gemt program . Inputdataene for de fem parallelle processorer blev læst fra det loopede meddelelsespapirbånd og de elektroniske mønstergeneratorer til chi , psi og motorhjul. Programmerne til processorer blev indstillet og holdt på kontakterne og jackpaneletilslutningerne. Hver processor kunne evaluere en boolsk funktion og tælle og vise antallet af gange, den gav den angivne værdi "falsk" (0) eller "sand" (1) for hver passage af beskedbåndet.

Input til processorer kom fra to kilder, skiftet registrerer fra båndlæsning og thyratronringene, der emulerede hjulene på Tunny -maskinen. Karaktererne på papirbåndet blev kaldt Z, og tegnene fra Tunny -emulatoren blev omtalt med de græske bogstaver, som Bill Tutte havde givet dem, når de arbejdede ud fra maskinens logiske struktur. På valgpanelet angav switches enten Z eller ΔZ , enten eller Δ og enten eller Δ for dataene, der skal overføres til jackfeltet og 'K2 switch panel'. Disse signaler fra hjulsimulatorerne kan specificeres som at træde på med hver ny overførsel af beskedbåndet eller ej.

K2-switchpanelet havde en gruppe switches i venstre side for at specificere algoritmen. Kontakterne i højre side valgte den tæller, som resultatet blev tilført. Plugboardet tillod mindre specialiserede betingelser. Samlet set tillod K2 switch panel switches og plugboard omkring fem milliarder forskellige kombinationer af de valgte variabler.

Som et eksempel: et sæt kørsler til et beskedbånd kan i første omgang involvere to chi -hjul, som i Tuttes 1+2 -algoritme. Sådan et tohjulet løb blev kaldt et langt løb, der i gennemsnit tog otte minutter, medmindre parallelismen blev brugt til at reducere tiden med en faktor fem. De efterfølgende kørsler indebærer muligvis kun indstilling af et chi -hjul, hvilket giver en kort løbetur, der tager cirka to minutter. I første omgang, efter det første lange løb, blev valget af den næste algoritme, der skulle prøves, specificeret af kryptanalytikeren. Erfaringen viste imidlertid, at beslutningstræer for denne iterative proces kunne produceres til brug for Wren -operatørerne i en del af sagerne.

Indflydelse og skæbne

Selvom Colossus var den første af de elektroniske digitale maskiner med programmerbarhed, omend begrænset af moderne standarder, var det ikke en almindelig maskine, der var designet til en række kryptanalytiske opgaver, hvor de fleste involverede at tælle resultaterne af evaluering af boolske algoritmer.

En Colossus -computer var således ikke en fuldstændig Turing -komplet maskine. Professor Benjamin Wells ved University of San Francisco har imidlertid vist, at hvis alle ti Colossus -maskiner, der blev lavet, blev omarrangeret i en bestemt klynge , så kunne hele computeren have simuleret en universel Turing -maskine og dermed være Turing komplet. Forestillingen om en computer som en almindelig maskine-det vil sige mere end en lommeregner til løsning af vanskelige, men specifikke problemer-blev først fremtrædende efter Anden Verdenskrig.

Kolossen og årsagerne til dens konstruktion var yderst hemmelige og forblev sådan i 30 år efter krigen. Følgelig blev det ikke inkluderet i computinghardwarehistorien i mange år, og Flowers og hans medarbejdere blev frataget den anerkendelse, de skyldtes. Kolosser 1 til 10 blev demonteret efter krigen, og dele blev returneret til posthuset. Nogle dele, desinficerede med hensyn til deres oprindelige formål, blev taget til Max Newmans Royal Society Computing Machine Laboratory ved Manchester University . Tommy Flowers blev beordret til at ødelægge al dokumentation og brændte dem i en ovn ved Dollis Hill. Han sagde senere om denne ordre:

Det var en frygtelig fejl. Jeg blev instrueret i at ødelægge alle pladerne, hvilket jeg gjorde. Jeg tog alle tegningerne og planerne og alle oplysninger om Colossus på papir og lagde det i kedlen. Og så det brænde.

Colossi 11 og 12 blev sammen med to replika Tunny -maskiner beholdt og blev flyttet til GCHQs nye hovedkvarter i Eastcote i april 1946 og igen med GCHQ til Cheltenham mellem 1952 og 1954. En af Colossi, kendt som Colossus Blue , blev demonteret i 1959; den anden i 1960. Der havde været forsøg på at tilpasse dem til andre formål, med varierende succes; i deres senere år var de blevet brugt til træning. Jack Good fortalte, hvordan han var den første til at bruge Colossus efter krigen, og overtalte det amerikanske nationale sikkerhedsagentur til, at det kunne bruges til at udføre en funktion, som de planlagde at bygge en maskine til specielle formål. Colossus blev også brugt til at udføre karaktertællinger på engangstape til at teste for ikke-tilfældighed.

Et lille antal mennesker, der var tilknyttet Colossus-og vidste, at store, pålidelige, hurtige elektroniske digitale computerenheder var mulige-spillede betydelige roller i det tidlige computerarbejde i Storbritannien og sandsynligvis i USA. Da den var så hemmelig, havde den dog ringe direkte indflydelse på udviklingen af ​​senere computere; det var EDVAC, der var datidens banebrydende computerarkitektur. I 1972 skrev Herman Goldstine , der ikke var klar over Colossus og dens arv til projekter af mennesker som Alan Turing ( ACE ), Max Newman ( Manchester computere ) og Harry Huskey ( Bendix G-15 ), at

Storbritannien havde en sådan vitalitet, at det umiddelbart efter krigen kunne gå i gang med så mange gennemtænkte og veludførte projekter inden for computerområdet.

Professor Brian Randell , der opdagede oplysninger om Colossus i 1970'erne, kommenterede dette og sagde, at:

Det er min opfattelse, at COLOSSUS -projektet var en vigtig kilde til denne vitalitet, en som stort set ikke har været værdsat, ligesom betydningen af ​​dens steder i kronologien for opfindelsen af ​​den digitale computer.

Randells bestræbelser begyndte at bære frugt i midten af ​​1970'erne, efter at hemmeligholdelsen om Bletchley Park blev brudt, da gruppekaptajn Winterbotham udgav sin bog The Ultra Secret i 1974. I oktober 2000, en 500-siders teknisk rapport om Tunny-chifferet og dets kryptanalyse - med overskriften General Report on Tunny - blev frigivet af GCHQ til National Public Record Office , og den indeholder en fascinerende fortælling til Colossus af kryptograferne, der arbejdede med den:

Det beklages, at det ikke er muligt at give en tilstrækkelig idé om fascinationen af ​​en koloss på arbejdet; dens rene masse og tilsyneladende kompleksitet; den fantastiske hastighed på tyndt papirbånd rundt om de glitrende remskiver; den barnslige glæde ved ikke-ikke, spænd, udskriv hovedhovedet og andre gadgets; troldmanden med rent mekanisk afkodning bogstav for bogstav (en nybegynder troede, at hun blev bluffet); skrivemaskinens uhyggelige handling ved udskrivning af de korrekte partiturer uden og ud over menneskelig hjælp; trin på displayet; perioder med ivrig forventning, der kulminerede i den pludselige optræden af ​​den længteslåede score; og de mærkelige rytmer, der kendetegner enhver type løb: det statelige indbrud, det uregelmæssige korte løb, regelmæssigheden af ​​hjulbrud, det stramme rektangel afbrudt af de vilde spring i vognreturen, den hektiske snak om et motorkør, selv den latterlige vanvid af værter med falske scoringer.

Rekonstruktion

Et team ledet af Tony Sale (til højre) rekonstruerede en Colossus Mark II i Bletchley Park. Her, i 2006, overvåger Sale brud på en krypteret besked med den færdige maskine.

Byggeriet af en fuldt funktionel ombygning af en Colossus Mark 2 blev foretaget mellem 1993 og 2008 af et team ledet af Tony Sale. På trods af at tegningerne og hardwaren blev ødelagt, overlevede en overraskende mængde materiale, hovedsageligt i ingeniørbøger, men en betydelig del af det i USA. Den optiske båndlæser kunne have udgjort det største problem, men Dr. Arnold Lynch , dens original designer var i stand til at redesigne den til sin egen originale specifikation. Rekonstruktionen vises på det historisk korrekte sted for Colossus nr. 9 på National Museum of Computing i H Block Bletchley Park i Milton Keynes , Buckinghamshire.

I november 2007, for at fejre gennemførelsen af ​​projektet og for at markere starten på et fundraising -initiativ til The National Museum of Computing, stillede en Cipher Challenge den genopbyggede Colossus mod radioamatører verden over som de første til at modtage og afkode tre beskeder, der er krypteret ved hjælp af Lorenz SZ42 og transmitteret fra radiostation DL0HNF i Heinz Nixdorf MuseumsForum computermuseum. Udfordringen blev let vundet af radioamatør Joachim Schüth, der havde omhyggeligt forberedt sig til arrangementet og udviklet sin egen signalbehandling og kodebrydende kode ved hjælp af Ada . Colossus -teamet blev hæmmet af deres ønske om at bruge radioudstyr fra Anden Verdenskrig, hvilket forsinkede dem med en dag på grund af dårlige modtagelsesforhold. Ikke desto mindre tog victorens 1,4 GHz bærbare computer, der kørte sin egen kode, mindre end et minut at finde indstillingerne for alle 12 hjul. Den tyske kodebryder sagde: "Min bærbare computer fordøjede chiffertekst med en hastighed på 1,2 millioner tegn i sekundet - 240 gange hurtigere end Colossus. Hvis du skalerer CPU -frekvensen med den faktor, får du et ækvivalent ur på 5,8 MHz for Colossus. Det er en bemærkelsesværdig hastighed for en computer bygget i 1944. "

Cipher Challenge bekræftede den vellykkede gennemførelse af genopbygningsprojektet. "På grund af dagens præstationer er Colossus lige så god, som den var for seks årtier siden", kommenterede Tony Sale. "Vi er glade for at have frembragt en passende hyldest til de mennesker, der arbejdede i Bletchley Park, og hvis hjernekraft udtænkte disse fantastiske maskiner, der brød disse cifre og forkortede krigen med mange måneder."

Forfra set af Colossus -genopbygningen, der viser fra højre til venstre (1) "sengestuen", der indeholder beskedbåndet i dets kontinuerlige sløjfe og med en anden indlæst. (2) J-stativet, der indeholder valgpanelet og stikpanelet. (3) K-stativet med det store "Q" switch panel og skrånende patch panel. (4) Det dobbelte S-stativ, der indeholder betjeningspanelet og over billedet af et frimærke viser fem to-linjers tællere. (5) Den elektriske skrivemaskine foran de fem sæt med fire "sæt i alt" tiårskontakter i C-stativet.

Andre betydninger

Der var en fiktiv computer ved navn Colossus i filmen Colossus: The Forbin Project fra 1970, der var baseret på romanen Colossus fra 1966 af DF Jones . Dette var en tilfældighed, da den forud daterer offentliggørelsen af ​​oplysninger om Colossus eller endda dens navn.

Neal Stephensons roman Cryptonomicon (1999) indeholder også en fiktiv behandling af den historiske rolle, som Turing og Bletchley Park spiller.

Se også

Fodnoter

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links