Pengembangan Militer: Colossus Rahasia

Komputer rahasia Inggris Colossus diciptakan untuk mengungkapkan korespondensi Jerman yang dienkripsi menggunakan sistem Lorenz SZ. Untuk waktu yang lama, keberadaan mesin dirahasiakan, dan selain para pengembang, hanya sekelompok kecil orang yang tahu tentang itu. Colossus dianggap sebagai komputer unik pada masanya, yang unggul dalam kekuatan dan ukuran dibandingkan model lainnya.



Sejarah asal usul Colossus dimulai pada tahun 1940. Dinas intelijen Inggris sedang mencari mata-mata di negara itu dan sambil mendengarkan radio, para karyawan dapat mencegat siaran radio Jerman yang tidak terenkripsi. Alih-alih kode Morse yang biasa, pesan dienkripsi menggunakan kode telegraf Baudot. Bahan dikirim untuk analisis ke Kode Pemerintah dan Sekolah Cypher di Blechley Park. Cipher baru mulai disebut "Tunny" (Inggris tunny - tuna), dan cryptosystem itu sendiri menerima nama kode IKAN.

Untuk studi rinci tentang sandi yang diidentifikasi, unit khusus diciptakan di Blechly Park, yang terlibat dalam analisis murni "Tanni". Proses dekripsi berkembang sangat lambat hingga 1941, ketika salah satu kriptografi Jerman melakukan kesalahan serius. Dia bereaksi terhadap permintaan untuk mengirimkan kembali pesan dengan panjang sekitar 4.500 karakter pada tombol yang sama, tetapi kedua kalinya dia sedikit mengurangi teks sumber. Inggris mencegat kedua radiogram, yang memungkinkan mereka tidak hanya untuk mendekripsi telegram, tetapi juga untuk memperoleh urutan enkripsi yang panjang. Sebagai hasil dari pekerjaan tersebut, para ahli menemukan bahwa perangkat Jerman dibangun berdasarkan prinsip roda sandi, yang berjumlah 12.



William Thomas Tutt (1917 - 2002)

Berdasarkan informasi yang diperoleh, dimungkinkan untuk mendekripsi beberapa pesan Tanni secara manual. Matematikawan muda William Thomas Tutte terlibat dalam memecahkan kode mesin. Menggunakan metode cryptanalysis dari sandi polyalphabetic dari Kasiski (mencari kelompok karakter yang diulang dalam teks terenkripsi), ia menemukan bahwa panjang kata kunci adalah empat puluh satu karakter. Tat menyebut komponen "chi_1". Mengingat kompleksitas perangkat utama, ada komponen psi_1 lainnya. Akibatnya, mesin terdiri dari drive "psi" dan "chi", menghasilkan setiap lima bit karakter. Komponen kunci digabungkan oleh fungsi XOR dan ternyata kunci K dapat direpresentasikan untuk setiap karakter dengan cara ini: “K = chi oplus psi” .



Mesin Lorenz SZ42

Pekerjaan yang dilakukan oleh Tatom memungkinkan tim peneliti Bletchley Park untuk mengembalikan struktur logis mesin enkripsi dalam beberapa bulan. Korespondensi semacam ini dapat dibuka dan dibaca. Tetapi proses ini memakan waktu terlalu lama, membutuhkan perhitungan yang melelahkan dan tampaknya tidak efektif. Butuh tenaga kerja manual hingga beberapa minggu untuk memproses satu telegram. Untuk dekripsi cepat, diperlukan untuk membangun perangkat yang sesuai.



Tommy Flowers (1905 - 1998)

Pada tahun 1943, Tommy Flowers dan Frank Morell dari Stasiun Penelitian Kantor Pos Umum di Dollys Hill membangun mesin khusus Heath Robinson(Dinamai setelah pahlawan buku komik populer - penemu karakter mekanisme aneh). Mesin tersebut memiliki input berkecepatan tinggi dari kaset berlubang dan sirkuit logika elektronik, yang digunakan untuk menghitung posisi disk Lorenz. Heath Robinson diizinkan untuk mendekripsi pesan "Tanny", tetapi tidak terlalu dapat diandalkan dan tidak bekerja cukup cepat.



Mesin Heath Robinson

Masalah utama adalah sinkronisasi yang tepat dari dua kaset berlubang, salah satunya berisi pesan terenkripsi Jerman, dan yang kedua diisi dengan urutan berulang secara berulang bit yang dihasilkan oleh kombinasi pin dari disk encoder terbuka. Dan terlepas dari kenyataan bahwa pembaca optomekanis memproses sepasang kaset berlubang dengan kecepatan yang agak tinggi, kertas pita berlubang itu diregangkan dan menyebabkan kegagalan sinkronisasi, kesalahan perhitungan.



Max Newman (1897 - 1984)

Dekripsi membutuhkan otomatisasi yang dipercepat, sehingga unit khusus dibuat di Bletchley Park, dipimpin oleh ahli matematika Inggris terkenal Max Newman. Pada tahun 1943, karyawan struktur ini, bersama dengan Tommy Flowers, merancang mesin dekripsi baru yang secara fundamental, yang disebut Colossus.



Colossus - Bagian 1



Colossus - Bagian 2

Sejak 1944, dengan bantuan Colossus, dekripsi dan otopsi korespondensi eselon tertinggi dari komando militer Jerman dilakukan dengan sangat cepat. Berkat kecepatan komputer elektronik yang andal, waktu untuk mendekripsi pesan dari beberapa minggu berkurang menjadi hanya 2-3 jam. Colossus adalah komputer terbesar saat itu, menggunakan kekuatan 1.500 tabung elektron dan diizinkan untuk memproses 5.000 karakter per detik. Karena kekhasan pengoperasian lampu listrik, begitu komputer dioperasikan, mereka tidak mati sampai setelah Perang Dunia Kedua. Perangkat memiliki memori yang sangat terbatas, sehingga pita pesan dibaca dalam lingkaran untuk memastikan aliran data digital yang berkelanjutan. Dalam lima detik, Colossus dapat membaca pesan dengan panjang 25.000 karakter, menempati hingga 10 halaman teks yang dicetak.

Colossus membandingkan dua elemen karakter saluran dari sebuah pesan dengan elemen yang setara dari aliran kunci. Setiap kali pesan dari kaset mulai dibaca lagi, kuncinya naik satu posisi. Ketika perangkat menemukan kecocokan, kunci dianggap benar untuk posisi ini dan satu poin diberikan untuk itu. Setelah 4-5 menit, penghitung elektronik mulai menambah poin. Unit, puluhan, ratusan dan ribuan ditampilkan di panel lampu depan. Setelah akun menjadi cukup besar, perangkat cetak mencetak posisi disk yang sesuai untuk kunci yang memberikan akun tersebut.



Operator di Colossus

Diterjemahkan ke komputer modern, kinerja Colossus akan sesuai dengan prosesor dengan frekuensi sekitar 5,8 MHz. Namun tetap saja, Colossus tidak bisa disebut komputer yang lengkap. Di perangkat rahasia ini ada sirkuit elektronik yang melakukan fungsi digital, tetapi tidak ada memori elektronik. Data disimpan pada kaset berlubang tertutup, yang bergerak pada kecepatan 80 km / jam.

Menggunakan Colossus membantu memecahkan lebih dari 63 juta tanda telegram yang dicegat dari Komando Tinggi Jerman.

Keberhasilan Colossus mengilhami Inggris untuk membuat model kedua. Pada tahun 1944, Allen William Mark Coombs bergabung dengan tim Newman dan Bunga. Bersama-sama, para ilmuwan telah membangun versi komputer yang lebih canggih - Colossus Mark II. Perangkat ini sekitar lima kali lebih besar dari pendahulunya, ditandai dengan peningkatan kecepatan, mencapai sekitar 2.500 tabung elektronik dan memberikan peluang pemrograman. Dalam hubungan ini, Colossus II sering dianggap sebagai komputer yang dapat diprogram elektronik pertama di dunia.



Tanda Colossus ii

Pada tahun 1945, keberhasilan komputer Colossus mulai memudar. Mesin besar dengan tinggi 2-3 m dan panjang total sekitar 5,5 m, mewakili kompleks 8 rak pemasangan dua sisi besar dengan lebar berbeda, dikhususkan untuk tugas-tugas tertentu dan tidak berbeda dalam universalitas. Selain itu, kepemimpinan puncak Inggris melakukan segala upaya untuk bersembunyi dari USSR kemampuan dekripsi yang kuat. Akibatnya, atas instruksi pribadi Winston Churchill, Colossus dibongkar sebagian dan disembunyikan di bawah meterai "diam-diam". Pada tahun 1945, delapan dari sepuluh mobil benar-benar dibongkar.

Dua model yang tersisa dikirim pertama ke London, dan kemudian ke kota Cheltenham. Mereka beralih menggunakan layanan intelijen kriptografi Inggris Raya - Markas Besar Komunikasi Pemerintah (GCHQ). Komputer secara diam-diam digunakan selama lima belas tahun lagi untuk pelatihan dan tugas kriptografi tambahan. Tetapi sampai tahun 60an, dua model terakhir dibongkar. Selain itu, diagram sirkuit komputer Colossus dihancurkan. Proyek ini dijaga kerahasiaannya selama bertahun-tahun.

Beberapa informasi terpisah tentang Colossus mulai muncul di koran sedikit demi sedikit sejak pertengahan 70-an.

Dan pada tahun 1994, sekelompok insinyur yang antusias, dipimpin oleh Tony Sale, mulai mereproduksi salinan yang dapat dikerjakan dari mesin ini menggunakan beberapa foto, serta rekaman, cerita, dan sketsa dari para peserta proyek yang masih hidup. Pemulihan Colossus terjadi di Blok F Bletchley Park. Video pertama dengan model kerja direkam pada tahun 1997. Tetapi komputer benar-benar dipulihkan hanya pada tahun 2008.



Tony Sale (1931 - 2011)

Menurut Tony Sale, model Colossus yang dipulihkan mendekripsi pesan dengan kecepatan laptop dengan prosesor Pentium 2 dan perangkat lunak yang diperlukan. Dan ini memperhitungkan perbedaan waktu yang solid.

Pada tahun 2000, pemerintah Inggris secara resmi mendeklasifikasi laporan teknis 1945 tentang pembukaan mesin sandi dan Colossus. Badan intelijen GCHQ menyerahkan dokumen yang sangat banyak ke Arsip Negara (Kantor Catatan Publik) yang dapat diakses publik di Kew.



National Museum of Computers

Berkat restorasi Colossus, National Museum of Computing, yang juga berlokasi di Bletchley Park, dibuka pada 2007. Mitos



Bletchley Park

tentang British Colossus

Mengingat kerahasiaan proyek dan kurangnya informasi lengkap tentang perangkat ini, celah dalam sejarahnya secara bertahap diisi dengan berbagai mitos. Berikut ini adalah sanggahan untuk empat dari mereka.

Mitos 1. Colossus adalah komputer digital pertama di dunia.
Terlepas dari kenyataan bahwa Colossus dalam banyak hal benar-benar merupakan perkembangan yang unik, itu bukan komputer pertama. Untuk kejuaraan ini dapat bersaing: penemu Jerman Konrad Zuse (Konrad Zuse) dengan Z3 dan staf Universitas Iowa John Atanasov (John Vincent Atanasoff) dan mahasiswa pascasarjana Clifford Berry (Clifford Berry) dengan komputer BC (Atanasoff Berry Computer).

Mitos 2. Matematikawan Alan Turing sendiri terlibat dalam pembangunan Colossus.
Karena Alan Turing bekerja di bidang yang sama dan menguraikan Enigma, ia memang berkenalan dengan proyek Colossus. Namun demikian, ia tidak secara langsung berpartisipasi dalam pengembangan komputer ini.

Mitos 3. Inggris membaca hampir semua korespondensi terenkripsi Jerman Enigma.
Nazi Jerman tidak hanya menggunakan Enigma untuk mengenkripsi pesan - Jerman juga memiliki perangkat enkripsi lainnya. Dan Inggris mampu menguraikan jauh dari semua korespondensi rahasia mesin ini.

Mitos 4. Komputer diprogram Colossus yang kuat menyediakan pembukaan cepat tombol Enigma.
Colossus diciptakan bukan untuk memecahkan kunci Enigma, tetapi untuk membuka encoder telegrafik Lorenz SZ, yang berfungsi sebagai korespondensi rahasia pribadi Hitler dengan anggota Komando Tinggi Reich Ketiga.

Source: https://habr.com/ru/post/id393987/