Historia komputerów

Brytyjski wkład w rozwój komputerów – Colossus i bomba Rejewskiego

Nie tylko w Stanach Zjednoczonych i Niemczech powstawały pierwsze komputery. Swój wkład w rozwój elektronicznych maszyn liczących wniosła także Wielka Brytania i jej naukowcy. W czasie II Wojny Światowej w Bletchley Park pod Londynem mieściła się  Rządowa Centrala Łączności- siedziba kryptologów brytyjskiego wywiadu, którzy pracowali nad rozszyfrowywaniem kodów hitlerowskich maszyn szyfrujących: Enigmy, maszyny Lorenza i innych. Pod koniec wojny pracowało tak 10 tys. osób. Wśród nich byli: inżynier Tommy Flowers i matematyk Max Newman, którzy skonstruowali i w 1943 roku uruchomili maszynę liczącą Colossus Mark I. Konstruując maszynę oparli się na pracach, wspomnianego przez ze mnie, Alana Turinga, twórcy maszyny Turinga – abstrakcyjnego modelu komputera. Turing był też doświadczonym kryptologiem, twórcą bomby Turinga czyli maszyny elektryczno-mechanicznej, która potrafiła łamać skomplikowane kody Enigma. Turing stworzył swoje bomby wzorując się na polskich bombach kryptologicznych, których twórcą czy raczej wynalazcą był Marian Rejewski. O nim za chwilę.


Colossus Mark I (foto. Wikipedia)

Colossus Mark I był cyfrowym komputerem elektronicznym, zbudowanym z 1500 lamp elektronowych, odczytywał dane z taśm perforowanych. Potrafił odczytać 5 tys. znaków na sekundę, co było możliwe dzięki zastosowaniu w czytnikach  specjalnych fotokomórek, które skonstruowano do zapalników zbliżeniowych w brytyjskich  pociskach przeciwlotniczych. Moc obliczeniowa Colossusa  była większa niż zbudowanego 2 lata później amerykańskiego komputera ENIAC, lecz Colossus w przeciwieństwie do ENIAC czy Harvard Mark I (o których pisałem w poprzednich tekstach) nie był komputerem uniwersalnym – nie spełniał wszystkich cech maszyny Turinga, dlatego nie możemy zaliczyć go w poczet pierwszych komputerów w historii. Możemy za to przyjąć, że był pierwszym lampowym komputerem kryptologicznym. Wykonano 10 takich maszyn do zakończenia wojny. Były one używane do łamania szyfrów Enigmy oraz maszyny Lorenza. Maszyna Lorenza były bardziej skomplikowanymi urządzeniem niż Enigmy, ich przeznaczeniem było szyfrowanie korespondencji samego Hitlera z  najwyższym dowództwem wojsk hitlerowskich i były znacznie trudniejszy do deszyfrowania niż kody Enigmy. Colossusy rozszyfrowały ponad 63 miliony znaków z depesz dowództwa III Rzeszy Niemieckiej.


Polska kopia Enigmy- Lacida (foto. Wikipedia)

Wróćmy do Rejewskiego. W 1930 otwarto w Poznaniu filię Biura Szyfrów Sztabu Głównego Wojska Polskiego. Biuro zorganizowało szkolenie kryptologiczne dla najzdolniejszych studentów matematyki Uniwersytetu Poznańskiego. Ośmiu z nich, w tym: Mariana Rejewskiego, Jerzego Różyckiego i Henryka Zygalskiego po kursie zatrudniono w Biurze, a od 1932 r. zaczęli pracę nad złamaniem kodów Enigmy. Nad odszyfrowaniem kodów Enigmy od lat 20. XX w. pracowały, poza Polakami, również wywiady angielski i francuski, jednak nasi alianci uważali, że algorytmy szyfrujące Enigmy są  tak skomplikowane, że nie da się ich złamać. Dlatego, kiedy  francuski wywiad zdobył plany jednej z niemieckich maszyn, zostały one przekazane polskiemu wojsku jako materiały nieprzydatne. Dzięki tym planom Rejewskiemu udało się po raz pierwszy w 1932 roku złamać szyfr Enigmy i przeczytać pierwszą zaszyfrowaną depeszę. Rok później Wytwórnia Radiofoniczna AVA z Warszawy wyprodukowała, wg projektu polskich inżynierów, kopię hitlerowskiej maszyny, którą nazywano Lacida lub LCD  (od nazwisk twórców), co pozwoliło naszym kryptologom na szybsze odczytywanie niemieckich korespondencji. Było to urządzenie składające się z przerobionej maszyny do pisania, skrzyni z elektromagnesami i przełącznikami oraz skrzyni szyfrującej. Jednak hitlerowcy stale doskonalili swoje maszyny i aby nadążyć za zmianami nasi matematycy-kryptolodzy również musieli zmieniać metody odkodowywania.


Rekonstrukcja cyklometru Rejewskiego (foto. Wikipedia)

Rejewski wymyślił i zaprojektował mechaniczne urządzenie liczące cykliczne permutacje szyfrogramów Enigmy, nazwane cyklometrem. Pozwoliło ono na odkodowanie niemieckich depesz w 15 minut. Po zmianach w Enigmie w 1937 roku cyklometr stał się mało przydatny. W odpowiedzi na to w 1938 r. Rejewski zaprojektował urządzenie elektryczno-mechaniczne w oparciu o nowatorsko opracowaną teorię cykli. Urządzenie nazwano bombą kryptologiczną, choć nie miało ono nic wspólnego z bombą, raczej bliżej mu był do maszyny liczącej, czy nawet do pierwszych komputerów. Bomba Rejewskiego, bo tak ją nazywamy w odróżnieniu od późniejszej bomby Turinga, składała się z 6 sprzężonych maszyn LCD, czyli kopii Enigmy, napędzanych silnikiem elektrycznym. Zbudowano 6 takich bomb, co pozwalało zastąpić pracę 100 ludzi. Bomba służyła tylko do odkodowania kluczy dziennych. Same depesze rozszyfrowywano za pomocą płacht Zygalskiego, czyli specjalnie zaprogramowanych arkuszy perforowanego papieru. Po kolejnym usprawnieniu Enigmy w 1939 r. konieczna była budowa 54 kolejnych bomb, a na to już polski wywiad nie miał funduszy. Zbliżała się II Wojna Światowa, o czym dzięki naszym kryptologom wywiad wiedział, dlatego przekazano po jednej maszynie Lacida wywiadowi francuskiemu i angielskiemu. Ta druga maszyna trafiła do Alana Turinga. Ten dzięki temu stworzył swoje bomby, udoskonalając pracę Rejewskiego. Potem pomógł skonstruować Colossusa. Jak się szacuje praca polskich i angielskich kryptologów i wykorzystanie do tego maszyn liczących pozwoliło na skrócenie II Wojny Światowej o około 3 lata.

Daleki jestem od twierdzenia że to nasi naukowcy są współtwórcami brytyjskiego komputera, ale gdyby nie ich praca Colossus powstałby znacznie później, a może wcale by nie powstał?

Należy pamiętać, że to nie Anglicy, ani Amerykanie pierwsi złamali kody Enigmy, jak to pokazano w kilku zachodnich filmach fabularnych, tylko Polacy: Rejewski, Różycki i Zygalski.

Trójka polskich matematyków ma też swój mały, ale niezaprzeczalny udział w powstawaniu pierwszego brytyjskiego komputera.

G. Shamot

 

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *