Colossus
Les màquines Colossus varen ser els primers dispositius calculadors electrònics usats pels britànics per a llegir les comunicacions sifrades alemanes durant la Segona Guerra Mundial. Colossus va ser un dels primers computadors digitals.
La màquina Colossus va ser dissenyada originalment per Tommy Flowers en la Post Office Research Station (Estació d'Investigació de l'Oficina Postal). El prototip, Colossus Mark I, va entrar en funcionament en Bletchley Park en febrer de 1944. Una versió millorada, el Colossus Mark II, es va instalar en juny de 1944, i es varen aplegar a construir uns dèu Colossus fins al final de la guerra.
Les màquines Colossus es varen usar per a dessifrar els mensages sifrats que s'interceptaven de les comunicacions de l'Alemània nazi, usant la màquina Lorenz SZ40/42. Colossus comparava dos fluix de senyes, contant cada coincidència basada en una funció programable booleana. El mensage sifrat es llegia a gran velocitat a través d'una cinta de paper. L'atre fluix de senyes era generat internament, i era una simulació electrònica de la màquina de Lorenz en vàries combinacions.
Part de l'operació Colossus era emular electrònicament la màquina mecànica de Lorenz. Per a sifrar un mensage en la màquina de Lorenz, el text pla es combinava en un fluix de BITs clau, en grups de cinc. El fluix clau es generava usant dotze rodes: cinc varen ser classificades (pels britànics) com a rodes («Χ»), atres cinc com («Ψ»), i les dos restants com a «rodes motores». Les rodes rotaban regularment en cada lletra que se sifrava, mentres que les rodes rotaban irregularment, controlades per les rodes motores.
Propòsit i orígens
[editar | editar còdic]
| Número de roda | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nom de roda en BP[1] | ψ1 | ψ2 | ψ3 | ψ4 | ψ5 | μ37 | μ61 | χ1 | χ2 | χ3 | χ4 | χ5 |
| Número de levas (pines) | 43 | 47 | 51 | 53 | 59 | 37 | 61 | 41 | 31 | 29 | 26 | 23 |
Els ordenadors Colossus es varen utilisar per a ajudar a dessifrar mensages de teletipo de radi interceptats que havien segut sifrats usant la màquina Lorenz SZ 40/42. L'informació d'inteligència va revelar que els alemans cridaven als sistemes de transmissió d'teletipo inalàmbrics "Sägefisch" (peix serra). Açò va dur als britànics a cridar al tràfic d'teletipo alemà sifrat "Fish",[2] i a la màquina desconeguda i els seus mensages interceptats "Tunny" (tonyina).[3]
Ans que els alemans aumentaren la seguritat dels seus procediments operatius, els criptoanalistas britànics varen diagnosticar cóm funcionava la màquina no vista i varen construir una imitació d'ella cridada "Tunny britànic".
Es va deduir que la màquina tenia dotze rodes i usava una tècnica de sifrat Vernam en els caràcters de mensages en el còdic de telegrafia estàndar de 5 bits ITA2. Ho feya combinant els caràcters de text en clar en una corrent de caràcters de clave usant la funció XOR Funció booleana per a produir el sifrat.
En agost de 1941, un error dels operadors alemans va dur a la transmissió de dos versions del mateix mensage en ajusts idèntics de la màquina. Estos varen ser interceptats i treballats en Bletchley Park. Primer, John Tiltman, un criptoanalista molt talentós de GC&CS, va derivar una corrent de clau de casi 4000 caràcters.[4] Després, Bill Tutte, un membre nouvingut de la Secció d'Investigació, va utilisar esta corrent de claus per a descobrir l'estructura llògica de la màquina Lorenz. Va deduir que les dotze rodes consistien en dos grups de cinc, als que va cridar rodes χ (chi) i ψ (psi), les dos restants les va cridar μ (mu) o rodes "motor". Les rodes chi alvançaven regularment en cada lletra que se sifrava, mentres que les rodes psi alvançaven de manera irregular, baixe el control de les rodes motor.[5]
En una corrent de claus suficientment aleatòria, un sifrat Vernam elimina la propietat del llenguage natural d'un mensage de text en clar de tindre una distribució de freqüència desigual dels diferents caràcters, per a produir una distribució uniforme en el sifrat. La màquina Tunny ho feya be. No obstant, els criptoanalistas varen descobrir que en examinar la distribució de freqüència dels canvis de caràcter a caràcter en el sifrat, en lloc dels caràcters simples, hi havia una desviació de l'uniformitat que proporcionava una forma d'accedir al sistema. Açò es va conseguir per mig del procés de "diferenciació", en el qual cada bit o caràcter es combinava per mig de XOR en el seu successor.[6] Despuix de la rendició d'Alemània, les forces aliades varen capturar una màquina Tunny i varen descobrir que era la màquina de sifrat electromecànica Lorenz SZ (Schlüsselzusatzgerät, dispositiu adicional de sifrat) en llínea.[2]
Colossus era operat en Newmanry, la secció de Bletchley Park responsable dels métodos mecànics contra la màquina de Lorenz, liderada pel matemàtic Max Newman.
Colossus es va desenrollar per un proyecte anterior que va produir una màquina comparadora opte-mecànica cridada «Heath Robinson». El major problema de la màquina Robinson era la sincronisació de dos cintes perforades, una perforada en el mensage sifrat i l'atra representant els patrons produïts per les rodes de la màquina de Lorenz, pero quan es tenia que llegir a una velocitat de més de 1000 caràcters per segon, resultava en una infinitat de càlculs. Colossus va solucionar el problema reproduint electrònicament una de les cintes. L'atra cinta es podia introduir en Colossus a major velocitat i podia ser contada en molta major fiabilitat.
Destí incert
Aparentment es varen destruir huit de les 10 màquines Colossus de Bletchley Park en 1946, per orde directa de Winston Churchill. Una més va sobreviure fins als anys 1950, i l'última va ser desmantellada en 1960 quan tots els diagrames dels seus circuits i els seus plans varen ser cremats. Se sap que varis científics nortamericans varen vore funcionar a Colossus en visites secretes a Bletchley Park despuix de la guerra, pero el Govern britànic va vetar tota l'informació sobre la màquina durant 30 anys. Les raons no varen ser sol militars, sino també polítiques, puix se sap que va haver a lo manco un bombardeig alemà a una ciutat anglesa que va poder haver-se evitat gràcies a Colossus, pero que es va deixar procedir (a costa d'un sinnúmero de morts) per a protegir un dels secrets millor guardats durant la Segona Guerra Mundial.cita requerida
La construcció de Colossus
[editar | editar còdic]
Un equip liderat per Tommy Flowers va dedicar dèu mesos (des de principis de febrer fins a principis de decembre de 1943) dissenyant i construint la computadora Colossus en la Post Office Research Station, Dollis Hill, al noroest de Londres. Despuix d'una prova funcional el 8 de decembre de 1943, la màquina va ser desmontada i enviada al nort de Bletchley Park. Despuix va ser montada en el bloc F en els nadals de 1943. La Mark 1 va tindre èxit en la seua primera prova en un mensage real sifrat en giner de 1944. [1] Va ser seguit de nou màquines Colossus Mark 2, la primera d'elles es va instalar en juny de 1944 mentres que la Mark 1 original va ser convertida a Mark 2. La màquina Colossus número onze es va terminar just al final de la guerra.
La màquina Colossus Mark 1 tenia 1500 vàlvules electròniques. La Colossus Mark 2, en 2400 vàlvules, era cinc voltes més ràpida i més fàcil d'operar que la Mark 1: abdós característiques varen aumentar considerablement el procés de decodificación. La Mark 2 es dissenyava mentres la Mark 1 era construïda. En comparació, l'ENIAC de 1946 usava 17 468 vàlvules i la Manchester Mark I de 1949 va usar al voltant de 4200.
Colossus contava en la segona cinta dissenyada per a la màquina Robinson que generava els patrons electrònicament i processava 5000 caràcters per segon en la cinta de paper circulant a 12 metros per segon. Els circuits eren sincronisats per una senyal de rellonge, generada per les perforació de la cinta. La velocitat de càlcul estava llimitada pels mecanismes del llector de la cinta. El dissenyador Tommy Flowers testeó el llector de cinta fins als 9700 caràcters per segon ans que la cinta es desintegrara. Ell va configurar 5000 caràcters per segon com la velocitat més desijable per a un funcionament òptim. Algunes voltes, dos o més Colossus varen provar diferents combinacions de treball simultàneu, lo que ara es denomina computació paralela, aumentant notablement el procés de decodificación.
Colossus incorporava per primera volta l'us de registres llineals i arrays sistólicas, permetent cinc tests simultàneus, implicant més de 100 càlculs booleanos, en cada u dels cinc canals de la cinta perforada (no obstant, en funcionament normal, solament un o dos canals eren examinats en cada eixecució).
Inicialment Colossus s'usava solament per a determinar les posicions inicials de les rodes per a un mensage concret (denominat posició de roda). El Mark 2 incloïa mecanismes per a ajudar a determinar els patrons de les dents de les rodes (trencament de roda). Abdós models eren programables usant interruptors i panels acoplats que la màquina Robinson no tenia.
Vore també
[editar | editar còdic]Notes al peu de pàgina
[editar | editar còdic]- ↑ Good, Michie y Timms, 1945, 1 Introducció: 11 German Tunny, 11B The Tunny Cipher Machine, p. 6.
- ↑ 2,0 2,1 Good, Michie y Timms, 1945, 1 Introducció: 11 German Tunny, 11A Fish Machines, (c) The German Ciphered Teleprinter, p. 4.
- ↑ «PARTE TRES: Fish», Codebreakers: The Inside Story of Bletchley Park, Oxford University Press. ISBN 978-0-19-280132-6.
- ↑ Budiansky, 2006, pp. 55–56.
- ↑ Tutte, 2006, p. 357.
- ↑ Good, Michie y Timms, 1945, 1 Introducció: 11 German Tunny, 11C Wheel Patterns, (b) Differenced and Undifferenced Wheels, p. 11.
Referències
[editar | editar còdic]- W. W. Chandler, The Installation and Maintenance of Colossus (IEEE Annals of the History of Computing, Vol. 5 (No. 3), 1983, pp. 260–262)
- Allen W. M. Coombs, The Making of Colossus (Annals of the History of Computing, Vol. 5 (No. 3), 1983, pp.253-259)
- Jack Copeland, Colossus: Its Origins and Originators (IEEE Annals of the History of Computing, 26(4), October–December 2004, pp. 38–45).
- Jack Copeland, Colossus and the Dawning of the Computer Age, in Action This Day, 2001, ISBN 0-593-04982-9.
- B. Jack Copeland (editor), Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, 2006, Oxford University Press, ISBN 0-19-284055-X.
- I. J. Good, Early Work on Computers at Bletchley (IEEE Annals of the History of Computing, Vol. 1 (No. 1), 1979, pp. 38–48)
- I. J. Good, Pioneering Work on Computers at Bletchley (in Nicholas Metropolis, J. Howlett, Gian-Carlo Trencada, (editors), A History of Computing in the Twentieth Century, Academic Press, New York, 1980)
- T. H. Flowers, The Design of Colossus (Annals of the History of Computing, Vol. 5 (No. 3), 1983, pp. 239–252)
- D C Horwood, A technical description of COLOSSUS I, August 1973, PRO HW 25/24.
- Brian Randell, Colossus: Godfather of the Computer, 1977 (reprinted in The Origins of Digital Computers: Selected Papers, Springer-Verlag, New York, 1982)
- Brian Randell, The COLOSSUS (in A History of Computing in the Twentieth Century)
- Albert W. Small, The Special Fish Report (December, 1944) descriu the operation of Colossus to break Tunny message
- Este artícul conté una traducció derivada de «Colossus» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.