Ordinateur colosse - Colossus computer

Ordinateur colosse
Colosse.jpg
Un ordinateur Colossus Mark 2 exploité par Wrens . Le panneau de commande incliné sur la gauche a été utilisé pour définir les modèles « pin » (ou « came ») du Lorenz. Le transport de la bande de papier "sommier" est sur la droite.
Développeur Tommy Flowers , assisté de Sidney Broadhurst, William Chandler et pour les machines Mark 2, Allen Coombs
Fabricant Station de recherche du bureau de poste
Taper Ordinateur électronique numérique programmable à usage spécial
Génération Ordinateur de première génération
Date de sortie
Abandonné 1960
Unités expédiées 12
Médias
CPU Circuits personnalisés utilisant des valves thermoioniques et des thyratrons . Un total de 1 600 en Mk 1 et 2 400 en Mk 2. Également des relais et des commutateurs pas à pas
Mémoire Aucun (pas de RAM )
Affichage Panneau de voyants
Saisir Bande de papier jusqu'à 20 000 caractères × 5 bits en boucle continue
Puissance 8,5 kW

Colossus était un ensemble d' ordinateurs développés par des décrypteurs britanniques dans les années 1943-1945 pour aider à la cryptanalyse du chiffrement de Lorenz . Colossus utilisait des valves thermoioniques (tubes à vide) pour effectuer des opérations booléennes et de comptage. Colossus est ainsi considéré comme le premier du monde programmable , électronique , numérique ordinateur, bien qu'il a été programmé par des interrupteurs et prises de courant et non par un programme stocké .

Colossus a été conçu par Tommy Flowers, ingénieur en recherche téléphonique du General Post Office (GPO), pour résoudre un problème posé par le mathématicien Max Newman à la Government Code and Cypher School (GC&CS) de Bletchley Park . L'utilisation par Alan Turing de la probabilité dans la cryptanalyse (voir Banburismus ) a contribué à sa conception. Il a parfois été dit à tort que Turing a conçu Colossus pour aider à la cryptanalyse de l'Enigma . La machine de Turing qui a aidé à décoder Enigma était la Bombe électromécanique , pas Colossus.

Le prototype, Colossus Mark 1 , s'est avéré fonctionner en décembre 1943 et était utilisé à Bletchley Park au début de 1944. Un Colossus Mark 2 amélioré qui utilisait des registres à décalage pour quintupler la vitesse de traitement, a fonctionné pour la première fois le 1er juin 1944, juste en l'heure du débarquement de Normandie le jour J. Dix colosses étaient en service à la fin de la guerre et un onzième était en cours de mise en service. L'utilisation de ces machines par Bletchley Park a permis aux Alliés d'obtenir une grande quantité de renseignements militaires de haut niveau à partir de messages radiotélégraphiques interceptés entre le haut commandement allemand ( OKW ) et leurs commandements militaires dans toute l'Europe occupée.

L'existence des machines Colossus a été gardée secrète jusqu'au milieu des années 1970. Toutes les machines sauf deux ont été démantelées en de si petites pièces que leur utilisation ne pouvait être déduite. Les deux machines conservées ont finalement été démantelées dans les années 1960. Une reconstruction fonctionnelle d'un Mark 2 Colossus a été achevée en 2008 par Tony Sale et une équipe de bénévoles; il est exposé au National Museum of Computing à Bletchley Park .

But et origines

Une machine de chiffrement Lorenz SZ42 avec ses couvercles retirés au National Museum of Computing sur Bletchley Park
Les machines Lorenz SZ avaient 12 roues, chacune avec un nombre différent de cames (ou "goupilles").
Numéro de roue 1 2 3 4 5 6 7 8 9 dix 11 12
Nom de la roue 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
Nombre de cames (broches) 43 47 51 53 59 37 61 41 31 29 26 23

Les ordinateurs Colossus ont été utilisés pour aider à déchiffrer les messages de téléimprimeur radio interceptés qui avaient été cryptés à l' aide d'un appareil inconnu. Les informations du renseignement ont révélé que les Allemands ont appelé les systèmes de transmission par téléscripteur sans fil « Sägefisch » (poisson-scie). Cela a conduit les Britanniques à appeler le trafic téléscripteur allemand crypté « Fish », et la machine inconnue et ses messages interceptés « Tunny » (thon).

Avant que les Allemands n'augmentent la sécurité de leurs procédures d'exploitation, les cryptanalystes britanniques ont diagnostiqué le fonctionnement de la machine invisible et en ont construit une imitation appelée « British Tunny ».

Il a été déduit que la machine avait douze roues et utilisait une technique de chiffrement Vernam sur les caractères des messages dans le code télégraphique standard à 5 bits ITA2 . Il l'a fait en combinant les caractères en clair avec un flux de caractères clés en utilisant la fonction booléenne XOR pour produire le texte chiffré .

En août 1941, une bévue d'opérateurs allemands entraîne la transmission de deux versions d'un même message avec des réglages machines identiques. Ceux-ci ont été interceptés et travaillés à Bletchley Park. Tout d'abord, John Tiltman , un très talentueux cryptanalyste GC&CS, a dérivé un flux de clés de près de 4000 caractères. Ensuite, Bill Tutte , un membre nouvellement arrivé de la section de recherche, a utilisé ce flux de clés pour élaborer la structure logique de la machine de Lorenz. Il en déduit que les douze roues se composaient de deux groupes de cinq, qu'il nomma les roues ( chi ) et ( psi ), les deux autres qu'il appela μ ( mu ) ou roues « motrices ». Les roues chi marchaient régulièrement avec chaque lettre cryptée, tandis que les roues psi marchaient de manière irrégulière, sous le contrôle des roues motrices.

Cames sur les roues 9 et 10 montrant leurs positions relevée (active) et abaissée (inactive). Une came active a inversé la valeur d'un bit (0→1 et 1→0).

Avec un flux de clés suffisamment aléatoire, un chiffrement Vernam supprime la propriété de langage naturel d'un message en clair d'avoir une distribution de fréquence inégale des différents caractères, pour produire une distribution uniforme dans le texte chiffré. La machine Tunny l'a bien fait. Cependant, les cryptanalystes ont découvert qu'en examinant la distribution de fréquence des changements de caractère à caractère dans le texte chiffré, au lieu des caractères simples, il y avait un écart par rapport à l'uniformité qui permettait d'accéder au système. Ceci a été réalisé par "différenciation" dans laquelle chaque bit ou caractère était XOR-ed avec son successeur. Après la capitulation de l'Allemagne, les forces alliées ont capturé une machine Tunny et ont découvert qu'il s'agissait de la machine de chiffrement en ligne électromécanique Lorenz SZ ( Schlüsselzusatzgerät , pièce jointe de chiffrement).

Afin de déchiffrer les messages transmis, deux tâches devaient être effectuées. Le premier était le "breakage des roues", qui était la découverte des modèles de cames pour toutes les roues. Ces motifs ont été mis en place sur la machine Lorenz puis utilisés pendant une durée déterminée pour une succession de messages différents. Chaque transmission, qui contenait souvent plus d'un message, était chiffrée avec une position de départ différente des roues. Alan Turing a inventé une méthode de cassage des roues qui est devenue connue sous le nom de Turingery . La technique de Turing a été développée en " Rectangling ", pour lequel Colossus pouvait produire des tableaux pour une analyse manuelle. Les colosses 2, 4, 6, 7 et 9 avaient un "gadget" pour faciliter ce processus.

La deuxième tâche était le "réglage des roues" , qui déterminait les positions de départ des roues pour un message particulier et ne pouvait être tentée qu'une fois les modèles de came connus. C'est pour cette tâche que Colossus a été initialement conçu. Pour découvrir la position de départ des roues chi d'un message, Colossus a comparé deux flux de caractères, en comptant les statistiques de l'évaluation des fonctions booléennes programmables. Les deux flux étaient le texte chiffré, qui a été lu à grande vitesse à partir d'une bande de papier, et le flux de clés, qui a été généré en interne, dans une simulation de la machine allemande inconnue. Après une succession de différents passages de Colossus pour découvrir les paramètres probables de la roue chi , ils ont été vérifiés en examinant la distribution de fréquence des caractères dans le texte chiffré traité. Colossus a produit ces comptages de fréquence.

Processus de décryptage

Notation
texte en clair
key - la séquence de caractères utilisée dans XOR binaire avec
le texte en clair pour donner le texte chiffré
composante chi de la clé
composant psi de la clé
psi étendu - la séquence réelle de caractères ajoutés par
les roues psi , y compris ceux lorsqu'ils n'avancent pas
texte chiffré
de- chi —le texte chiffré avec la composante chi de la clé supprimée
l'un des XOR ci-dessus avec son caractère ou bit successeur
l'opération XOR
Bletchley Park raccourci pour l' espace de code de télégraphie (zéro)
Bletchley Park abréviation pour la marque de code de télégraphie (un)

En utilisant la différenciation et en sachant que les roues psi n'avançaient pas avec chaque caractère, Tutte a déterminé qu'essayer seulement deux bits différenciés (impulsions) du flux chi par rapport au texte chiffré différencié produirait une statistique non aléatoire. Cela est devenu connu sous le nom de « 1+2 break in » de Tutte . Il s'agissait de calculer la fonction booléenne suivante :

et compter le nombre de fois où il a donné "faux" (zéro). Si ce nombre dépassait une valeur seuil prédéfinie connue sous le nom de "total fixé", il était imprimé. Le cryptanalyste examinerait l'impression pour déterminer laquelle des positions de départ putatives était la plus susceptible d'être la bonne pour les roues chi -1 et chi -2.

Cette technique serait ensuite appliquée à d'autres paires d'impulsions ou à des impulsions uniques pour déterminer la position de départ probable des cinq roues chi . À partir de là, le dechi (D) d'un texte chiffré pourrait être obtenu, à partir duquel la composante psi pourrait être supprimée par des méthodes manuelles. Si la distribution de fréquence des caractères dans la version de- chi du texte chiffré était dans certaines limites, le « réglage de la roue » des roues du chi a été considéré comme ayant été atteint, et les paramètres du message et de- chi ont été transmis au « Testery ». . Il s'agissait de la section de Bletchley Park dirigée par le major Ralph Tester où la majeure partie du travail de décryptage a été effectuée par des méthodes manuelles et linguistiques.

Colossus pouvait également dériver la position de départ des roues psi et motrices, mais cela n'a pas été fait jusqu'aux derniers mois de la guerre, alors qu'il y avait beaucoup de Colosses disponibles et que le nombre de messages Tunny avait diminué.

Conception et construction

Colossus a été développé pour le " Newmanry ", la section dirigée par le mathématicien Max Newman qui était responsable des méthodes de la machine contre le téléscripteur en ligne Lorenz SZ40/42 à douze rotors (nom de code Tunny, pour le thon). La conception de Colossus est née d'un projet antérieur qui a produit une machine à compter surnommée " Heath Robinson ". Bien qu'il ait prouvé le concept d'analyse par machine pour cette partie du processus, il n'était initialement pas fiable. Les parties électromécaniques étaient relativement lentes et il était difficile de synchroniser deux bandes de papier en boucle , l'une contenant le message chiffré et l'autre représentant une partie du flux de clés de la machine Lorenz, également les bandes avaient tendance à s'étirer lors de la lecture jusqu'à 2000 caractères par seconde.

Passage prétendument d'un colosse original présenté par le directeur du GCHQ au directeur de la NSA pour marquer le 40e anniversaire de l' accord UKUSA en 1986

Tommy Flowers MBE était ingénieur électricien principal et chef du groupe de commutation à la station de recherche du bureau de poste à Dollis Hill . Avant son travail sur Colossus, il avait été impliqué avec GC&CS à Bletchley Park à partir de février 1941 pour tenter d'améliorer les bombes utilisées dans la cryptanalyse de la machine de chiffrement allemande Enigma. Il a été recommandé à Max Newman par Alan Turing, qui avait été impressionné par son travail sur les Bombes. Les principaux composants de la machine Heath Robinson étaient les suivants.

  • Un mécanisme de transport et de lecture de bande qui exécutait la clé en boucle et les bandes de messages entre 1 000 et 2 000 caractères par seconde.
  • Une unité de combinaison qui a mis en œuvre la logique de la méthode de Tutte .
  • Une unité de comptage qui avait été conçue par CE Wynn-Williams du Telecommunications Research Establishment (TRE) à Malvern, qui comptait le nombre de fois que la fonction logique renvoyait une valeur de vérité spécifiée .

Des fleurs avaient été apportées pour concevoir l'unité de combinaison de Heath Robinson. Il n'a pas été impressionné par le système d'une bande de clé qui devait être maintenue synchronisée avec la bande de message et, de sa propre initiative, il a conçu une machine électronique qui a éliminé le besoin de la bande de clé en ayant un analogue électronique du Lorenz ( thon). Il présenta cette conception à Max Newman en février 1943, mais l'idée que les un à deux mille valves thermoioniques ( tubes à vide et thyratrons ) proposées puissent fonctionner ensemble de manière fiable, fut accueillie avec un grand scepticisme, de sorte que d'autres Robinsons furent commandés à Dollis Hill. Flowers, cependant, savait, grâce à ses travaux d'avant-guerre, que la plupart des défaillances des vannes thermoioniques se produisaient en raison des contraintes thermiques à la mise sous tension, donc ne pas éteindre une machine réduisait les taux de défaillance à des niveaux très bas. De plus, si les éléments chauffants étaient démarrés à basse tension puis portés lentement à pleine tension, la contrainte thermique était réduite. Les vannes elles-mêmes pourraient être soudées pour éviter les problèmes avec les bases enfichables, qui pourraient ne pas être fiables. Flowers a persisté dans l'idée et a obtenu le soutien du directeur de la station de recherche, W Gordon Radley.

Flowers et son équipe d'une cinquantaine de personnes du groupe de commutation ont passé onze mois à partir du début de février 1943 à concevoir et à construire une machine qui se passait de la deuxième bande du Heath Robinson, en générant électroniquement les modèles de roues. Flowers a utilisé une partie de son propre argent pour le projet. Ce prototype, Mark 1 Colossus, contenait 1 600 valves thermoioniques (tubes). Il fonctionna de manière satisfaisante à Dollis Hill le 8 décembre 1943 et fut démonté et expédié à Bletchley Park, où il fut livré le 18 janvier et remonté par Harry Fensom et Don Horwood. Il était opérationnel en janvier et il a attaqué avec succès son premier message le 5 février 1944. C'était une grande structure et a été surnommé « Colossus », soi-disant par les opérateurs WRNS . Cependant, une note conservée aux Archives nationales écrite par Max Newman le 18 janvier 1944 indique que « Colossus arrive aujourd'hui ».

Au cours du développement du prototype, une conception améliorée avait été développée - le Mark 2 Colossus. Quatre d'entre eux ont été commandés en mars 1944 et à la fin d'avril le nombre en commande était passé à douze. Dollis Hill a été mise sous pression pour que le premier d'entre eux fonctionne d'ici le 1er juin. Allen Coombs a pris la direction de la production Mark 2 Colosses, dont le premier - contenant 2400 soupapes - est devenu opérationnel à 08:00 le 1er Juin 1944, juste à temps pour les Alliés invasion de la Normandie sur D-Day . Par la suite, les Colosses ont été livrés à raison d'environ un par mois. Au moment du jour de la victoire , dix Colosses travaillaient à Bletchley Park et l'assemblage d'un onzième avait commencé.

Colossus 10 avec son lit allongé dans le bloc H à Bletchley Park dans l'espace contenant maintenant la galerie Tunny du National Museum of Computing

Les principales unités de la conception Mark 2 étaient les suivantes.

  • Un transport de bande avec un mécanisme de lecture à 8 photocellules.
  • Un registre à décalage FIFO à six caractères .
  • Douze magasins d'anneaux de thyratron qui simulaient la machine de Lorenz générant un flux binaire pour chaque roue.
  • Panneaux de commutateurs pour spécifier le programme et le "set total".
  • Un ensemble d'unités fonctionnelles qui effectuaient des opérations booléennes .
  • Un "compteur d'étendue" qui pourrait suspendre le comptage d'une partie de la bande.
  • Une commande principale qui gérait l'horloge, les signaux de démarrage et d'arrêt, la lecture du compteur et l'impression.
  • Cinq compteurs électroniques.
  • Une machine à écrire électrique.

La majeure partie de la conception de l'électronique a été l'œuvre de Tommy Flowers, assisté de William Chandler, Sidney Broadhurst et Allen Coombs ; avec Erie Speight et Arnold Lynch développant le mécanisme de lecture photoélectrique. Coombs s'est souvenu de Flowers, ayant produit un brouillon de son design, le déchirant en morceaux qu'il a remis à ses collègues pour qu'ils fassent le design détaillé et demandent à leur équipe de le fabriquer. Les Mark 2 Colossi étaient à la fois cinq fois plus rapides et plus simples à utiliser que le prototype.

L'entrée des données dans Colossus s'est faite par lecture photoélectrique d'une transcription sur bande de papier du message intercepté chiffré. Cela a été organisé en boucle continue afin qu'il puisse être lu et relu plusieurs fois - il n'y a pas de stockage interne pour les données. La conception a surmonté le problème de synchronisation de l'électronique avec la vitesse de la bande de message en générant un signal d'horloge à partir de la lecture de ses trous de pignon. La vitesse de fonctionnement était ainsi limitée par la mécanique de lecture de la bande. Au cours du développement, le lecteur de bande a été testé jusqu'à 9 700 caractères par seconde (53 mph) avant que la bande ne se désintègre. Ainsi, 5000 caractères/seconde (40 pi/s (12,2 m/s ; 27,3 mph)) ont été choisis comme vitesse pour une utilisation régulière. Flowers a conçu un registre à décalage à 6 caractères, qui a été utilisé à la fois pour calculer la fonction delta (ΔZ) et pour tester cinq différents points de départ possibles des roues de Tunny dans les cinq processeurs. Ce parallélisme à cinq voies a permis d'effectuer cinq tests et comptages simultanés donnant une vitesse de traitement effective de 25 000 caractères par seconde. Le calcul a utilisé des algorithmes conçus par WT Tutte et ses collègues pour déchiffrer un message Tunny.

Opération

Panneau de sélection Colossus montrant les sélections entre autres, de la bande éloignée sur le lit, et pour l'entrée de l'algorithme : Δ Z , Δ et Δ .

Le Newmanry était composé de cryptanalystes, d'opérateurs du Women's Royal Naval Service (WRNS) – connu sous le nom de « Wrens » – et d'ingénieurs qui étaient disponibles en permanence pour l'entretien et les réparations. À la fin de la guerre, l'effectif était de 272 Troglodytes et 27 hommes.

Le premier travail dans l'exploitation de Colossus pour un nouveau message était de préparer la boucle de bande de papier. Cela a été effectué par les Wrens qui ont collé les deux extrémités ensemble à l'aide de colle Bostik , en veillant à ce qu'il y ait une longueur de ruban vierge de 150 caractères entre la fin et le début du message. À l'aide d'un poinçon à main spécial, ils ont inséré un trou de départ entre les troisième et quatrième canaux 2+12 trous de pignon à partir de l'extrémité de la section d'ébauche et un trou d'arrêt entre les quatrième et cinquième canaux 1+12 trous de pignon à partir de la fin des caractères du message. Celles-ci étaient lues par des photocellules spécialement positionnées et indiquaient quand le message était sur le point de commencer et quand il s'était terminé. L'opérateur enfilait ensuite le ruban de papier à travers la porte et autour des poulies du sommier et ajustait la tension. La conception du lit à deux bandes avait été reprise par Heath Robinson afin qu'une bande puisse être chargée pendant que la précédente était en cours d'exécution. Un interrupteur sur le panneau de sélection a spécifié la bande "proche" ou "loin".

Après avoir effectué diverses tâches de réinitialisation et de remise à zéro, les opérateurs Wren, sur instruction du cryptanalyste, actionneraient les commutateurs de décade "set total" et les commutateurs du panneau K2 pour définir l'algorithme souhaité. Ils démarraient ensuite le moteur et la lampe de la bande de lit et, lorsque la bande était à pleine vitesse, actionnaient l'interrupteur principal de démarrage.

La programmation

Panneau de commutateurs Colossus K2 montrant les commutateurs pour spécifier l'algorithme (à gauche) et les compteurs à sélectionner (à droite).
Panneau de commande Colossus 'set total'

Howard Campaigne, un mathématicien et cryptanalyste de l' OP-20-G de l'US Navy , a écrit ce qui suit dans une préface à l'article de Flowers de 1983 « The Design of Colossus ».

Ma vision de Colossus était celle d'un cryptanalyste-programmeur. J'ai dit à la machine de faire certains calculs et comptes, et après avoir étudié les résultats, je lui ai dit de faire un autre travail. Il ne se souvenait pas du résultat précédent et n'aurait pas pu agir en conséquence s'il l'avait fait. Colossus et moi avons alterné dans une interaction qui a parfois abouti à une analyse d'un système de chiffrement allemand inhabituel, appelé « Geheimschreiber » par les Allemands, et « Fish » par les cryptanalystes.

Colossus n'était pas un ordinateur à programme enregistré . Les données d'entrée pour les cinq processeurs parallèles ont été lues à partir de la bande de papier à messages en boucle et des générateurs de modèles électroniques pour le chi , le psi et les roues motrices. Les programmes pour les processeurs ont été définis et maintenus sur les commutateurs et les connexions du panneau de prises. Chaque processeur pourrait évaluer une fonction booléenne et compter et afficher le nombre de fois où il a donné la valeur spécifiée de "faux" (0) ou "vrai" (1) pour chaque passage de la bande de messages.

Les entrées des processeurs provenaient de deux sources, les registres à décalage de la lecture de bande et les anneaux thyratron qui émulaient les roues de la machine Tunny. Les caractères sur la bande de papier s'appelaient Z et les caractères de l'émulateur Tunny étaient désignés par les lettres grecques que Bill Tutte leur avait données lors de l'élaboration de la structure logique de la machine. Sur le panneau de sélection, les commutateurs spécifié soit Z ou Az , que ce soit ou Δ et non plus ou Δ pour les données devant être transmises à la zone de prise et «panneau de commutateur K2. Ces signaux provenant des simulateurs de roues pourraient être spécifiés comme un pas à chaque nouveau passage de la bande de message ou non.

Le panneau de commutateurs K2 avait un groupe de commutateurs sur le côté gauche pour spécifier l'algorithme. Les commutateurs sur le côté droit sélectionnaient le compteur auquel le résultat était envoyé. Le tableau de bord a permis d'imposer des conditions moins spécialisées. Dans l'ensemble, les commutateurs du panneau de commutation K2 et le tableau de connexion ont permis environ cinq milliards de combinaisons différentes des variables sélectionnées.

Par exemple : un ensemble de passages pour une bande de message peut initialement impliquer deux roues chi , comme dans l'algorithme 1+2 de Tutte. Une telle course à deux roues était appelée une longue course, prenant en moyenne huit minutes à moins que le parallélisme ne soit utilisé pour réduire le temps d'un facteur cinq. Les courses suivantes peuvent impliquer uniquement le réglage d'une roue chi , ce qui donne une courte course d'environ deux minutes. Initialement, après le long terme initial, le choix du prochain algorithme à essayer était spécifié par le cryptanalyste. L'expérience a montré, cependant, que des arbres de décision pour ce processus itératif pourraient être produits pour être utilisés par les opérateurs Wren dans une proportion de cas.

Influence et destin

Bien que le Colossus ait été la première des machines numériques électroniques programmables, bien que limitée par les normes modernes, ce n'était pas une machine à usage général, conçue pour une gamme de tâches cryptanalytiques, la plupart impliquant le comptage des résultats de l'évaluation d'algorithmes booléens.

Un ordinateur Colossus n'était donc pas une machine entièrement Turing complète . Cependant, le professeur Benjamin Wells de l'Université de San Francisco a montré que si les dix machines Colossus fabriquées étaient réarrangées dans un cluster spécifique , alors l'ensemble des ordinateurs aurait pu simuler une machine de Turing universelle , et donc être Turing complet. La notion d'ordinateur en tant que machine polyvalente – c'est-à-dire plus qu'une calculatrice consacrée à la résolution de problèmes difficiles mais spécifiques – n'est devenue importante qu'après la Seconde Guerre mondiale.

Colossus et les raisons de sa construction étaient hautement secrets et le sont restés pendant 30 ans après la guerre. Par conséquent, il n'a pas été inclus dans l' histoire du matériel informatique pendant de nombreuses années, et Flowers et ses associés ont été privés de la reconnaissance qui leur était due. Les colosses 1 à 10 ont été démantelés après la guerre et les pièces retournées à la Poste. Certaines pièces, désinfectées quant à leur objectif initial, ont été transportées au laboratoire de machines informatiques de la Royal Society de Max Newman à l'Université de Manchester . Tommy Flowers a reçu l'ordre de détruire tous les documents et de les brûler dans un four à Dollis Hill. Il a dit plus tard de cet ordre:

C'était une terrible erreur. On m'a demandé de détruire tous les dossiers, ce que j'ai fait. J'ai pris tous les dessins et les plans et toutes les informations sur Colossus sur papier et les ai mis dans le feu de la chaudière. Et l'a vu brûler.

Les colosses 11 et 12, ainsi que deux répliques de machines Tunny, ont été conservés, transférés au nouveau siège du GCHQ à Eastcote en avril 1946, puis à nouveau avec le GCHQ à Cheltenham entre 1952 et 1954. L'un des colosses, connu sous le nom de Colossus Blue , a été démantelé en 1959; l'autre en 1960. Il y avait eu des tentatives pour les adapter à d'autres fins, avec des succès variables; dans leurs dernières années, ils avaient été utilisés pour l'entraînement. Jack Good a raconté comment il a été le premier à utiliser Colossus après la guerre, persuadant l' Agence de sécurité nationale des États-Unis qu'il pouvait être utilisé pour exécuter une fonction pour laquelle ils prévoyaient de construire une machine à usage spécial. Colossus a également été utilisé pour effectuer le décompte des caractères sur du ruban adhésif unique pour tester le caractère non aléatoire.

Un petit nombre de personnes associées à Colossus - et savaient que des appareils informatiques numériques électroniques à grande échelle, fiables et à grande vitesse étaient réalisables - ont joué un rôle important dans les premiers travaux informatiques au Royaume-Uni et probablement aux États-Unis. Cependant, étant si secret, il a eu peu d'influence directe sur le développement des ordinateurs ultérieurs ; c'était EDVAC qui était l'architecture informatique séminale de l'époque. En 1972, Herman Goldstine , qui ignorait Colossus et son héritage aux projets de personnes telles que Alan Turing ( ACE ), Max Newman ( ordinateurs de Manchester ) et Harry Huskey ( Bendix G-15 ), a écrit que,

La Grande-Bretagne avait une telle vitalité qu'elle pouvait immédiatement après la guerre se lancer dans tant de projets bien conçus et bien exécutés dans le domaine informatique.

Le professeur Brian Randell , qui a déterré des informations sur Colossus dans les années 1970, a commenté cela en disant que :

A mon avis, le projet COLOSSUS a été une source importante de cette vitalité, qui a été largement méconnue, tout comme l'importance de ses places dans la chronologie de l'invention de l'ordinateur numérique.

Les efforts de Randell ont commencé à porter leurs fruits au milieu des années 1970, après que le secret sur Bletchley Park a été rompu lorsque le Group Captain Winterbotham a publié son livre The Ultra Secret en 1974. En octobre 2000, un rapport technique de 500 pages sur le chiffrement Tunny et sa cryptanalyse — intitulé General Report on Tunny — a été publié par le GCHQ au National Public Record Office , et il contient un hymne fascinant à Colossus par les cryptographes qui ont travaillé avec :

On regrette qu'il ne soit pas possible de donner une idée adéquate de la fascination d'un Colosse à l'œuvre ; son encombrement et sa complexité apparente ; la vitesse fantastique du ruban de papier fin autour des poulies scintillantes ; le plaisir enfantin de not-not, span, print principal header et autres gadgets ; la magie du décodage purement mécanique lettre par lettre (une novice pensait qu'elle était en train d'être truquée) ; l'action étrange de la machine à écrire dans l'impression des partitions correctes sans et au-delà de l'aide humaine ; le pas de l'affichage ; des périodes d'attente ardente culminant dans l'apparition soudaine de la partition tant attendue ; et les rythmes étranges qui caractérisent chaque type de course : le rodage majestueux, le court trajet erratique, la régularité des bris de roues, le rectangle figé entrecoupé par les bonds sauvages du retour de voiture, le bavardage frénétique d'une course de moteur, même la frénésie ridicule des hôtes de faux scores.

Reconstruction

Une équipe dirigée par Tony Sale (à droite) a reconstruit un Colossus Mark II à Bletchley Park. Ici, en 2006, Sale supervise la rupture d'un message chiffré avec la machine achevée.

La construction d'une reconstruction entièrement fonctionnelle d'un Colossus Mark 2 a été entreprise entre 1993 et ​​2008 par une équipe dirigée par Tony Sale. Malgré la destruction des plans et du matériel, une quantité surprenante de matériel a survécu, principalement dans les cahiers d'ingénieurs, mais une quantité considérable aux États-Unis. Le lecteur de bande optique a peut-être posé le plus gros problème, mais le Dr Arnold Lynch , son le concepteur d'origine a pu le redessiner selon ses propres spécifications d'origine. La reconstruction est exposée, à l'endroit historiquement correct du Colosse n° 9, au National Museum of Computing , dans le H Block Bletchley Park à Milton Keynes , dans le Buckinghamshire.

En novembre 2007, pour célébrer l'achèvement du projet et marquer le début d'une initiative de collecte de fonds pour le National Museum of Computing, un Cipher Challenge a opposé le Colossus reconstruit aux radioamateurs du monde entier en étant le premier à recevoir et à décoder trois messages chiffrés à l'aide du Lorenz SZ42 et transmis depuis la station de radio DL0HNF dans le musée informatique Heinz Nixdorf MuseumsForum . Le défi a été facilement remporté par le radioamateur Joachim Schüth, qui avait soigneusement préparé l'événement et développé son propre code de traitement du signal et de décodage à l'aide d' Ada . L'équipe Colossus a été gênée par leur souhait d'utiliser des équipements radio de la Seconde Guerre mondiale, les retardant d'un jour en raison des mauvaises conditions de réception. Néanmoins, l'ordinateur portable 1,4 GHz du vainqueur, exécutant son propre code, a mis moins d'une minute pour trouver les paramètres des 12 roues. Le décrypteur allemand a déclaré : « Mon ordinateur portable a digéré le texte chiffré à une vitesse de 1,2 million de caractères par seconde, soit 240 fois plus vite que Colossus. Si vous augmentez la fréquence du processeur de ce facteur, vous obtenez une horloge équivalente de 5,8 MHz pour Colossus. C'est un vitesse remarquable pour un ordinateur construit en 1944."

Le Cipher Challenge a vérifié la réussite du projet de reconstruction. "Sur la base des performances d'aujourd'hui, Colossus est aussi bon qu'il y a six décennies", a commenté Tony Sale. "Nous sommes ravis d'avoir rendu un hommage approprié aux personnes qui ont travaillé à Bletchley Park et dont la matière grise a conçu ces machines fantastiques qui ont brisé ces codes et raccourci la guerre de plusieurs mois."

Vue de face de la reconstruction du Colosse montrant, de droite à gauche (1) Le "lit" contenant la bande de message dans sa boucle continue et avec une seconde chargée. (2) Le J-rack contenant le panneau de sélection et le panneau de connexion. (3) Le K-rack avec le grand panneau de commutateurs "Q" et le panneau de brassage incliné. (4) Le double rack en S contenant le panneau de commande et, au-dessus de l'image d'un timbre-poste, cinq compteurs à deux lignes. (5) La machine à écrire électrique devant les cinq ensembles de quatre commutateurs à décades « total défini » dans le support en C.

Autres significations

Il y avait un ordinateur fictif nommé Colossus dans le film Colossus: The Forbin Project de 1970 qui était basé sur le roman Colossus de 1966 de DF Jones . C'était une coïncidence car elle est antérieure à la publication publique d'informations sur Colossus, ou même son nom.

Le roman Cryptonomicon (1999) de Neal Stephenson contient également un traitement fictif du rôle historique joué par Turing et Bletchley Park.

Voir également

Notes de bas de page

Les références

Lectures complémentaires

  • Campagne, Howard ; Farley, Robert D. (28 février 1990), Oral History Interview : NSA-OH-14-83 Campaigne, Howard, Dr. 29 juin 83 Annopalis, MD Par : Robert G. Farley (PDF) , National Security Agency , récupéré 16 Octobre 2016
  • Colossus : Créer un géant sur YouTube Un court métrage réalisé par Google pour célébrer Colossus et ceux qui l'ont construit, en particulier Tommy Flowers.
  • Cragon, Harvey G. (2003), From Fish to Colossus: How the German Lorenz Cipher was Broken at Bletchley Park , Dallas: Cragon Books, ISBN 0-9743045-0-6 – Une description détaillée de la cryptanalyse de Tunny, et quelques détails de Colossus (contient quelques erreurs mineures)
  • Enever, Ted (1999), Le secret le mieux gardé de Grande-Bretagne : la base d'Ultra à Bletchley Park (3e éd.), Sutton Publishing, Gloucestershire, ISBN 978-0-7509-2355-2 – Une visite guidée de l’histoire et de la géographie du Parc, écrite par l’un des membres fondateurs du Bletchley Park Trust
  • Price, David A. (22 juin 2021). Génies en guerre ; Bletchley Park, Colossus et l'aube de l'ère numérique . New York : Knopf. ISBN 978-0-525-52154-9.
  • Rojas, R.; Hashagen, U. (2000), Les premiers ordinateurs : histoire et architectures , MIT Press, ISBN 0-262-18197-5 – Comparaison des premiers ordinateurs, avec un chapitre sur Colossus et sa reconstruction par Tony Sale.
  • Sale, Tony (2004), The Colossus Computer 1943-1996 : Comment il a aidé à casser le chiffrement de Lorenz allemand pendant la Seconde Guerre mondiale , Kidderminster : M.&M. Baldwin, ISBN 0-947712-36-4 Un petit livret (20 pages), contenant le même matériel que le site Web de Tony Sale (voir ci-dessous)
  • Smith, Michael (2007) [1998], Station X: The Codebreakers of Bletchley Park , Pan Grand Strategy Series (Pan Books ed.), Londres: Pan MacMillan Ltd, ISBN 978-0-330-41929-1

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