Colosso

Colosso , o primeiro computador eletrônico de grande escala, que entrou em operação em 1944 no quartel-general de decodificação de guerra da Grã-Bretanha em Bletchley Park.



Computador Colossus

Computador Colossus O computador Colossus em Bletchley Park, Buckinghamshire, Inglaterra, c. 1943. O financiamento para esta máquina de decifrar veio do projeto Ultra. Geoff Robinson Photography / Shutterstock.com



Durante a Segunda Guerra Mundial, os britânicos interceptaram dois tipos muito diferentes de transmissões militares alemãs criptografadas: Enigma, transmitida em código Morse, e a partir de 1941 as menos conhecidas transmissões Fish, baseadas na tecnologia de teleimpressora elétrica. A fonte mais importante de mensagens de Fish era uma máquina de cifragem alemã cujo codinome britânico Tunny. Tunny era o acessório de cifra Schlüsselzusatz (SZ), fabricado pela empresa de engenharia de Berlim C. Lorenz AG. Tunny enviou suas mensagens em Código binário - pacotes de zeros e uns semelhantes ao código binário usado nos computadores atuais.



Tunny criptografou mensagens de alto nível de Hitler e seu alto comando do exército em Berlim. As mensagens foram enviadas por rádio para os marechais de campo e generais que lutavam nas frentes de batalha na Europa e norte da África . Após uma longa luta, os decodificadores britânicos quebraram a nova cifra em 1942, e logo percebeu-se que Tunny rivalizava, ou até mesmo superava, Enigma em importância. O Colossus foi construído para realizar um estágio fundamental do processo de quebra de código Tunny - em velocidade eletrônica.

Como Tunny trabalhou

A máquina Tunny, operando em conjunto com uma teleimpressora, criptografaria qualquer mensagem em alemão que fosse digitada no teclado da teleimpressora. O próprio teleimpressor transformava cada letra ou caractere do teclado em um código de teletipo de 5 bits, da mesma forma que um teclado de computador moderno converte letras digitadas em código binário. Por exemplo, PARA foi transformado em 11000 e B em 10011. A máquina Tunny, então, mascarou as letras codificadas do teletipo da mensagem, misturando-as com outras letras, também reduzidas ao código do teletipo. O processo de mesclagem produziu o que parecia ser uma mistura aleatória de letras.



Em janeiro de 1942, sete meses depois que as transmissões de Tunny foram captadas pela primeira vez, o decifrador de códigos de Bletchley Park William Tutte conseguiu desmascarar padrões sistemáticos nas mensagens. Ele deduziu que as letras de máscara, chamadas de chave, eram produzidas dentro da máquina Tunny por um sistema de 12 rodas diferentes. A chave foi misturada com as letras codificadas do teleprinter da mensagem original em alemão pelos circuitos elétricos da máquina Tunny. Por exemplo, misturando PARA e B juntos sempre produziram o mesmo padrão codificado 01011, o código de tele-impressora para G .



Quebrando as mensagens

O ponto crucial para descriptografar uma mensagem era descobrir as letras da chave que a máquina havia usado para criptografá-la. Mensagens Tunny logo foram sendo quebradas à mão, usando um método inventado por matemático Alan Turing para deduzir as letras da chave. O método de Turing foi a única arma dos decifradores de código contra Tunny por muitos meses, mas a quebra de mão se mostrou muito lenta para acompanhar a crescente enxurrada de mensagens criptografadas, especialmente em face dos aprimoramentos alemães para a segurança do sistema. Ficou claro que a alta velocidade analítico máquinas eram necessárias.

O Colossus I, construído na Post Office Research Station em Dollis Hill, Londres, foi entregue a Bletchley Park por um caminhão motorizado dos Correios em janeiro de 1944 - um momento crucial, embora secreto, na história dos computadores. O Colossus I levou quase um ano para ser construído, mas a produção acelerou rapidamente, com a fábrica dos Correios em Birmingham fabricando o mais tarde Mark II Colossi. Esses gigantescos computadores eletrônicos foram alojados e operados em uma unidade especial para quebrar Tunny chamada Newmanry, em homenagem a seu fundador e líder, o matemático Max Newman.



O trabalho do Colossus era remover uma primeira camada de criptografia da mensagem alemã. O resultado - ainda uma mensagem criptografada, chamada de de-chi - foi imediatamente para os quebradores de mão, que removeram a criptografia restante para revelar o texto simples alemão.

Como o Colossus foi projetado

Testemunhe o funcionamento do Colossus, o mundo

Testemunhe o funcionamento do Colossus, o primeiro computador eletrônico programável do mundo com a ajuda de uma réplica Uma visão geral do Colossus, o primeiro computador eletrônico de grande escala do mundo. Open University (um parceiro editorial da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo



Pré-Colossus, a primeira máquina analítica da Newmanry, Heath Robinson, empregou tecnologia fotoelétrica para ler duas fitas de papel perfuradas simultaneamente, a uma taxa de 1.000-2.000 caracteres por segundo. Uma fita continha a mensagem a ser quebrada e a outra continha possíveis sequências de letras-chave (em código de tele-impressora). Nomeado em homenagem a um famoso cartunista britânico que desenhou invenções excessivamente engenhosas, Heath Robinson era lento e pouco confiável. Manter as duas fitas sincronizadas com precisão em altas velocidades revelou-se muito difícil. Após três meses de experimentação e aprimoramento, Robinson não conseguia analisar mais do que duas ou três mensagens Tunny por semana. Era necessária uma máquina mais rápida e confiável.



O engenheiro Tommy Flowers, chefe do Grupo de Troca em Dollis Hill, inventou o Colossus. Tendo sido abordado pela primeira vez por Bletchley Park para projetar equipamentos para decodificar Enigma, ele mais tarde recebeu a tarefa de depurar a unidade de combinação de Robinson (unidade lógica). Flowers, que foi o pioneiro na aplicação da eletrônica aos sistemas de transmissão telefônica, percebeu rapidamente que poderia construir uma máquina totalmente eletrônica muito superior ao Robinson. Ele planejou um processador de informações contendo quase 2.000 válvulas eletrônicas - então um número colossal - sabendo que essa máquina seria muito mais rápida do que a Robinson, com suas poucas dezenas de válvulas. Ao contrário de Robinson, mas como os computadores modernos, seu design brilhantemente inovador usava um pulso de relógio para cronometrar e sincronizar as etapas de processamento.

No entanto, a proposta de Flowers foi recebida com ceticismo em Bletchley Park. As válvulas eletrônicas eram consideradas pouco confiáveis ​​para uso em um número tão grande. Além disso, os conselheiros de Bletchley Park pensaram que a guerra provavelmente terminaria antes que a máquina ambiciosa de Flowers pudesse ser construída. Felizmente, porém, Flowers ganhou o apoio de W. Gordon Radley, diretor de Dollis Hill; Radley deu a Flowers o sinal verde para construir o Colossus. Antes da guerra, Flowers já havia construído com sucesso instalações contendo mais de 3.000 válvulas e sabia que a eletrônica do Colossus operaria de forma muito confiável, desde que o computador nunca fosse desligado e as correntes de aquecimento das válvulas fossem sempre mantidas baixas.



Flowers engenhosamente eliminou uma das duas fitas de entrada necessárias para Robinson, o que significava que o problema de sincronizar duas fitas simplesmente desapareceu. A única fita de papel do Colossus continha a mensagem a ser quebrada, enquanto os dados-chave cruciais contidos na segunda fita de Robinson eram gerados eletronicamente pelos circuitos do computador.

Flowers disse que os decifradores de código de Bletchley Park mal conseguiram acreditar em seus olhos quando viram Colossus pela primeira vez. Operando a 5.000 caracteres por segundo, logo analisava mais de 100 mensagens por semana. Não contente em deixar as coisas assim, Flowers usou o processamento paralelo no Mark II Colossi para aumentar a velocidade para incríveis 25.000 caracteres por segundo.



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