Computador Colossus - Colossus computer

Computador Colossus
Colossus.jpg
Um computador Colossus Mark 2 operado por Wrens . O painel de controle inclinado à esquerda foi usado para definir os padrões de "pino" (ou "came") do Lorenz. O transporte da fita de papel "estrado" está à direita.
Desenvolvedor Tommy Flowers , assistido por Sidney Broadhurst, William Chandler e para as máquinas Mark 2, Allen Coombs
Fabricante Post Office Research Station
Modelo Computador programável digital eletrônico para fins especiais
Geração Computador de primeira geração
Data de lançamento
Interrompido 1960
Unidades enviadas 12
meios de comunicação
CPU Circuitos personalizados usando válvulas termiônicas e tiratrons . Um total de 1.600 no Mk 1 e 2.400 no Mk 2. Também relés e interruptores de passo
Memória Nenhum (sem RAM )
Exibição Painel da lâmpada indicadora
Entrada Fita de papel com até 20.000 caracteres de 5 bits em um loop contínuo
Poder 8,5 kW

Colossus foi um conjunto de computadores desenvolvido por decifradores britânicos nos anos de 1943 a 1945 para ajudar na criptoanálise da cifra de Lorenz . A Colossus usava válvulas termiônicas (tubos a vácuo) para realizar operações booleanas e de contagem. Colossus é, portanto, considerado como o primeiro do mundo programável , eletrônico , digital de computador, apesar de ter sido programado por interruptores e tomadas e não por um programa armazenado .

O Colossus foi projetado pelo engenheiro telefônico de pesquisa da General Post Office (GPO) Tommy Flowers para resolver um problema apresentado pelo matemático Max Newman na Escola de Código do Governo e Cypher (GC&CS) em Bletchley Park . O uso de probabilidade de Alan Turing na criptoanálise (ver Banburismus ) contribuiu para seu projeto. Algumas vezes foi erroneamente declarado que Turing projetou o Colossus para ajudar na criptoanálise do Enigma . A máquina de Turing que ajudou a decodificar o Enigma foi a Bombe eletromecânica , não a Colossus.

O protótipo, Colossus Mark 1 , mostrou estar funcionando em dezembro de 1943 e estava em uso em Bletchley Park no início de 1944. Um Colossus Mark 2 aprimorado que usava registradores de deslocamento para quintuplicar a velocidade de processamento, funcionou pela primeira vez em 1 de junho de 1944, apenas em hora dos desembarques na Normandia no Dia D. Dez Colossi estavam em uso no final da guerra e um décimo primeiro estava sendo encomendado. O uso dessas máquinas por Bletchley Park permitiu aos Aliados obter uma vasta quantidade de inteligência militar de alto nível a partir de mensagens de radiotelegrafia interceptadas entre o Alto Comando Alemão ( OKW ) e seus comandos do exército em toda a Europa ocupada.

A existência das máquinas Colossus foi mantida em segredo até meados da década de 1970. Todas as máquinas, exceto duas, foram desmontadas em peças tão pequenas que não foi possível inferir seu uso. As duas máquinas retidas foram eventualmente desmontadas na década de 1960. A reconstrução funcional de um Mark 2 Colossus foi concluída em 2008 por Tony Sale e uma equipe de voluntários; está em exibição no Museu Nacional de Computação em Bletchley Park .

Objetivo e origens

Uma máquina de criptografia Lorenz SZ42 com suas tampas removidas no Museu Nacional de Computação em Bletchley Park
As máquinas Lorenz SZ tinham 12 rodas, cada uma com um número diferente de cames (ou "pinos").
Número da roda 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Nome da roda BP ψ 1 ψ 2 ψ 3 ψ 4 ψ 5 μ 37 μ 61 χ 1 χ 2 χ 3 χ 4 χ 5
Número de cames (pinos) 43 47 51 53 59 37 61 41 31 29 26 23

Os computadores Colossus foram usados ​​para ajudar a decifrar mensagens de rádio teleprinter interceptadas que foram criptografadas usando um dispositivo desconhecido. Informações de inteligência revelaram que os alemães chamavam os sistemas de transmissão de teleimpressora sem fio de "Sägefisch" (peixe-serra). Isso levou os britânicos a chamarem o tráfego de teleprinter alemão criptografado de " Fish ", e a máquina desconhecida e suas mensagens interceptadas de " Tunny " (atum).

Antes que os alemães aumentassem a segurança de seus procedimentos operacionais, os criptoanalistas britânicos diagnosticaram como a máquina invisível funcionava e construíram uma imitação dela chamada " British Tunny ".

Foi deduzido que a máquina tinha doze rodas e usava uma técnica de cifragem Vernam em caracteres de mensagem no código telegráfico padrão ITA2 de 5 bits . Ele fez isso combinando os caracteres de texto simples com um fluxo de caracteres- chave usando a função booleana XOR para produzir o texto cifrado .

Em agosto de 1941, um erro cometido por operadores alemães levou à transmissão de duas versões da mesma mensagem com configurações de máquina idênticas. Estes foram interceptados e trabalhados em Bletchley Park. Primeiro, John Tiltman , um criptoanalista GC&CS muito talentoso, derivou um fluxo de chave de quase 4.000 caracteres. Em seguida, Bill Tutte , um membro recém-chegado da Seção de Pesquisa, usou esse fluxo-chave para descobrir a estrutura lógica da máquina de Lorenz. Ele deduziu que as doze rodas consistiam em dois grupos de cinco, que ele chamou de rodas χ ( chi ) e ψ ( psi ), as duas restantes ele chamou de rodas μ ( mu ) ou "motoras". As rodas chi pisavam regularmente com cada letra criptografada, enquanto as rodas psi pisavam irregularmente, sob o controle das rodas motoras.

Cames nas rodas 9 e 10 mostrando suas posições levantadas (ativas) e abaixadas (inativas). Um came ativo reverteu o valor de um bit (0 → 1 e 1 → 0).

Com um fluxo de chaves suficientemente aleatório, uma cifra de Vernam remove a propriedade de linguagem natural de uma mensagem de texto simples de ter uma distribuição de frequência desigual dos diferentes caracteres, para produzir uma distribuição uniforme no texto cifrado. A máquina Tunny fez isso bem. No entanto, os criptanalistas descobriram que, ao examinar a distribuição de frequência das mudanças caractere a caractere no texto cifrado, em vez dos caracteres simples, houve um afastamento da uniformidade que forneceu um caminho para o sistema. Isso foi conseguido por "diferenciação" em que cada bit ou caractere foi XOR-ed com seu sucessor. Depois que a Alemanha se rendeu, as forças aliadas capturaram uma máquina Tunny e descobriram que era a máquina de cifra em linha eletromecânica Lorenz SZ ( Schlüsselzusatzgerät , cipher attach).

Para descriptografar as mensagens transmitidas, duas tarefas tiveram que ser executadas. O primeiro foi "quebra de roda", que foi a descoberta dos padrões de excêntricos para todas as rodas. Esses padrões foram configurados na máquina Lorenz e então usados ​​por um período fixo de tempo para uma sucessão de mensagens diferentes. Cada transmissão, que geralmente continha mais de uma mensagem, era codificada com uma posição inicial diferente das rodas. Alan Turing inventou um método de quebra de roda que ficou conhecido como Turingery . A técnica de Turing foi posteriormente desenvolvida em "Retângulo", para o qual Colossus poderia produzir tabelas para análise manual. Colossi 2, 4, 6, 7 e 9 tinham um "gadget" para auxiliar neste processo.

A segunda tarefa era "configuração das rodas" , que calculava as posições iniciais das rodas para uma mensagem específica e só poderia ser tentada depois que os padrões do came fossem conhecidos. Foi para essa tarefa que o Colossus foi inicialmente projetado. Para descobrir a posição inicial das rodas chi para uma mensagem, o Colossus comparou dois fluxos de caracteres, contando estatísticas da avaliação de funções booleanas programáveis. Os dois streams eram o texto cifrado, que era lido em alta velocidade em uma fita de papel, e o keystream, gerado internamente, em uma simulação da máquina alemã desconhecida. Após uma sucessão de diferentes corridas do Colossus para descobrir as prováveis configurações da roda chi , elas foram verificadas examinando a distribuição de frequência dos caracteres no texto cifrado processado. O Colossus produziu essas contagens de frequência.

Processos de descriptografia

Notação
texto simples
chave - a sequência de caracteres usados ​​no XOR binário com
o texto simples para fornecer o texto cifrado
componente chi da chave
componente psi da chave
estendida psi - a sequência real de caracteres adicionado por
os psi rodas, incluindo aquelas em que não fazer antecipadamente
texto cifrado
de chi - o texto cifrado com o componente chi da chave removido
qualquer um dos XOR acima com seu caractere ou bit sucessor
a operação XOR
Abreviação de Bletchley Park para espaço de código de telegrafia (zero)
Abreviação de Bletchley Park para marca de código de telegrafia (um)

Usando a diferenciação e sabendo que as rodas psi não avançavam com cada caractere, Tutte concluiu que tentar apenas dois bits diferenciados (impulsos) da corrente chi contra o texto cifrado diferenciado produziria uma estatística não aleatória. Isso ficou conhecido como a "invasão 1 + 2" de Tutte . Envolveu o cálculo da seguinte função booleana:

e contando o número de vezes que resultou "falso" (zero). Se esse número exceder um valor limite predefinido conhecido como "total definido", ele será impresso. O criptanalista examinaria a impressão para determinar qual das posições iniciais putativas era mais provável de ser a correta para as rodas chi -1 e chi -2.

Essa técnica seria então aplicada a outros pares de impulsos, ou únicos, para determinar a provável posição inicial de todas as cinco rodas chi . A partir daí, o dé chi (D) de um texto cifrado pode ser obtido, do qual o componente psi pode ser removido por métodos manuais. Se a distribuição de frequência dos caracteres na versão de chi do texto cifrado estava dentro de certos limites, o "ajuste da roda" das rodas chi foi considerado alcançado, e as configurações de mensagem e chi foram passadas para o " Teste " . Esta foi a seção em Bletchley Park liderada pelo Major Ralph Tester, onde a maior parte do trabalho de descriptografia foi feito por métodos manuais e linguísticos.

O Colossus também podia derivar a posição inicial das rodas do motor e psi , mas isso não foi muito feito até os últimos meses da guerra, quando havia muitos Colossi disponíveis e o número de mensagens Tunny havia diminuído.

Design e construção

O Colossus foi desenvolvido para a " Newmanry ", a seção chefiada pelo matemático Max Newman que era responsável por métodos de máquina contra a máquina de cifragem teleimpressora on-line Lorenz SZ40 / 42 de doze rotores (codinome Tunny, para atum). O design do Colossus surgiu de um projeto anterior que produziu uma máquina de contagem apelidada de " Heath Robinson ". Embora tenha provado o conceito de análise de máquina para essa parte do processo, inicialmente não era confiável. As partes eletromecânicas eram relativamente lentas e era difícil sincronizar duas fitas de papel em loop , uma contendo a mensagem criptografada e a outra representando parte do keystream da máquina de Lorenz, também as fitas tendiam a esticar ao serem lidas em até 2.000 caracteres por segundo.

Mudança supostamente de um Colosso original apresentado pelo Diretor do GCHQ ao Diretor da NSA para marcar o 40º aniversário do Acordo UKUSA em 1986

Tommy Flowers MBE era engenheiro elétrico sênior e chefe do grupo de comutação na Post Office Research Station em Dollis Hill . Antes de seu trabalho em Colossus, ele esteve envolvido com GC&CS em Bletchley Park desde fevereiro de 1941 em uma tentativa de melhorar as Bombas que foram usadas na criptoanálise da máquina de cifragem alemã Enigma. Ele foi recomendado a Max Newman por Alan Turing, que ficara impressionado com seu trabalho sobre as Bombas. Os principais componentes da máquina Heath Robinson são os seguintes.

Flores foram trazidas para projetar a unidade combinadora do Heath Robinson. Ele não ficou impressionado com o sistema de fita da chave que precisava ser sincronizado com a fita da mensagem e, por iniciativa própria, projetou uma máquina eletrônica que eliminou a necessidade da fita da chave por ter um análogo eletrônico do Lorenz ( Tunny) máquina. Ele apresentou este projeto a Max Newman em fevereiro de 1943, mas a ideia de que de um a duas mil válvulas termiônicas ( tubos de vácuo e tiratrons ) propostas pudessem funcionar juntas de forma confiável foi recebida com grande ceticismo, então mais Robinson foram encomendados de Dollis Hill. Flowers, no entanto, sabia por seu trabalho antes da guerra que a maioria das falhas de válvulas termiônicas ocorria como resultado de tensões térmicas na inicialização, portanto, não desligar uma máquina reduzia as taxas de falha a níveis muito baixos. Além disso, se os aquecedores foram iniciados com uma tensão baixa e, lentamente, trazidos para a tensão total, o estresse térmico foi reduzido. As próprias válvulas podem ser soldadas para evitar problemas com bases de plug-in, que podem não ser confiáveis. Flowers persistiu com a ideia e obteve o apoio do Diretor da Estação de Pesquisa, W Gordon Radley.

Flowers e sua equipe de cerca de cinquenta pessoas no grupo de troca passaram onze meses desde o início de fevereiro de 1943 projetando e construindo uma máquina que dispensava a segunda fita do Heath Robinson, gerando eletronicamente os padrões das rodas. Flowers usou parte de seu próprio dinheiro para o projeto. Este protótipo, Mark 1 Colossus, continha 1.600 válvulas termiônicas (tubos). Ele teve um desempenho satisfatório em Dollis Hill em 8 de dezembro de 1943 e foi desmontado e enviado para Bletchley Park, onde foi entregue em 18 de janeiro e remontado por Harry Fensom e Don Horwood. Estava operacional em janeiro e atacou com sucesso sua primeira mensagem em 5 de fevereiro de 1944. Era uma grande estrutura e foi apelidada de "Colosso", supostamente pelos operadores do WRNS . No entanto, um memorando mantido nos Arquivos Nacionais, escrito por Max Newman em 18 de janeiro de 1944, registra que "Colossus chega hoje".

Durante o desenvolvimento do protótipo, um design aprimorado foi desenvolvido - o Mark 2 Colossus. Quatro deles foram encomendados em março de 1944 e, no final de abril, o número de pedidos havia aumentado para doze. Dollis Hill foi pressionada para que a primeira delas funcionasse até 1º de junho. Allen Coombs assumiu a liderança da produção Mark 2 Colossi, a primeira das quais - contendo 2.400 válvulas - tornou-se operacional às 08:00 em 1 de Junho de 1944, apenas a tempo para o Allied invasão da Normandia no Dia D . Posteriormente, os Colossos foram entregues a uma taxa de cerca de um por mês. No momento do Dia VE, havia dez Colossi trabalhando em Bletchley Park e já havia começado a montagem de um décimo primeiro.

Colossus 10 com sua cama estendida no Bloco H em Bletchley Park no espaço que agora contém a galeria Tunny do Museu Nacional de Computação

As unidades principais do projeto Mark 2 foram as seguintes.

  • Um transporte de fita com um mecanismo de leitura de 8 fotocélulas.
  • Um registrador de deslocamento FIFO de seis caracteres .
  • Doze lojas de anéis de tiratron que simulavam a máquina Lorenz gerando um fluxo de bits para cada roda.
  • Painéis de interruptores para especificar o programa e o "total definido".
  • Um conjunto de unidades funcionais que executam operações booleanas .
  • Um "contador de intervalo" que poderia suspender a contagem de parte da fita.
  • Um controle mestre que lida com relógios, sinais de início e parada, leitura de contador e impressão.
  • Cinco contadores eletrônicos.
  • Uma máquina de escrever elétrica.

A maior parte do design da eletrônica foi obra de Tommy Flowers, auxiliado por William Chandler, Sidney Broadhurst e Allen Coombs; com Erie Speight e Arnold Lynch desenvolvendo o mecanismo de leitura fotoelétrica. Coombs se lembrou de Flowers, tendo produzido um rascunho de seu projeto, rasgando-o em pedaços que entregou a seus colegas para que fizessem o projeto detalhado e mandassem sua equipe fabricá-lo. Os Mark 2 Colossi eram cinco vezes mais rápidos e mais simples de operar do que o protótipo.

A entrada de dados no Colossus foi feita pela leitura fotoelétrica de uma transcrição em fita de papel da mensagem interceptada criptografada. Isso foi organizado em um loop contínuo para que pudesse ser lido e relido várias vezes - não havendo armazenamento interno para os dados. O projeto superou o problema de sincronizar os componentes eletrônicos com a velocidade da fita da mensagem, gerando um sinal de relógio a partir da leitura dos orifícios da roda dentada. A velocidade de operação era, portanto, limitada pela mecânica de leitura da fita. Durante o desenvolvimento, o leitor de fita foi testado até 9700 caracteres por segundo (53 mph) antes de a fita se desintegrar. Portanto, 5000 caracteres / segundo (40 pés / s (12,2 m / s; 27,3 mph)) foi definido como a velocidade para uso regular. Flowers projetou um registrador de deslocamento de 6 caracteres, que foi usado para calcular a função delta (ΔZ) e para testar cinco possíveis pontos de partida diferentes das rodas de Tunny nos cinco processadores. Esse paralelismo de cinco vias permitiu que cinco testes e contagens simultâneos fossem realizados, dando uma velocidade de processamento efetiva de 25.000 caracteres por segundo. A computação usou algoritmos desenvolvidos por WT Tutte e colegas para descriptografar uma mensagem Tunny.

Operação

Painel de seleção do Colossus mostrando seleções, entre outras, da fita mais distante na cabeceira da cama e para entrada para o algoritmo: Δ Z , Δ e Δ .

O Newmanry era composto por criptoanalistas, operadores do Women's Royal Naval Service (WRNS) - conhecido como "Wrens" - e engenheiros que estavam permanentemente disponíveis para manutenção e reparos. Ao final da guerra, a equipe era de 272 Wrens e 27 homens.

O primeiro trabalho na operação do Colossus para uma nova mensagem foi preparar o laço da fita de papel. Isso foi feito pelos Wrens, que uniram as duas pontas usando cola Bostik , garantindo que houvesse um comprimento de 150 caracteres de fita em branco entre o fim e o início da mensagem. Usando um punção especial, eles inseriram um orifício inicial entre o terceiro e o quarto canais 2+12 furos de roda dentada do final da seção em branco e um furo de parada entre o quarto e o quinto canais 1+12 furos de roda dentada no final dos caracteres da mensagem. Eles eram lidos por fotocélulas especialmente posicionadas e indicavam quando a mensagem estava prestes a começar e quando terminava. O operador então passaria a fita de papel pelo portão e ao redor das polias da cabeceira da cama e ajustaria a tensão. O projeto da armação de cama de duas fitas foi executado por Heath Robinson para que uma fita pudesse ser carregada enquanto a anterior estava sendo executada. Uma chave no Painel de Seleção especificava a fita "próxima" ou "distante".

Depois de realizar várias tarefas de reinicialização e zeragem, os operadores de Wren, sob as instruções do criptanalista, operam os interruptores de década "conjunto total" e os interruptores do painel K2 para definir o algoritmo desejado. Eles então ligariam o motor da fita da base da cama e a lâmpada e, quando a fita atingisse a velocidade máxima, acionariam o interruptor principal de partida.

Programação

Painel de interruptores do Colossus K2 mostrando interruptores para especificar o algoritmo (à esquerda) e os contadores a serem selecionados (à direita).
Colossus 'set total' painel de controle

Howard Campaigne, um matemático e criptanalista da US Navy OP-20-G , escreveu o seguinte em um prefácio ao artigo de Flowers de 1983 "The Design of Colossus".

Minha visão do Colossus era a de um criptanalista-programador. Disse à máquina para fazer certos cálculos e contagens e, depois de estudar os resultados, disse-lhe para fazer outro trabalho. Não se lembrou do resultado anterior, nem poderia ter agido de acordo com ele. Colossus e eu alternamos em uma interação que às vezes alcançava uma análise de um sistema de cifras alemão incomum, chamado de "Geheimschreiber" pelos alemães e "Fish" pelos criptoanalistas.

O Colossus não era um computador com programa armazenado . Os dados de entrada para os cinco processadores paralelos foram lidos da fita de papel de mensagem em loop e dos geradores de padrão eletrônico para chi , psi e rodas motoras. Os programas para os processadores foram configurados e mantidos nos interruptores e nas conexões do painel de conectores. Cada processador pode avaliar uma função booleana e contar e exibir o número de vezes que ela produziu o valor especificado de "falso" (0) ou "verdadeiro" (1) para cada passagem da fita de mensagem.

A entrada para os processadores veio de duas fontes, os registros de deslocamento da leitura da fita e os anéis de tiratron que emulavam as rodas da máquina Tunny. Os personagens na fita de papel eram chamados de Z e os personagens do emulador Tunny eram mencionados pelas letras gregas que Bill Tutte lhes dera ao trabalhar a estrutura lógica da máquina. No painel de seleção, os interruptores especificaram Z ou ΔZ , ou Δ e ou ou Δ para os dados a serem passados ​​para o campo do conector e 'painel de interruptores K2'. Esses sinais dos simuladores de roda podem ser especificados como pisando a cada nova passagem da fita de mensagem ou não.

O painel de interruptores K2 tinha um grupo de interruptores no lado esquerdo para especificar o algoritmo. Os interruptores do lado direito selecionaram o contador para o qual o resultado foi alimentado. O plugboard permitiu que condições menos especializadas fossem impostas. No geral, os interruptores do painel de comutação K2 e o painel de encaixe permitiram cerca de cinco bilhões de combinações diferentes das variáveis ​​selecionadas.

Por exemplo: um conjunto de execuções para uma fita de mensagem pode envolver inicialmente duas rodas chi , como no algoritmo 1 + 2 de Tutte. Essa corrida em duas rodas era chamada de corrida longa, levando em média oito minutos, a menos que o paralelismo fosse utilizado para reduzir o tempo por um fator de cinco. As corridas subsequentes podem envolver apenas o ajuste de uma roda chi , dando uma corrida curta que leva cerca de dois minutos. Inicialmente, após a longa execução inicial, a escolha do próximo algoritmo a ser tentado foi especificada pelo criptanalista. A experiência mostrou, no entanto, que as árvores de decisão para esse processo iterativo poderiam ser produzidas para uso pelos operadores Wren em uma proporção de casos.

Influência e destino

Embora o Colossus tenha sido a primeira das máquinas digitais eletrônicas com programabilidade, embora limitada pelos padrões modernos, não era uma máquina de uso geral, sendo projetada para uma série de tarefas criptanalíticas, a maioria envolvendo a contagem dos resultados da avaliação de algoritmos booleanos.

Um computador Colossus não era, portanto, uma máquina completa de Turing . No entanto, o professor Benjamin Wells da Universidade de São Francisco mostrou que se todas as dez máquinas Colossus feitas fossem reorganizadas em um cluster específico , então todo o conjunto de computadores poderia ter simulado uma máquina de Turing universal e, portanto, ser Turing completo. A noção de um computador como uma máquina de uso geral - isto é, como mais do que uma calculadora dedicada a resolver problemas difíceis, mas específicos - só se tornou proeminente depois da Segunda Guerra Mundial.

Colosso e as razões de sua construção eram altamente secretas e assim permaneceram por 30 anos após a guerra. Consequentemente, ele não foi incluído na história do hardware de computação por muitos anos, e Flowers e seus associados foram privados do reconhecimento que deviam. Os colossos 1 a 10 foram desmontados após a guerra e as peças foram devolvidas aos Correios. Algumas peças, higienizadas quanto ao seu propósito original, foram levadas para o Royal Society Computing Machine Laboratory de Max Newman na Universidade de Manchester . Tommy Flowers recebeu ordens de destruir toda a documentação e queimá-la em uma fornalha em Dollis Hill. Mais tarde, ele disse sobre essa ordem:

Esse foi um erro terrível. Fui instruído a destruir todos os registros, o que fiz. Peguei todos os desenhos e plantas e todas as informações sobre o Colossus no papel e coloquei no fogo da caldeira. E vi queimar.

Os Colossi 11 e 12, junto com duas réplicas de máquinas Tunny, foram mantidos, sendo transferidos para a nova sede do GCHQ em Eastcote em abril de 1946, e novamente com o GCHQ para Cheltenham entre 1952 e 1954. Um dos Colossos, conhecido como Colossus Blue , foi desmontado em 1959; o outro em 1960. Houve tentativas de adaptá-los a outros propósitos, com sucesso variável; em seus últimos anos, eles foram usados ​​para treinamento. Jack Good relatou como foi o primeiro a usar o Colossus após a guerra, persuadindo a Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos de que ele poderia ser usado para realizar uma função para a qual planejavam construir uma máquina de uso especial. O Colossus também foi usado para realizar contagens de caracteres em uma fita adesiva única para testar a não aleatoriedade.

Um pequeno número de pessoas que estavam associadas ao Colossus - e sabiam que dispositivos de computação digital eletrônicos de grande escala, confiáveis ​​e de alta velocidade eram viáveis ​​- desempenhou um papel significativo no trabalho inicial de computador no Reino Unido e provavelmente nos Estados Unidos. No entanto, sendo tão secreto, teve pouca influência direta no desenvolvimento de computadores posteriores; foi o EDVAC que foi a arquitetura de computador seminal da época. Em 1972, Herman Goldstine , que desconhecia a Colossus e seu legado aos projetos de pessoas como Alan Turing ( ACE ), Max Newman ( computadores Manchester ) e Harry Huskey ( Bendix G-15 ), escreveu que,

A Grã-Bretanha tinha tal vitalidade que poderia, imediatamente após a guerra, embarcar em tantos projetos bem concebidos e bem executados no campo da informática.

O professor Brian Randell , que desenterrou informações sobre a Colossus na década de 1970, comentou sobre isso, dizendo que:

É minha opinião que o projeto COLOSSUS foi uma fonte importante dessa vitalidade, que tem sido pouco valorizada, assim como o significado de seus lugares na cronologia da invenção do computador digital.

Os esforços de Randell começaram a dar frutos em meados da década de 1970, depois que o segredo sobre Bletchley Park foi quebrado quando o capitão do grupo Winterbotham publicou seu livro The Ultra Secret em 1974. Em outubro de 2000, um relatório técnico de 500 páginas sobre a cifra Tunny e sua criptoanálise —Intitulado Relatório Geral sobre Tunny —foi divulgado pelo GCHQ para o National Public Record Office , e contém um fascinante hino a Colossus pelos criptógrafos que trabalharam com ele:

É lamentável que não seja possível dar uma idéia adequada do fascínio de um Colosso em ação; seu volume e complexidade aparente; a velocidade fantástica da fita de papel fino em volta das polias cintilantes; o prazer infantil de não-não, estender, imprimir o cabeçalho principal e outros dispositivos; a magia da decodificação puramente mecânica, letra por letra (uma novata pensou que estava sendo enganada); a ação misteriosa da máquina de escrever em imprimir as partituras corretas sem e além da ajuda humana; a revisão do display; períodos de ansiosa expectativa culminando no súbito aparecimento do tão esperado placar; e os estranhos ritmos que caracterizam cada tipo de corrida: o arrombamento imponente, a corrida curta errática, a regularidade da quebra de roda, o retângulo impassível interrompido pelos saltos selvagens do retorno da carruagem, o barulho frenético de uma corrida de motor, até mesmo o frenesi ridículo de anfitriões de partituras falsas.

Reconstrução

Uma equipe liderada por Tony Sale (à direita) reconstruiu um Colossus Mark II em Bletchley Park. Aqui, em 2006, Sale supervisiona a quebra de uma mensagem cifrada com a máquina concluída.

A construção de uma reconstrução totalmente funcional de um Colossus Mark 2 foi realizada entre 1993 e 2008 por uma equipe liderada por Tony Sale. Apesar dos projetos e hardware serem destruídos, uma quantidade surpreendente de material sobreviveu, principalmente em cadernos de engenheiros, mas uma quantidade considerável nos EUA. O leitor de fita óptica pode ter representado o maior problema, mas o Dr. Arnold Lynch , é o designer original foi capaz de redesenhá-lo de acordo com suas próprias especificações originais. A reconstrução está em exibição, no local historicamente correto do Colossus No. 9, no Museu Nacional de Computação , no H Block Bletchley Park em Milton Keynes , Buckinghamshire.

Em novembro de 2007, para comemorar a conclusão do projeto e marcar o início de uma iniciativa de arrecadação de fundos para o Museu Nacional da Computação, um Cipher Challenge opôs o Colossus reconstruído contra rádios amadores em todo o mundo, sendo os primeiros a receber e decodificar três mensagens codificadas usando o Lorenz SZ42 e transmitido da estação de rádio DL0HNF no museu de informática Heinz Nixdorf MuseumsForum . O desafio foi vencido facilmente pelo radioamador Joachim Schüth, que se preparou cuidadosamente para o evento e desenvolveu seu próprio processamento de sinal e código de quebra de código usando Ada . A equipe Colossus foi prejudicada pelo desejo de usar equipamento de rádio da Segunda Guerra Mundial, atrasando-os por um dia devido às más condições de recepção. No entanto, o laptop de 1,4 GHz do vencedor, executando seu próprio código, levou menos de um minuto para encontrar as configurações para todas as 12 rodas. O decifrador alemão disse: "Meu laptop digeriu o texto cifrado a uma velocidade de 1,2 milhão de caracteres por segundo - 240 vezes mais rápido do que o Colossus. Se você escalar a frequência da CPU por esse fator, obterá um clock equivalente a 5,8 MHz para o Colossus. Isso é um velocidade notável para um computador construído em 1944. "

O Cipher Challenge verificou a conclusão bem-sucedida do projeto de reconstrução. "Com a força do desempenho de hoje, o Colossus está tão bom quanto era há seis décadas", comentou Tony Sale. "Estamos muito satisfeitos por ter produzido um tributo adequado às pessoas que trabalharam em Bletchley Park e cuja inteligência inventou essas máquinas fantásticas que quebraram essas cifras e encurtaram a guerra em muitos meses."

Vista frontal da reconstrução do Colosso mostrando, da direita para a esquerda (1) A "cabeceira" que contém a fita de mensagem em seu loop contínuo e com uma segunda carregada. (2) O J-rack contendo o Painel de Seleção e o Painel de Plugues. (3) O rack K com o grande painel de interruptores "Q" e patch panel inclinado. (4) O duplo S-rack contendo o painel de controle e, acima da imagem de um selo postal, cinco displays de duas linhas. (5) A máquina de escrever elétrica na frente dos cinco conjuntos de quatro interruptores de década "conjunto total" no rack C.

Outros significados

Havia um computador fictício chamado Colossus no filme de 1970 Colossus: The Forbin Project que foi baseado no romance Colossus de 1966 de DF Jones . Isso foi uma coincidência, pois é anterior à divulgação pública de informações sobre o Colossus, ou mesmo seu nome.

O romance Cryptonomicon de Neal Stephenson (1999) também contém um tratamento fictício do papel histórico desempenhado por Turing e Bletchley Park.

Veja também

Notas de rodapé

Referências

Leitura adicional

links externos