Colossus

Colossus
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Una computadora Colossus Mark II. El panel inclinado de la izquierda se usaba para establecer el número de patrones de pines de Lorenz. La cinta transportadora de papel está en la derecha.
Ubicación Bandera de Reino Unido  Reino Unido
Instalación 1944
Desarrollador Tommy Flowers
Fabricante Post Office Research Station (Estación de Investigación de la Oficina Postal)
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Las máquinas Colossus fueron los primeros dispositivos calculadores electrónicos usados por los británicos para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial. Colossus fue uno de los primeros computadores digitales.

La máquina Colossus fue diseñada originalmente por Tommy Flowers en la Post Office Research Station (Estación de Investigación de la Oficina Postal), Dollis Hill. El prototipo, Colossus Mark I, entró en funcionamiento en Bletchley Park desde febrero de 1944. Una versión mejorada, el Colossus Mark II se instaló en junio de 1944, y se llegaron a construir unos diez Colossus hasta el final de la guerra.

Las máquinas Colossus se usaron para descifrar los mensajes cifrados, que se interceptaban de las comunicaciones de la Alemania Nazi, usando la máquina Lorenz SZ40/42. Colossus comparaba dos flujos de datos, contando cada coincidencia basada en una función programable booleana. El mensaje cifrado se leía a gran velocidad a través de una cinta de papel. El otro flujo de datos era generado internamente, y era una simulación electrónica de la máquina de Lorenz en varias combinaciones. Si el número de coincidencias para una combinación era superior a una cierta cantidad, la salida era escrita en una máquina de escribir eléctrica.

Propósito y orígenes

La máquina de Lorenz fue usada por los Alemanes para cifrar teletipos de las comunicaciones de alto nivel. Contenía 12 ruedas con un total de 501 dientes.

Las computadoras Colossus se usaron en el criptoanálisis para las comunicaciones de alto nivel alemanas, mensajes que habían sido cifrados usando la máquina Lorenz SZ 40/42. Parte de la operación Colossus era emular electrónicamente la máquina mecánica de Lorenz. Para cifrar un mensaje con la máquina de Lorenz, el texto plano se combinaba con un flujo de BITs clave, en grupos de cinco. El flujo clave se generaba usando doce ruedas: cinco fueron clasificadas (por los británicos) como ruedas Χ»), otras cinco como Ψ»), y las dos restantes como «ruedas motoras». Las ruedas rotaban regularmente con cada letra que se cifraba, mientras que las ruedas rotaban irregularmente, controladas por las ruedas motoras.

Bill Tutte, un criptoanalista de Bletchley Park, descubrió que los flujos de claves producidos por la máquina mostraban una predisposición a una desviación estadística de lo aleatorio, y que esas predisposiciones podían ser usadas para romper el cifrado y leer los mensajes. Para poder leer los mensajes, había dos tareas que debían realizarse. La primera de las tareas era romper con las ruedas (wheel breaking), que consistía en descubrir los patrones de los dientes para todas las ruedas. Estos patrones se establecían una vez en la máquina de Lorenz y después se usaban durante un periodo de tiempo establecido y para un número de mensajes diferentes. La segunda tarea consistía en establecer las ruedas (wheel setting), que podía realizarse una vez que se conocía los patrones de los dientes. Cada mensaje cifrado usando la máquina de Lorenz, se codificaba con posición inicial de las ruedas diferente. El proceso de establecer las ruedas encontraba la posición inicial de las ruedas para un mensaje dado. Inicialmente Colossus se usó para ayudar a averiguar la posición inicial de las ruedas, después se demostró que la máquina podía ser adaptada también para el proceso de romper las ruedas.

Colossus era operado en Newmanry, la sección de Bletchley Park responsable de los métodos mecánicos contra la máquina de Lorenz, liderada por el matemático Max Newman.

Colossus se desarrolló debido a un proyecto anterior que produjo una máquina comparadora opto-mecánica llamada « Heath Robinson». El mayor problema de la máquina Robinson era la sincronización de dos cintas perforadas, una perforada con el mensaje cifrado y la otra representando los patrones producidos por las ruedas de la máquina de Lorenz, pero cuando se tenía que leer a una velocidad de más de 1000 caracteres por segundo, resultaba en una infinidad de cálculos. Colossus solucionó el problema reproduciendo electrónicamente una de las cintas. La otra cinta se podía introducir en Colossus a mayor velocidad y podía ser contada con mucha mayor fiabilidad.

Destino incierto

Aparentemente se destruyeron ocho de las 10 máquinas Colossus de Bletchley Park en 1946, por orden directa de Winston Churchill. Una más sobrevivió hasta los 1950s, y la última fue desmantelada en 1960 cuando todos los diagramas de sus circuitos y sus planos fueron quemados. Se sabe que varios científicos norteamericanos vieron funcionar a Colossus en visitas secretas a Bletchley Park después de la guerra, pero el gobierno británico vetó toda la información sobre la máquina durante 30 años. Las razones no fueron sólo militares, sino también políticas, pues se sabe que hubo al menos un bombardeo alemán a una ciudad inglesa que pudo haberse evitado gracias a Colossus, pero que se dejó proceder (a costa de un sinnúmero de muertes) para proteger uno de los secretos mejor guardados durante la Segunda Guerra Mundial.

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