Militärische Entwicklung: Geheimer Koloss

    Der geheime britische Computer Colossus wurde geschaffen, um die mit dem Lorenz SZ-System verschlüsselte deutsche Korrespondenz anzuzeigen. Die Existenz des Autos wurde lange Zeit geheim gehalten und neben den Entwicklern wusste nur eine kleine Gruppe von Leuten davon. Colossus gilt als einzigartiger Computer seiner Zeit, der andere Modelle in Leistung und Größe übertrifft.



    Beginnt die Geschichte des Kolosses seit 1940. Der britische Geheimdienst war auf der Suche nach Spionen im Land und beim Anhören des Radios gelang es dem Stab, ein ungewöhnliches verschlüsseltes deutsches Radioprogramm abzuhalten. Anstelle des üblichen Morsecodes wurden die Nachrichten mit dem Bodo-Telegraphencode verschlüsselt. Das Material wurde zur Analyse an das Government Code und die Cypher School im Blechley Park geschickt. Die neue Chiffre hieß "Tanni" (englischer Thunfisch) und das Kryptosystem selbst erhielt den Codenamen FISH.

    Für eine detaillierte Untersuchung der identifizierten Chiffre im Blechli Park wurde eine spezielle Einheit geschaffen, die sich ausschließlich mit der Analyse von "Tanni" befasste. Der Entschlüsselungsprozess verlief äußerst langsam, bis 1941 einer der deutschen Codierer einen schwerwiegenden Fehler machte. Er antwortete auf die Aufforderung, die Nachricht mit einer Länge von ungefähr 4.500 Zeichen auf demselben Schlüssel erneut zu senden, aber beim zweiten Mal verkürzte er den Quelltext etwas. Die Briten fingen beide Radiogramme ab, wodurch sie das Telegramm nicht nur entschlüsseln konnten, sondern auch eine lange Verschlüsselungssequenz erhalten konnten. Als Ergebnis der durchgeführten Arbeiten stellten Fachleute fest, dass das deutsche Gerät auf dem Prinzip von Verschlüsselungsrädern aufgebaut war, das 12 betrug.



    William Thomas Tutt (1917 - 2002)

    Aufgrund der erhaltenen Informationen konnten einige Nachrichten von „Tanni“ manuell entschlüsselt werden. Der junge Mathematiker William Thomas Tat (William Thomas Tutte) hat den Maschinencode gehackt. Bei der Kryptoanalyse der polyalphabetischen Chiffren von Kaspersky (Suche nach Gruppen von Zeichen, die im verschlüsselten Text wiederholt werden) stellte er fest, dass die Länge des Schlüsselworts 41 Zeichen entspricht. Tat nannte die Komponente "chi_1". Angesichts der Komplexität des Geräteschlüssels gab es eine weitere Komponente "psi_1". Als Ergebnis bestand die Maschine aus "psi" - und "chi" -Disketten, die alle fünf Bits eines Zeichens generierten. Die Schlüsselkomponenten wurden durch die XOR-Funktion kombiniert und es stellte sich heraus, dass der Schlüssel K für jedes Zeichen folgendermaßen dargestellt werden konnte: "K = chi oplus psi" .



    Lorenz SZ42 Maschine

    Die von Tat geleistete Arbeit gab dem Bletchley Park-Forschungsteam die Möglichkeit, die logische Struktur der Verschlüsselungsmaschine innerhalb weniger Monate wiederherzustellen. Korrespondenz dieser Art konnte geöffnet und gelesen werden. Dieser Prozess dauerte jedoch zu lange, erforderte mühsame Berechnungen und schien unwirksam zu sein. Die Bearbeitung eines Telegramms dauerte mehrere Wochen Handarbeit. Für eine schnelle Entschlüsselung musste ein entsprechendes Gerät erstellt werden.



    Tommy Flowers (1905 - 1998)

    Im Jahr 1943 bauten Tommy Flowers und Frank Morell von der Forschungsstation der General Post Office in Dollis Hill eine spezielle Maschine namens Heath Robinson(benannt nach dem populären Comic-Helden - dem Charakter-Erfinder fremder Mechanismen). Die Maschine verfügte über Hochgeschwindigkeitseingaben von Lochstreifen und elektronischen Logikschaltungen. Sie war mit der Berechnung der Position von Lorenz-Scheiben beschäftigt. Heath Robinson durfte Nachrichten "Tanni" entschlüsseln, unterschied sich jedoch nicht besonders zuverlässig und arbeitete nicht schnell genug.



    Heath Robinson-Maschine

    Das Hauptproblem war die exakte Synchronisation von zwei Lochstreifen, von denen einer eine deutsche Chiffriernachricht enthielt, und der zweite wurde mit zyklisch wiederholten Bitsequenzen gefüllt, die durch die Stiftkombinationen der geöffneten Codierscheiben erzeugt wurden. Und obwohl das optomechanische Lesegerät ein paar Lochstreifen mit relativ hoher Geschwindigkeit verarbeitet hat, wurde das Lochpapier gestreckt und führte zu Synchronisationsfehlern, was zu Berechnungsfehlern führte.



    Max Newman (1897 - 1984)

    Die Dekodierung erforderte eine beschleunigte Automatisierung. Daher wurde in Bletchley Park eine spezielle Einheit erstellt, die vom berühmten englischen Mathematiker Max Newman geleitet wurde. Im Jahr 1943 entwarfen Mitarbeiter dieser Einrichtung zusammen mit Tommy Flowers eine grundlegend neue Entschlüsselungsmaschine, die als Koloss bezeichnet wurde.



    Koloss - Teil 1



    Koloss - Teil 2

    Seit 1944 wurde mit Hilfe von Colossus die Korrespondenz der höchsten Ebene des deutschen Militärkommandos auf Hochtouren durchgeführt. Dank der Geschwindigkeit eines zuverlässigen elektronischen Computers sank die Entschlüsselungszeit von wenigen Wochen auf nur 2-3 Stunden. Colossus war der größte Computer der Zeit, er nutzte die Leistung von 1.500 Elektronenröhren und erlaubte 5.000 Zeichen pro Sekunde. Aufgrund der Besonderheiten der Arbeit mit elektrischen Lampen wurden Computer, die erst einmal in Betrieb genommen wurden, erst nach dem Zweiten Weltkrieg ausgeschaltet. Das Gerät hatte einen sehr begrenzten Speicher, sodass das Nachrichtenband im Kreis gelesen wurde, um einen kontinuierlichen digitalen Datenstrom bereitzustellen. Ein Koloss für fünf Sekunden könnte als Nachrichtenlänge von 25.000 Zeichen angesehen werden und belegt bis zu 10 Seiten gedruckten Textes.

    Colossus verglich die beiden Kanalsymbolelemente aus der Nachricht mit den entsprechenden Elementen aus dem Schlüsselstrom. Jedes Mal, wenn die Nachricht vom Band erneut gelesen wurde, wurde der Schlüssel um eine Position verschoben. Wenn ein passendes Gerät gefunden wurde, wurde der Schlüssel für diese Position als korrekt betrachtet und ein Punkt dafür vergeben. Nach 4-5 Minuten begann der elektronische Zähler Punkte hinzuzufügen. Einheiten, Zehner, Hunderte und Tausende wurden auf der Vorderseite der Lampe angezeigt. Nachdem die Partitur groß genug war, druckte der Drucker die entsprechenden Plattenpositionen für den Schlüssel, der die Partitur angab.



    Betreiber bei Colossus

    Bei der Umsetzung in moderne Computer würde die Leistung des Kolosses einem Prozessor mit einer Frequenz von ungefähr 5,8 MHz entsprechen. Trotzdem kann Colossus nicht als vollwertiger Computer bezeichnet werden. In diesem geheimen Gerät befanden sich elektronische Schaltungen, die digitale Funktionen ausführten, es gab jedoch keinen elektronischen Speicher. Die Daten wurden auf einem geschlossenen Lochstreifen gespeichert, der sich mit einer Geschwindigkeit von 80 km / h bewegte.

    Durch die Verwendung von Colossus konnten insgesamt über 63 Millionen Zeichen abgefangener Telegramme des deutschen Oberkommandos entschlüsselt werden.

    Der Erfolg von Colossus inspirierte die Briten zu einem zweiten Modell. Im Jahr 1944 schloss sich Allen William Mark Coombs dem Team von Nyuman und Flowers an. Gemeinsam haben Wissenschaftler eine weiterentwickelte Version des Computers entwickelt - Colossus Mark II. Dieses Gerät war etwa fünfmal größer als sein Vorgänger, unterschied sich durch seine erhöhte Geschwindigkeit, hatte etwa 2500 elektronische Röhren und bot Programmiermöglichkeiten. In diesem Zusammenhang wird Colossus II oft als der weltweit erste elektronisch programmierbare Computer betrachtet.



    Koloss Mark II

    Im Jahr 1945 begann der Erfolg von Computern Colossus zu schwinden. Solche großen Maschinen mit einer Höhe von 2-3 m und einer Gesamtlänge von etwa 5,5 m, die einen Komplex aus 8 großen doppelseitigen Montagegestellen unterschiedlicher Breite darstellen, waren für spezielle Aufgaben spezialisiert und unterschieden sich nicht in ihrer Vielseitigkeit. Darüber hinaus haben die britischen Top-Behörden ihr Bestes gegeben, um ihre mächtigen Interpretationsfähigkeiten vor der UdSSR zu verbergen. Als Folge davon wurde Colossus auf persönliche Anweisung von Winston Churchill in Teilen zerlegt und unter dem Siegel des "Geheimnisses" versteckt. Für 1945 wurden acht von zehn Autos komplett demontiert.

    Die beiden verbleibenden Modelle wurden zuerst nach London und dann in die Stadt Cheltenham geschickt. Sie wurden dem kryptografischen Geheimdienst Großbritanniens - dem Government Communications Center (Government Communications Headquarters, GCHQ) - übertragen. Computer werden seit fünfzehn Jahren heimlich für Schulungen und zur Unterstützung kryptografischer Aufgaben verwendet. Vor den 60er Jahren wurden jedoch auch die letzten beiden Modelle demontiert. Außerdem wurden die schematischen Zeichnungen der Colossus-Computer zerstört. Das Projekt wurde über viele Jahre streng vertraulich behandelt.

    Ab Mitte der 70er Jahre tauchten allmählich einige Informationen über Colossus in Zeitungen auf.

    1994 begann eine Gruppe begeisterter Ingenieure, angeführt von Tony Sale (Tony Sale), mit einigen Fotos, Notizen, Geschichten und Skizzen der überlebenden Projektteilnehmer eine funktionsfähige Kopie dieser Maschine zu reproduzieren. Der Wiederaufbau von Colossus fand im Block F des Bletchley Park statt. Das erste Video mit einem Arbeitsmodell wurde 1997 aufgenommen. Der Computer wurde jedoch erst 2008 vollständig restauriert.



    Tony Sale (1931 - 2011):

    Laut Tony Sale entschlüsselte das restaurierte Modell Colossus Nachrichten etwa mit der Geschwindigkeit eines Laptops mit Pentium 2-Prozessor und der erforderlichen Software. Dies berücksichtigt einen so großen zeitlichen Unterschied.

    Im Jahr 2000 veröffentlichten die britischen Behörden offiziell einen technischen Bericht von 1945 über die Eröffnung der Chiffre- und Colossus-Maschinen. Ein umfangreiches Dokument wurde vom Sonderdienst des GCHQ an das öffentliche Staatsarchiv (Public Record Office) in der Stadt Kew übergeben.



    Nationales Computermuseum

    Dank der Restaurierung von Colossus im Jahr 2007 wurde das Nationale Computermuseum (The National Museum of Computing) eröffnet, das sich ebenfalls im Bletchley Park befindet.



    Bletchley Park

    Mythen über den britischen Koloss

    Angesichts der Geheimhaltung des Projekts und des Mangels an vollständigen Informationen zu diesem Gerät werden die Lücken in seiner Geschichte allmählich mit verschiedenen Mythen gefüllt. Nachfolgend finden Sie eine Widerlegung gegen vier von ihnen.

    Mythos 1. Koloss ist der erste digitale Computer der Welt.
    Obwohl Colossus in vielerlei Hinsicht eine einzigartige Entwicklung darstellt, war es nicht der erste Computer. Um diese Meisterschaft kann es mithalten: Der deutsche Erfinder Konrad Zuse (Konrad Zuse) mit Z3 und die Mitarbeiter der University of Iowa John Atanasov (John Vincent Atanasoff) und sein Diplom-Student Clifford Berry (Clifford Berry) mit einem ÀBC Computer (Atanasoff Berry Computer).

    Mythos 2. Der Mathematiker Alan Turing selbst war an der Gestaltung von Colossus beteiligt.
    Da Alan Turing auf demselben Gebiet arbeitete und mit der Entschlüsselung von "Enigma" beschäftigt war, war er mit dem Colossus-Projekt wirklich vertraut. Und doch nicht direkt an der Entwicklung dieses Computers beteiligt.

    Mythos 3. Die Briten haben fast alle verschlüsselten Enigma-Korrespondenz in Deutschland gelesen.
    Nazi-Deutschland benutzte nicht nur Enigma, um Nachrichten zu verschlüsseln - die Deutschen hatten andere Verschlüsselungsgeräte. Und die Briten haben es geschafft, weit von der geheimen Korrespondenz dieser Maschine zu entschlüsseln.

    Mythos 4. Der leistungsstarke programmierbare Computer Colossus ermöglichte ein schnelles Öffnen der Enigma-Tasten.
    Kolossus wurde nicht geschaffen, um die Schlüssel der Enigma zu knacken, sondern um den Telegrafencodierer Lorenz SZ zu öffnen, der der persönlichen geheimen Korrespondenz Hitlers mit Mitgliedern des Oberkommandos des Dritten Reiches diente.

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