거상 컴퓨터

거상 컴퓨터

렌스가 운영하는 거상 마크 2 컴퓨터.[a] 왼쪽에 있는 기울어진 조작반은 로렌츠의 "핀"(또는 "캠") 패턴을 설정하는 데 사용되었습니다. "베드스테드" 종이 테이프 운송은 오른쪽에 있습니다.
개발자	시드니 브로드허스트, 윌리엄 챈들러, 그리고 마크 2 기계, 알렌 쿰스의 도움을 받은 토미 플라워스.
제조자	우체국연구소
유형	특수 목적 전자 디지털 프로그래밍 가능 컴퓨터
시대	1세대 컴퓨터
출고일자	Mk 1: 1943년 12월 (1943-12) Mk 2: 1944년 6월 1일 (1944-06-01)
단종	1960
출고대수	12
미디어	전기식 타자기 출력 스위치 및 플러그 패널을 사용하여 프로그래밍
CPU	열전자 밸브 및 사이라트론을 사용하는 맞춤형 회로. Mk 1에는 총 1,600개, Mk 2에는 2,400개입니다. 또한 릴레이 및 스텝 스위치
기억	없음(RAM 없음)
표시	표시등 패널
입력	연속 루프에서 최대 20,000 × 5비트 문자의 종이 테이프
힘	8.5kW[b]

콜로수스(Collosus)는 1943년부터 1945년^[1] 사이에 영국의 암호 해독가들이 로렌츠 암호의 암호 분석을 돕기 위해 개발한 일련의 컴퓨터입니다. 콜로수스는 부울과 계수 작업을 수행하기 위해 열전자 밸브(진공관)를 사용했습니다. 따라서 Collosus는 저장된 프로그램이 아닌 스위치와 플러그로 프로그래밍되었지만 세계 최초의 프로그래밍 가능한 전자 디지털 컴퓨터로 간주됩니다^[2].^[3]

콜로수스는 GPO(General Post Office) 연구 전화 엔지니어 토미 플라워스(Tommy Flowers^[1])가 블레츨리 파크(Bletchley Park)의 정부 코드 및 사이퍼 스쿨(GC&CS)에서 수학자 맥스 뉴먼(Max Newman)이 제기한 문제를 해결하기 위해 설계했습니다.

Alan Turing이 암호 분석에서 확률을 사용한 것(Banburismus 참조)이 설계에 기여했습니다. 때때로 튜링이 에니그마의 암호 분석을 돕기 위해 콜로수스를 설계했다고 잘못 언급되기도 합니다.^[4] (에니그마를 해독하는 데 도움을 준 튜링의 기계는 콜로수스가 아니라 전기 기계 봄베였습니다.)^[5]

Collosus Mark 1이라는 원형은 1943년 12월에 작동하는 것으로 나타났고 1944년 초까지 Bletchley 공원에서 사용되었습니다.^[1] 시프트 레지스터를 사용하여 처리 속도를 두 배로 늘린 개선된 거상 마크 2는 1944년 6월 1일 D-Day에 노르망디 상륙에 맞춰 처음 작동했습니다.^[6] 10개의 콜로시는 전쟁이 끝날 때까지 사용되었고 11개는 의뢰되었습니다.^[6] 블레츨리 파크가 이 기계들을 사용함으로써 연합군은 점령된 유럽 전역에서 독일군 최고사령부(OKW)와 그들의 군대 지휘부 사이의 무선 통신 메시지로부터 방대한 양의 높은 군사 정보를 얻을 수 있었습니다.

거상 기계의 존재는 1970년대 중반까지 비밀에 부쳐졌습니다.^[7][8] 두 대를 제외한 모든 기계는 용도를 유추할 수 없을 정도로 작은 부분으로 해체되었습니다. 보유하고 있던 두 대의 기계는 결국 1960년대에 해체되었습니다. 2024년 1월, GCHQ는 GCHQ 첼트넘으로 추정되는 블레츨리 공원 건물과 매우 다른 환경에서 재설계된 거상을 보여주는 새로운 사진을 공개했습니다.^[9] 2008년 토니 세일과 자원봉사자 팀에 의해 마크 2 거상의 기능적인 재건이 완료되었습니다; 그것은 블레츨리 공원에 있는 국립 컴퓨터 박물관에 전시되어 있습니다.^[10][11][12]

목적과 출신

Collosus 컴퓨터는 알려지지 않은 장치를 사용하여 암호화된 감청된 무선 텔레프린터 메시지를 해독하는 데 도움을 주기 위해 사용되었습니다. 정보 정보에 따르면 독일인들은 무선 텔레프린터 전송 시스템을 "Sägefisch" (소고기)라고 불렀습니다. 이로 인해 영국은 암호화된 독일의 텔레프린터 트래픽을 "Fish"^[14]라고 불렀고, 알려지지 않은 기계와 그것의 가로채기된 메시지를 "Tunny"라고 불렀습니다.^[15]

독일인들이 작동 절차의 보안을 강화하기 전에, 영국의 암호 분석가들은 보이지 않는 기계가 어떻게 작동하는지 진단하고 "British Tunny"라고 불리는 기계의 모방품을 만들었습니다.

이 기계는 12개의 바퀴를 가지고 있으며 표준 5비트 ITA2 전신 코드의 메시지 문자에 대한 베르남 암호화 기술을 사용한 것으로 추론되었습니다. 암호문을 생성하기 위해 XOR Boolean 함수를 사용하여 평문 문자와 키 문자 스트림을 결합하여 이 작업을 수행했습니다.

1941년 8월, 독일 운영자들에 의한 실수로 인해 동일한 기계 설정을 가진 동일한 메시지의 두 가지 버전이 전송되었습니다. 이것들은 블레츨리 공원에서 가로채서 작업했습니다. 먼저, 매우 재능 있는 GC&CS 암호 분석가인 John Tiltman은 거의 4000자에 달하는 키 스트림을 도출했습니다.^[16] 그 후 새로 도착한 연구팀의 일원인 빌 투테는 로렌츠 기계의 논리적 구조를 알아내기 위해 이 핵심 스트림을 사용했습니다. 그는 12개의 바퀴가 5개의 두 그룹으로 구성되어 있다고 추론했고, 그는 χ(chi) 바퀴와 ψ(psi) 바퀴, 나머지 2개를 μ(mu) 또는 "모터" 바퀴라고 불렀습니다. 키 휠은 암호화된 각 문자와 함께 규칙적으로 밟았고, psi 휠은 모터 휠의 제어 하에 불규칙적으로 밟았습니다.^[17]

버넘 암호는 충분히 무작위적인 키스트림을 사용하여 다른 문자의 빈도 분포가 일정하지 않은 평문 메시지의 자연어 속성을 제거하여 암호문에서 균일한 분포를 생성합니다. 터니 기계가 잘 했어요. 그러나 암호 분석가들은 암호문에서 일반 문자 대신 문자 간 변화의 빈도 분포를 조사함으로써 시스템으로 들어갈 수 있는 길을 제공하는 획일성에서 벗어남을 발견했습니다. 이는 각 비트 또는 문자가 후속 비트와 XOR 편집되는 "디퍼런스(differencing)"에 의해 달성되었습니다.^[18] 독일이 항복한 후 연합군은 튜니 기계를 점령하고 그것이 전자 기계식 로렌츠 SZ(Schlüsselzusatzgerät, 암호 첨부) 인라인 암호 기계임을 발견했습니다.^[14]

전송된 메시지를 해독하기 위해서는 두 가지 작업을 수행해야 했습니다. 첫 번째는 "바퀴 깨짐"으로 모든 바퀴의 캠 패턴을 발견한 것입니다. 이 패턴은 로렌츠 기계에 설정된 후 다른 메시지의 연속을 위해 고정된 시간 동안 사용되었습니다. 하나 이상의 메시지를 포함하는 경우가 많았던 각 변속기에는 휠의 시작 위치가 다르게 암호화되어 있었습니다. 알란 튜링은 튜링으로 알려지게 된 바퀴를 깨는 방법을 발명했습니다.^[19] 튜링의 기술은 "Rectangling"으로 더 발전되었고, 이를 위해 Collosus는 수동 분석을 위한 표를 만들 수 있었습니다. Collosi 2, 4, 6, 7, 9는 이 과정을 돕기 위한 "가젯"을 가지고 있었습니다.^[20]

두 번째 과제는 "휠 설정"으로, 특정 메시지를 위해 휠의 시작 위치를 계산하고 캠 패턴이 알려진 후에만 시도할 수 있었습니다.^[21] 이것이 바로 콜로스가 처음에 설계된 작업이었습니다. 메시지를 위한 키 휠의 시작 위치를 발견하기 위해, Collosus는 프로그래밍 가능한 부울 함수의 평가로부터 통계를 세면서 두 개의 문자 스트림을 비교했습니다. 두 스트림은 종이 테이프에서 고속으로 읽히는 암호문과 알려지지 않은 독일 기계의 시뮬레이션에서 내부적으로 생성된 키스트림이었습니다. 가능성 있는 치휠 설정을 발견하기 위해 여러 Collosus가 연속적으로 실행된 후, 처리된 암호문의 문자들의 빈도 분포를 조사함으로써 확인되었습니다.^[22] 거상들은 이 빈도수를 산출했습니다.

암호 해독 과정

표기법

${\displaystyle P}$	평문
${\displaystyle K}$	key – 이진 XOR에서 사용되는 문자의 순서는 다음과 같습니다. 암호문을 제공하는 평문.
${\displaystyle \chi}$	키 구성 요소
${\displaystyle \psi }$	키의 psi 성분
${\displaystyle \psi '}$	확장 psi – 추가된 문자의 실제 순서 전진하지 않을 때를 포함한 PSI 바퀴
${\displaystyle Z}$	암호문
${\displaystyle D}$	de-chi—키의 chi 성분이 제거된[23] 암호문
${\displaystyle \Delta}$	위의 XOR 중 하나에 그 후속 문자 또는 비트가[18] 포함된 것입니다.
${\displaystyle \opplus}$	XOR 작전[c][25]
${\displaystyle \bullet }$	Bletchley Park 전신 코드 공간의 약자 (0)
${\displaystyle \mathbf {x}}$	텔레그래프 코드 마크의 Bletchley Park 약어 (1)

Tutte는 차분을 사용하고 PSI 휠이 각 문자에 따라 진행되지 않는다는 것을 알게 됨으로써 차이 암호문에 대해 차이 스트림의 두 비트(임펄스)만 시도하면 무작위가 아닌 통계가 생성된다는 것을 발견했습니다. 이것은 투테의 "1+2 침입"으로 알려지게 되었습니다.^[26] 여기에는 다음과 같은 부울 함수를 계산하는 작업이 포함되었습니다.

${\displaystyle \Delta Z_{1}\opplus \Delta Z_{2}\opplus \Delta \chi_{1}\opplus \Delta \chi_{2}=\bullet }$

그리고 "false"를 산출한 횟수를 세는 것입니다(0). 이 숫자가 "설정된 합계"로 알려진 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우 출력되었습니다. 암호 분석가는 출력물을 검사하여 어느 것이 chi-1 및 chi-2 휠에 가장 적합한 것인지 판단합니다.^[27]

그런 다음 이 기술을 다른 쌍의 충동(또는 단일 충동)에 적용하여 5개의 모든 치휠의 시작 위치를 결정합니다. 이로부터 암호문의 de-chi(D)를 얻을 수 있었고, 이로부터 수동 방법으로 psi 구성 요소를 제거할 수 있었습니다.^[28] 암호문의 디치 버전에서 문자의 빈도 분포가 일정 범위 내에 있으면, 디치 휠의 "휠 설정"이 달성된 것으로 ^[22]간주하여 메시지 설정 및 디치를 "테스터리"에 전달했습니다. 이것은 랄프 테스터 소령이 이끄는 블레츨리 공원의 한 구역으로 대부분의 암호 해독 작업이 수동적이고 언어적인 방법으로 이루어졌습니다.^[29]

거상은 또한 psi와 모터 휠의 시작 위치를 도출할 수 있었습니다. 이 추가 기능을 정기적으로 사용할 수 있는 가능성은 전쟁의 마지막 몇 달 동안 콜로시가 풍부하고 튜니 메시지의 수가 감소했을 때 가능했습니다.^[30]

설계 및 시공

Collosus는 수학자 Max Newman이 주도하여 12개의 로터를 가진 로렌츠 SZ40/42 온라인 텔레프린터 암호기(튜나피시의 코드명 Tunny)에 대항하는 기계 방법을 담당한 섹션인 ^[31]"뉴맨리"를 위해 개발되었습니다. Collosus 디자인은 "Heath Robinson"이라는 이름의 덜 야망적인 계산기를 생산하는 병렬 프로젝트에서 비롯되었습니다.^[9] 히스 로빈슨 기계는 이 부분에 대한 기계 분석의 개념을 증명했지만 심각한 한계가 있었습니다. 전기 기계 부품은 상대적으로 느렸고, 두 개의 루프된 종이 테이프를 동기화하는 것이 어려웠습니다. 하나는 암호화된 메시지를 포함하고 다른 하나는 로렌츠 기계의 키스트림 부분을 나타냅니다.^[32] 또한 테이프는 초당 최대 2000자로 읽을 때 늘어나거나 끊어지는 경향이 있었습니다.

Tommy Flowers^[d] MBE는 Dollis Hill에 있는 우체국 연구소의 교환 그룹의 책임자이자 선임 전기 엔지니어였습니다. 콜로수스에 대한 작업을 시작하기 전, 그는 1941년 2월부터 블레츨리 공원의 GC&CS에 참여하여 독일 에니그마 암호기의 암호 분석에 사용된 봄베를 개선하기 위한 시도를 하였습니다.^[34] 그는 밤스에 대한 그의 작업에 깊은 인상을 받았던 앨런 튜링에 의해 맥스 뉴먼에게 추천되었습니다.^[35] 히스 로빈슨 기계의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 루프된 키 및 메시지 테이프를 초당 1000~2000자로 실행하는 테이프 전송 및 읽기 메커니즘.
• Tutte의 방법의 논리를 구현한 결합 단위입니다.
• Malvern에 있는 TRE(Telecommunications Research Institution)의 C. E. Wynn-Williams가 설계한 계산 단위로, 논리 함수가 지정된 진리 값을 반환한 횟수를 세었습니다.

꽃들은 히스 로빈슨의 콤비네이션 유닛을 디자인하기 위해 들여왔습니다.^[36] 그는 메시지 테이프와 동기화되어야 하는 키 테이프의 시스템에 깊은 인상을 받지 않았으며, 자신의 주도로 로렌츠(튜니) 기계의 전자 아날로그를 사용하여 키 테이프의 필요성을 제거하는 전자 기계를 설계했습니다.^[37] 그는 1943년 2월 맥스 뉴먼에게 이 디자인을 제안했지만, 제안된 1~2,000개의 열이온 밸브(진공관과 사이라트론)가 안정적으로 함께 작동할 수 있다는 아이디어는 큰 회의론으로 받아들여졌고,^[38] 그래서 더 많은 로빈슨이 돌리스 힐에서 주문되었습니다. 그러나 Flowers는 전쟁 전 연구를 통해 대부분의 열이온 밸브 고장이 전원을 켤 때 열응력의 결과로 발생하여 기계의 전원을 끄지 않으면 고장률이 매우 낮은 수준으로 감소한다는 것을 알고 있었습니다.^[39] 또한 히터가 낮은 전압에서 시작된 후 천천히 풀 전압으로 상승하면 열 스트레스가 감소했습니다. 밸브 자체를 납땜하여 신뢰할 수 없는 플러그인 베이스의 문제를 방지할 수 있습니다.^{[citation needed]} 꽃들은 이 아이디어를 지속했고 연구소장인 W Gordon Radley의 지지를 받았습니다.^[40]

플라워와 그의 팀은 1943년 2월 초부터 약 50명으로 이루어진 전환 그룹에서^[41][42] 11개월 동안 바퀴 패턴을 전자적으로 생성함으로써 히스 로빈슨의 두 번째 테이프를 분배하는 기계를 설계하고 제작했습니다. 꽃들은 그 프로젝트를 위해 자신의 돈의 일부를 사용했습니다.^[43][44] 이 시제품인 Mark 1 Collosus는 1,600개의 열전자 밸브(튜브)를 포함하고 있습니다.^[41] 1943년^[45] 12월 8일 돌리스 힐에서 만족스러운 공연을 했고, 해체되어 블레츨리 공원으로 운송되었고, 1월 18일 해리 펜섬과 돈 호우드에 의해 다시 조립되었습니다.^[12][46] 그것은 1월에^[47][8] 가동되었고 1944년 2월 5일 첫 메시지를 성공적으로 공격했습니다.^[48] 그것은 큰 구조물이었고 '콜로서스'라고 불렸습니다.1944년 1월 18일 맥스 뉴먼이 작성한 국립 기록물에 보관된 메모에는 "콜로서스가 오늘 도착했다"고 기록되어 있습니다.^[49]

시제품이 개발되는 동안 개선된 디자인인 Mark 2 Collosus가 개발되었습니다. 이 중 4척은 1944년 3월에 주문되었고 4월 말까지 주문 수는 12척으로 늘었습니다. 돌리스 힐은 6월 1일까지 이들 중 첫 번째 작업을 하도록 압력을 받았습니다.^[50] 알렌 쿰스는 마크 2 콜로시의 제작을 맡았고, 그 중 첫 번째는 2,400개의 밸브를 포함한 것으로 1944년 6월 1일 08:00에 연합군의 노르망디 침공에 맞춰 가동되었습니다.^[51] 그 후, 콜로시는 한 달에 한 번 정도의 속도로 배송되었습니다. V-E 데이가 되자 블레츨리 공원에 10명의 콜로시가 일을 하고 있었고 11명을 조립하기 시작했습니다.^[50] 거상 중 7개는 '바퀴 세팅'에, 3개는 '바퀴 깨짐'에 사용되었습니다.^[52]

마크 2 디자인의 주요 단위는 다음과 같습니다.^[37][53]

• 8 포토셀 판독 메커니즘이 있는 테이프 전송 제품입니다.
• 6자 FIFO 시프트 레지스터입니다.
• 로렌츠 기계가 각 휠에 대해 비트 스트림을 생성하는 시뮬레이션을 수행한 12개의 사이라트론 링 저장소.
• 프로그램 및 "설정된 합계"를 지정하기 위한 스위치 패널.
• 부울 연산을 수행한 함수 단위 집합입니다.
• 테이프의 일부에 대해 카운트를 중단할 수 있는 "스팬 카운터"입니다.
• 클록킹, 시작 및 정지 신호, 카운터 판독 및 인쇄를 처리한 마스터 컨트롤입니다.
• 전자 카운터 5개.
• 전기 타자기.

대부분의 전자제품 디자인은 윌리엄 챈들러, 시드니 브로드허스트, 앨런 쿰스의 도움을 받은 토미 플라워스의 작품이었고, 이리 스피이트와 아놀드 린치는 광전 판독 메커니즘을 개발했습니다.^[54] 쿰스는 Flowers가 자신의 디자인의 대략적인 초안을 만들어 동료들에게 상세한 디자인을 하고 그들의 팀이 그것을 제조하도록 하기 위해 나누어 준 것을 기억했습니다.^[55] Mark 2 Collosi는 프로토타입보다 5배 더 빠르고 작동이 간단했습니다.^[e]

Collosus에 대한 데이터 입력은 암호화된 가로채기 메시지의 종이 테이프 전사를 광전 판독함으로써 이루어졌습니다. 이는 여러 번 읽고 다시 읽을 수 있도록 연속적인 루프 형태로 배치되었습니다. 데이터를 저장할 수 있는 내부 스토리지가 없습니다. 이 디자인은 전자제품의 스프로킷 구멍을 읽는 데서 시계 신호를 발생시켜 메시지 테이프의 속도와 전자제품을 동기화하는 문제를 극복했습니다. 따라서 작동 속도는 테이프를 읽는 기계에 의해 제한되었습니다. 개발 과정에서 테이프가 분해되기 전에 테이프 리더는 초당 최대 9700자(53mph)의 테스트를 거쳤습니다. 그래서 5000자/초(40ft/s(12.2m/s; 27.3mph)를 일반 사용 속도로 정했습니다. Flowers는 델타 함수(Delta Function, δZ)를 계산하고 5개의 프로세서에서 Tunny 휠의 시작점 5개를 테스트하는 데 모두 사용되는 6자 시프트 레지스터를 설계했습니다. 이 5원 병렬^[f] 방식을 통해 초당 25,000자의 효과적인 처리 속도를 제공하는 5개의 동시 테스트 및 카운트를 수행할 수 있었습니다.^[58] 이 계산은 Tunny 메시지를 해독하기 위해 W. T. Tutte와 동료들이 고안한 알고리즘을 사용했습니다.^[59][60]

작동

뉴먼리호에는 암호 분석가, "렌"으로 알려진 여성 왕립 해군(WRNS)의 운영자, 그리고 유지 및 수리를 위해 영구적으로 대기하고 있는 엔지니어들이 근무하고 있었습니다. 전쟁이 끝날 때까지 인원은 272명의 렌과 27명의 남자였습니다.^[50]

새로운 메시지를 위해 Collosus를 운영하는 첫 번째 작업은 종이 테이프 루프를 준비하는 것이었습니다. 이것은 보스틱 접착제를 사용하여 양쪽 끝을 붙여서 메시지의 끝과 시작 사이에 150자 길이의 빈 테이프가 있는지 확인하는 렌에 의해 수행되었습니다.^[61] 특수 핸드 펀치를 사용하여 세 번째와 네 번째 채널 사이에 시작 구멍을 삽입했습니다. 블랭크 섹션의 끝단으로부터 2+1 ⁄2 스프로킷 홀들, 및 메시지의 문자들의 끝단으로부터 제4 및 제5 채널들(1+1 ⁄2 스프로킷 홀들) 사이의 정지 홀. 이것들은 특별하게 위치한 포토셀에 의해 읽혀졌고 메시지가 시작되려는 시간과 종료되는 시간을 나타냅니다. 그런 다음 작업자는 종이 테이프를 게이트와 베드스테드의 도르래 주변에 꿰고 장력을 조절합니다. 2 테이프 베드스테드 설계는 이전 테이프를 실행하는 동안 하나의 테이프를 로드할 수 있도록 히스 로빈슨에서 수행되었습니다. Selection Panel(선택 패널)의 스위치가 "근처" 또는 "근처" 테이프를 지정했습니다.^[64]

다양한 리셋 및 영점화 작업을 수행한 후, Wren 연산자는 암호 분석가의 지시에 따라 "전체 설정" 10년 스위치와 K2 패널 스위치를 작동하여 원하는 알고리즘을 설정합니다. 그런 다음 베드스테드 테이프 모터와 램프를 작동시키고 테이프가 속도에 도달하면 마스터 시동 스위치를 작동시킵니다.^[64]

프로그래밍

미국 해군 OP-20-G의 수학자이자 암호 분석가인 하워드 캠페이(Howard Campaine)는 1983년 플라워스의 논문 "거상의 디자인(The Design of Collosus)"의 서문에서 다음과 같이 썼습니다.

콜로스에 대한 제 견해는 암호 분석 프로그래머에 대한 것이었습니다. 저는 기계에게 일정한 계산과 셈을 하라고 말했고, 결과를 연구한 후 다른 일을 하라고 말했습니다. 그것은 이전의 결과를 기억하지 못했고, 기억했다면 그것에 영향을 미칠 수도 없었습니다. 콜로수스와 저는 가끔 독일인들에 의해 "Gheimschreiber"라고 불리는 특이한 독일 암호 시스템과 암호 분석가들에 의해 "Fish"라고 불리는 암호 시스템의 분석을 달성하는 상호작용에서 교대로 이루어졌습니다.^[65]

거상은 저장된 프로그램 컴퓨터가 아니었습니다. 5개의 병렬 프로세서에 대한 입력 데이터는 루프 메시지 종이 테이프와 chi, psi 및 모터 휠에 대한 전자 패턴 생성기에서 읽혔습니다.^[66] 프로세서용 프로그램은 스위치와 잭 패널 연결에서 설정되고 유지되었습니다. 각 프로세서는 부울 함수를 평가하고 메시지 테이프의 각 패스에 대해 지정된 값인 "거짓"(0) 또는 "참"(1)을 산출한 횟수를 계산하여 표시할 수 있습니다.

프로세서에 대한 입력은 테이프 판독에서 나온 시프트 레지스터와 Tunny 기계의 휠을 에뮬레이트한 사이라트론 링 두 가지 소스에서 나왔습니다.^[67] 종이 테이프의 문자들은 Z라고 불렸고, 튜니 에뮬레이터의 문자들은 빌 투테가 기계의 논리적인 구조를 계산할 때 준 그리스 문자들에 의해 언급되었습니다. 선택 패널에서 스위치는 Z 또는 δ χ$($$Z),$ {\$$ \chi$}$$$δ 또는 ${\$displaystyle \$chi$} ψ$,$ {\displaystyle \psi} δ 또는 'K2 스위치 패널'로 전달할 데이터에 $대해$ {\displaystyle \psi ψ} χ 또는 {\displaystyle \psi } 스위치를 지정했습니다. 휠 시뮬레이터의 이러한 신호는 메시지 테이프의 새 패스마다 밟는 것으로 지정할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.

K2 스위치 패널은 알고리즘을 지정하기 위해 왼쪽에 스위치 그룹이 있었습니다. 오른쪽에 있는 스위치는 결과가 입력되는 카운터를 선택했습니다. 플러그보드는 덜 전문적인 조건을 부과할 수 있게 했습니다. 전체적으로 K2 스위치 패널 스위치와 플러그보드는 선택된 변수의 약 50억 개의 다른 조합을 허용했습니다.

예를 들어, Tutte의 1+2 알고리즘처럼 메시지 테이프에 대한 일련의 실행은 처음에 두 개의 키 휠을 포함할 수 있습니다. 이와 같은 이륜 주행을 롱런이라고 불렀는데, 평행선을 사용하여 시간을 5배로 단축하지 않는 한 평균 8분이 소요됩니다. 이후의 주행은 1개의 치휠만 설정하는 것으로 약 2분 정도의 짧은 주행 시간이 소요될 수 있습니다. 처음에, 초기의 장기적인 실행 후에, 시도할 다음 알고리즘의 선택은 암호 분석가에 의해 지정되었습니다. 그러나 경험에 따르면 이러한 반복 프로세스에 대한 의사결정 트리는 Wren 운영자가 사용할 수 있는 경우의 비율로 생성될 수 있습니다.^[68]

영향력과 운명

Collosus는 프로그래밍 가능성이 있는 최초의 전자 디지털 기계였지만,^[69] 현대 표준에 의해 제한되었지만 범용 기계는 아니었고, 대부분 부울 알고리즘을 평가한 결과를 세는 것을 포함하는 다양한 암호 분석 작업을 위해 설계되었습니다.

그러므로 거상 컴퓨터는 완전한 튜링 기계가 아니었습니다. 하지만, 샌프란시스코 대학의 벤자민 웰스 교수는 만약 만들어진 10대의 모든 거상 기계들이 특정한 군집 안에서 재배열된다면, 전체 컴퓨터들이 보편적인 튜링 기계를 모의실험 할 수 있고, 따라서 튜링이 완성될 수 있다는 것을 보여주었습니다.^[70]

거상들과 그것을 지은 이유들은 매우 비밀스러웠고 전쟁 후 30년 동안 그렇게 남아있었습니다. 결과적으로, 수년 동안 컴퓨팅 하드웨어의 역사에 포함되지 못했고, Flowers와 그의 동료들은 그들이 받아야 할 인정을 받지 못했습니다. 콜로시 2대를 제외한 모든 것이 전쟁 후에 해체되었고 일부는 우체국으로 돌아갔습니다. 원래 목적에 맞게 소독된 일부 부품은 맨체스터 대학의 Max Newman의 Royal Society Computing Machine Laboratory로 옮겨졌습니다.^[71] 두 대의 콜로시는 두 대의 튜니 머신과 함께 유지되어 1946년 4월 이스트코트에 있는 GCHQ의 새 본사로 옮겨졌고, 1952년에서 1954년 사이에 첼트넘으로 옮겨졌습니다.^[72][9] Collosus Blue로 알려진 Collosi 중 하나는 1959년에 해체되었고, 다른 하나는 1960년대에 해체되었습니다.^[72] 토미 플라워스는 모든 문서를 파기하라는 명령을 받았습니다. 그는 그것들을 용광로에 태워서, 그 명령을 나중에 말했습니다.

그건 끔찍한 실수였습니다. 저는 모든 기록을 파괴하라는 지시를 받았고, 그렇게 했습니다. 저는 모든 도면과 계획서, 그리고 콜로수스에 대한 모든 정보를 종이에 담아 보일러 불 속에 넣었습니다. 그리고 그것이 타는 것을 보았습니다.^[73]

콜로시는 다양한 성공 정도로 다른 목적을 위해 개조되었습니다; 말년에 그것들은 훈련을 위해 사용되었습니다.^[74] 잭 굿은 전쟁 후 자신이 콜로수스를 처음으로 사용한 방법과 관련하여 미국 국가 안보국에 특수 목적 기계를 만들 계획이었던 기능을 수행하는 데 사용될 수 있다고 설득했습니다.^[72] Collosus는 또한 비랜덤성을 테스트하기 위해 일회용 패드 테이프에서 문자 수를 수행하는 데 사용되었습니다.^[72]

대규모의 신뢰할 수 있는 초고속 전자 디지털 컴퓨팅 장치가 가능하다는 것을 알고 있는 Collosus와 관련된 소수의 사람들이 영국과 아마도 미국에서 초기 컴퓨터 작업에서 중요한 역할을 했습니다. 하지만 워낙 비밀스러웠기 때문에 후대의 컴퓨터 개발에 직접적인 영향은 거의 미치지 못했고, 당시의 중요한 컴퓨터 아키텍처는 EDVAC였습니다.^[75] 1972년, 앨런 튜링 (ACE), 맥스 뉴먼 (맨체스터 컴퓨터), 해리 허스키 (벤딕스 G-15)와 같은 사람들의 프로젝트에 대한 거상과 그 유산에 대해 알지 못했던 허먼 골드스틴은 이렇게 썼습니다.

영국은 전쟁 직후 컴퓨터 분야에서 많은 프로젝트를 수행할 수 있을 정도로 생명력이 있었습니다.^[76]

1970년대에 거상에 대한 정보를 발견한 브라이언 랜델 교수는 이렇게 말했습니다.

저는 COLOSUS 프로젝트가 이러한 활력의 중요한 원천이 되었다고 생각합니다. 그것은 디지털 컴퓨터 발명의 연대표에서 그 위치의 중요성과 마찬가지로 대부분 인정받지 못했습니다.^[77]

랜델의 노력은 1970년대 중반부터 결실을 맺기 시작했습니다. 블레츨리 파크에 대한 비밀은 1974년 윈터보덤 선장이 그의 책 '초밀'을 출판했을 때 깨졌습니다.^[78] 랜델은 1976년 6월 10일부터 15일까지 뉴멕시코주 로스앨러모스 과학연구소에서 열린 컴퓨터 역사 회의를 위해 영국에서 컴퓨터 과학의 역사를 연구하던 중 우체국 연구소에서 COLOSI의 전시 개발에 관한 논문을 발표할 수 있는 허가를 받았습니다. 돌리스 힐 (1975년 10월 영국 정부는 공공기록청에서 일련의 캡션 사진을 공개했습니다). 그의 논문에서 "레벨링"에 대한 관심은 랜델과 쿰스가 더 많은 질문에 답했을 때 특별한 저녁 모임으로 이어졌습니다. 컴스는 나중에 우리 팀의 어떤 구성원도 그 시절의 동료애, 목적의식, 그리고 무엇보다도 숨가쁜 흥분을 결코 잊을 수 없다고 썼습니다. 1977년 Randell은 여러 저널에 The First Electronic Computer라는 기사를 실었습니다. ^{[g] [79]}

2000년 10월, GCHQ는 Tunny 암호와 암호 분석에 관한 500페이지 분량의 기술 보고서(General Report on Tunny^[80])를 국립 공공 기록 사무소에 공개했습니다. 이 보고서에는 GCHQ와 함께 작업한 암호학자들이 Collosus에게 보내는 매혹적인 애원이 담겨 있습니다.

작품 속에 있는 거상의 매력에 대한 적절한 아이디어를 제공할 수 없다는 것이 유감입니다; 거상의 거대함과 겉으로 보이는 복잡함; 반짝이는 도르래를 감싸는 얇은 종이 테이프의 환상적인 속도; 그렇지 않은 것에 대한 유치한 즐거움, 메인 헤더와 다른 장치들을 인쇄하다; 순수하게 기계적으로 글자를 해독하는 마법 (한 초보자는 그녀가 거짓말을 하고 있다고 생각했다); 인간의 도움 없이 정확한 점수를 출력하는 타자기의 놀라운 행동; 디스플레이의 단계; 갑작스런 등장으로 절정에 이른 열렬한 기대의 시기 점수를 갈망하는; 그리고 모든 유형의 달리기를 특징짓는 이상한 리듬: 위풍당당한 침입, 불규칙한 짧은 달리기, 바퀴가 부서지는 규칙성, 마차가 돌아가는 폭도로 인해 중단된 견고한 직사각형, 모터런의 광란적인 수다, 심지어 가짜 점수를 가진 호스트들의 터무니없는 광란까지.^[81]

재건

토니 세일이 이끄는 팀은 1993년과 2008년 사이에 거상 마크 2를 완전히 기능적으로 재구성했습니다^[82][83].^[12][11] 설계도와 하드웨어가 파괴되었음에도 불구하고, 엔지니어들의 노트에 주로 놀라운 양의 재료가 살아남았지만, 미국에서는 상당한 양의 재료가 남아 있었습니다. 광학 테이프 리더가 가장 큰 문제를 일으켰을 수도 있지만, 박사님. 그것의 원래 디자이너인 Arnold Lynch는 그것을 자신의 원래 사양으로 재설계할 수 있었습니다. 재건 작업은 버킹엄셔 밀턴 케인스의 H 블록 블렛츨리 공원에 있는 국립 컴퓨팅 박물관에 있는 거상 9호의 역사적으로 정확한 장소에 전시되고 있습니다.

2007년 11월, 프로젝트 완료를 축하하고 국립 컴퓨터 박물관 기금 모금 계획의 시작을 기념하기 위해, Cipher Challenge는^[84] 재건된 콜로수스가 로렌츠 SZ42를 사용하여 암호화되고 하인츠 닉스도르프 박물관에 있는 라디오 방송국 DL0HNF에서 전송된 세 개의 메시지를 처음으로 수신하고 해독한 것을 전 세계 라디오 아마추어들과 겨뤘습니다.포럼 컴퓨터 박물관. 이 도전은 라디오 아마추어 요아힘 슈트(Joachim Schüth)가 쉽게 이겼는데, 그는 신중하게 행사를 준비하고^[85] 아다(Ada)를 사용하여 자체적으로 신호 처리 및 코드 깨기 코드를 개발했습니다.^[86] Collosus 팀은 수신 상태가 좋지 않아 2차 세계대전 라디오 장비를 사용하고 싶어하는 바람에 방해를 받았습니다.^[87] 그럼에도 불구하고, 승리자의 1.4GHz 노트북은 자신의 코드를 실행하여 12개의 바퀴 모두에 대한 설정을 찾는 데 1분도 걸리지 않았습니다. 독일의 암호 해독가는 다음과 같이 말했습니다: "제 노트북은 초당 120만 문자의 속도로 암호문을 소화했습니다. Collosus보다 240배나 빠른 속도입니다. 그 인자로 CPU 주파수를 조정하면 Collosus의 경우 5.8 MHz에 해당하는 클럭을 얻을 수 있습니다. 이는 1944년에 만들어진 컴퓨터로서는 놀라운 속도입니다."^[88]

Cipher Challenge는 리빌딩 프로젝트의 성공적인 완료를 확인했습니다. Tony Sale는 "오늘 공연의 강점으로 Collosus는 60년 전과 같은 수준입니다."라고 말했습니다. "우리는 블레츨리 공원에서 일하던 사람들과 그들의 두뇌력이 이 암호들을 깨뜨리고 전쟁을 수개월 단축시킨 이 환상적인 기계들을 고안해 낸 사람들에게 적절한 찬사를 보내게 되어 기쁩니다."^[89]

다른 뜻

1970년 영화 '콜로서스'에는 '콜로서스'라는 가상의 컴퓨터가 있었습니다. 1966년 D의 소설 콜로수스를 바탕으로 한 포빈 프로젝트. F. 존스. 이것은 콜로수스에 대한 정보의 공개, 혹은 심지어 그 이름을 공개하기 전에 일어난 우연이었습니다.

닐 스티븐슨(Neal Stephenson)의 소설 '크립토노미콘(Cryptonomicon)'도 튜링과 블레츨리 박(Bletchley Park)이 수행한 역사적 역할을 허구적으로 다룬 내용을 담고 있습니다.

참고 항목

• 컴퓨터 하드웨어의 역사
• 진공관 컴퓨터 목록
• 맨체스터 베이비
• Z3
• Z4

각주

참고문헌

더보기

• Campaigne, Howard; Farley, Robert D. (28 February 1990), Oral History Interview: NSA-OH-14-83 Campaigne, Howard, Dr. 29 June 83 Annopalis, MD By: Robert G. Farley (PDF), National Security Agency, retrieved 16 October 2016
• 거상: 유튜브에 거대한 영화를 만들다 거상과 그것을 만든 사람들, 특히 토미 플라워스를 기념하기 위해 구글에 의해 만들어진 단편 영화입니다.
• – 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 Tunny의 암호 분석에 대한 자세한 설명과 Collosus의 일부 세부 정보(일부 사소한 오류 포함)
• Enever, Ted (1999), Britain's Best Kept Secret: Ultra's Base at Bletchley Park (3rd ed.), Sutton Publishing, Gloucestershire, ISBN 978-0-7509-2355-2

블레츨리 파크 트러스트의 설립자 중 한 명이 작성한 공원의 역사와 지리에 대한 안내 투어

• Gannon, Paul (2006). Colossus: Bletchley Park's Greatest Secret. London: Atlantic Books. ISBN 1-84354-330-3.
• Price, David A. (2021). Geniuses at War; Bletchley Park, Colossus, and the Dawn of the Digital Age. New York: Knopf. ISBN 978-0-525-52154-9.
• – Rojas, R.; Hashagen, U. (2000), The First Computers: History and Architectures, MIT Press, ISBN 0-262-18197-5 토니 세일의 콜로수스와 그 재구성에 관한 장과 최초의 컴퓨터들의 비교.
• Sale, Tony (2004), The Colossus Computer 1943–1996: How It Helped to Break the German Lorenz Cipher in WWII, Kidderminster: M.&M. Baldwin, ISBN 0-947712-36-4 Tony Sale의 웹사이트와 동일한 자료가 포함된 가느다란 (20페이지) 책자(아래 참조)
• Smith, Michael (2007) [1998], Station X: The Codebreakers of Bletchley Park, Pan Grand Strategy Series (Pan Books ed.), London: Pan MacMillan Ltd, ISBN 978-0-330-41929-1

외부 링크

• 초기 컴퓨터 개발
• 미국 국립컴퓨터박물관
  • TNMOC: 첫 번째 공격 75주년
• 토니 세일의 코드와 암호에는 다음을 포함한 많은 정보가 포함되어 있습니다.
  • 거상, 암호 해독의 혁명
  • 로렌츠 암호와 거상
    • 기계 시대는 물고기 코드 브레이킹으로 다가옵니다.
    • 거상 재건 프로젝트
    • 거상 재건 프로젝트: 거상 Mk 2로 진화
    • 거상 주위를 둘러보세요 거상 복제품에 대한 자세한 설명 – 각 이미지의 "더 많은 텍스트" 링크를 클릭하여 거상의 해당 부분에 대한 정보를 제공하는 자세한 텍스트를 확인하십시오.
  • IEEE 강의 – Tony Sale이 재건 프로젝트에 대해 설명하는 강의 녹취록
• 1976년 브라이언 랜들의 거상에 관한 강연
• 복제 거상에 대한 BBC 뉴스 기사
• BBC 뉴스 기사 : "콜로서스, 코드 다시 한 번 균열"
• BBC 뉴스 기사: BBC 뉴스 기사: "Bletchley's code-cracking collosus" 비디오 인터뷰와 함께 2010-02-02
• 많은 정보와 최근에 기밀 해제된 정보에 대한 링크가 있는 Copeland의 2006년 책에 있는 웹사이트
• 맨체스터 베이비는 블레츨리 공원에서 잉태되었습니까?
• Bletchley Park의 Collosus rebuilding 비디오를 유튜브로 훑어보세요.
• 거상의 온라인 가상 시뮬레이션