CODEERMACHINES EN CRYPTOGRAFIE
De Colossus Computer
Home


De Britse Colossus was de eerste programmeerbare digitale computer. Deze topgeheime machine kwam eind 1943 in dienst en werd gebruikt voor het breken van Duitse telex berichten, vercijferd met de Lorenz SZ40/42. Hoewel Colossus twee jaar voor de algemeen bekende Amerikaanse ENIAC operationeel was ontving hij nooit de verdiende erkenning vanwege zijn topgeheime status tijdens en na de oorlog. Pas eind jaren 70 werd informatie over deze machine beschikbaar. Helaas is deze prachtige machine nauwelijks vermeld in de geschiedenis van de computer.

Tunny gebroken

Tijdens de Tweede Wereldoorlog kregen de codebrekers van de GC&CS (Government Code and Cipher School) in Bletchley Park, Engeland, de opdracht om het Duitse telexverkeer te breken dat gecodeerd was met de Lorenz SZ40/42 machine. De Lorenz machines werden gebruikt om de topgeheime communicatie op het hoogste niveau van de Duitse strijdkrachten te beschermen. De Britse codebrekers noemden alle Duits gecodeerd telex verkeer "Fish" (Vis) en de Lorenz machine kreeg de codenaam "Tunny" (Tonijn). De Lorenz was een on-line codeermachine die 12 onregelmatig bewegende pinwielen gebruikte om een pseudo-willekeurige 5-bits reeks te genereren die gemixt werd met het originele 5-bit telex signaal. Toen de codebrekers statistische afwijkingen ontdekten in de willekeurige bits konden zij een cryptanalytische aanval ontwikkelen om de Lorenz berichten te breken.

Het bouwen van de Colossus

De codebrekers beseften al snel dat zij een machine nodig hadden om het enorme aantal Tunny berichten te verwerken. Begin 1943 begon de wiskundige Max Newman met de ontwikkeling van de "Heath Robinson", een elektromechanische machine om Lorenz berichten te breken. Het prototype was in juni 1943 operationeel maar had verschillende technische problemen. Ondertussen was een team onder leiding van de briljante ingenieur Tommy Flowers, geassisteerd door Max Newman, bezig met een topgeheim project in het Post Office Research Station in Dolles Hill nabij Londen. Het doel was om een digitale en programmeerbare geavanceerde versie te ontwerpen van de Heath Robinson.

Tegen het einde van 1943 was de Colossus Mark I klaar en werden alle onderdelen naar Blechtley Park verhuisd, waar zij tijdens de kerstdagen geassembleerd werden door Don Horwood en Harry Fensom. Midden januari 1944 was de Colossus klaar en begon aan zijn taak om de topgeheime Duitse communicatie te breken. In juni 1944 volgde de Colossus Mark II, een verbeterde versie die was vijf maal sneller was en eenvoudiger te programmeren dan de Mark I. De bestaande Mark I werd aangepast, meer Mark II's werden gebouwd en tegen het einde van de oorlog waren 10 Colossus computers operationeel.

Colossus aan het werk

De Colossus was de eerste computer ooit die shift registers en tellers gebruikte, en Booleaanse berekeningen kon maken. Hij was programmeerbaar via schakelaars en stekkerpanelen. De Mark I had twee rekken met 1.500 vacuŁm buizen, de Mark II 2.500 buizen. Zij werden gebruikt om de virtuele Lorenz instellingen op te slaan en de berekeningen uit te voeren. Colossus kon berekeningen parallel verwerken waardoor een aanzienlijke snelheidswinst werd bekomen.

De 5-bit perfo tape met de cijfertekst werd ingelezen via een leessysteem en de Colossus werd elektronisch gesynchroniseerd met de tape, waardoor zijn snelheid beperkt werd. Er werd echter een speciale high-speed tape-lezer ontwikkeld die tot 9.700 karakters per seconde kon lezen. Voor betrouwbaar gebruik werd dit echter beperkt to 5.000 karakters, wat nog steeds een enorme snelheid was voor een smalle geperforeerde papierstrook! Ik had de kans om de draaiende Colossus mee te maken en zijn snelheid was zeer indrukwekkend!

De Colossus computers waren zeer succesvol en braken een enorm aantal topgeheime Duitse berichten. De informatie die via het breken van de Tunny berichten werd verkregen had, net als de gebroken Enigma berichten, de codenaam ULTRA. De classificatie ULTRA werd gebruikt voor alle kritische en zeer gevoelige informatie die was verkregen uit de resultaten van de Britse codebrekers. ULTRA speelde een beslissende rol in het verloop van de oorlog.

Na de oorlog

Na de oorlog werd Bletchley Park gesloten, acht Colossus computers werden vernietigd om veiligheidsredenen en de laatste twee computers verhuisden samen met de GC&CS naar Cheltenham. Zij werden ontmanteld in 1960. De Colossus computers en hun taak tijdens de oorlog waren topgeheim en bleven dat ook voor vele jaren na de oorlog. Lange tijd was niemand op de hoogte van de Colossus en kreeg de Amerikaanse ENIAC de onverdiende roem van eerste programmeerbare digitale computer. Ironisch genoeg leverde het Amerikaanse NSA (National Security Agency) eind jaren '70 zelf de bewijzen dat de Britten hen twee jaar voor waren door het vrijgeven van archieven onder de Freedom of Information Act. Nu word erkend dat de Colossus, en zijn ontwikkelaars, een belangrijke invloed hadden op de ontwikkeling van de computer.

Computerexpert Tony Sale en zijn team, waaronder enkele van de originele ingenieurs, heeft de Colossus volledig gereconstrueerd. De bijdrage van de originele ontwerpers was zeer belangrijk aangezien de meeste geheime plannen van de Colossus vernietigd waren. De volledig operationele Colossus staat in Bletchley Park en ik kan een bezoek sterk aanbevelen.

Bijkomende informatie

Colossus in actie


Tony Sale en de gerestaureerde Colossus


Compleet vooraanzicht Colossus


Tony Sale en ik voor de draaiende high-speed tape lezer

Bezoek ook mijn Fotogallerij


© Copyright 2004 - 2016 Dirk Rijmenants

Home