Colossus var verdens første programmerbare elektroniske digitale computer. Britiske kodebrydere brugte Colossus til kryptoanalyse under Anden Verdenskrig. Selvom Colossus ikke var et lagret-program‑system i moderne forstand, kunne den hurtigt omsættes til at udføre forskellige beregninger ved hjælp af stikpaneler, kontakter og skifteindstillinger — derfor kaldtes den ofte "programmerbar" i datidens terminologi.

Disse meddelelser blev sendt mellem den tyske overkommando og hærens feltkommandanter. Læsningen af disse meddelelser hjalp de allierede til at vinde krigen. Efterretninger fra afkodede Lorenz-beskeder bidrog bl.a. til forståelsen af tyske bevægelser, til planlægningen af kontraspionage og til operationer som misledning omkring landgangen i Normandiet.

Baggrund: Tunny og den tyske kodemaskine

Kodeknækkeren Max Newman arbejdede på Government Code and Cypher School (GC&CS) i Bletchley Park. Hans problem var, hvordan han kunne få en maskine, der kunne hjælpe med at omdanne tyske kodede radiotelefonbeskeder til almindeligt sprog. Beskederne — kaldet "Fish" af briterne — var blevet kodet af en ukendt tysk maskine, som de kaldte "Tunny". Det var Bill Tutte og andre analytikere, der gennem mønstergenkendelse og matematisk analyse var i stand til at udlede strukturen af den tyske Lorenz‑maskine (senere kendt som Lorenz SZ42), uden nogensinde at have set den fysiske maskine.

Opbygning og funktion

En gruppe af telefoningeniører fra Post Office under ledelse af Tommy Flowers fandt ud af, hvordan man kunne gøre dette. Deres design, som blev kaldt "Colossus", brugte mange vakuumrør (ventiler). Colossus læste den kodede teleprintertekst fra et hulbånd ved hjælp af foto‑celler og udførte højhastigheds elektroniske logiske operationer for at sammenligne data med mulige hjulindstillinger.

Den første maskine, Mark 1, fungerede i december 1943 og løste sit første problem i februar 1944. Colossus Mark 2 var endnu bedre. Den virkede første gang den 1. juni 1944, lige før landgangen i Normandiet på D-dag. Mark 1 brugte omkring 1500 vakuumrør; Mark 2 havde en udvidet konstruktion på omkring 2400 rør og hurtigere regnekapacitet. Colossus kunne behandle tusinder af tegn i sekundet og udføre komplekse statistiske tests (fx scoringsfunktioner) for at afgøre, hvilke hjulindstillinger der var mest sandsynlige.

Hvordan Colossus blev brugt i kryptoanalysen

Colossus efterlignede dele af Lorenz-maskinens funktion ved elektronisk at teste forskellige kombinationer af hjulindstillinger. Den læste den kodede besked fra et hulbånd og prøvede forskellige muligheder for, hvordan to af hjulene var blevet sat op. Når Colossus identificerede sandsynlige indstillinger for nogle hjul, blev disse resultater viderebearbejdet af mennesker og mindre mekaniske maskiner, og der blev tilrettet yderligere kørsel af Colossus for at finde de resterende hjulindstillinger.

Colossus udførte ikke hele afkodningsprocessen fra start til slut — den var et højt specialiseret værktøj i en større arbejdsproces. Output fra Colossus blev analyseret af kyndige sprogfagfolk og kryptografer, som kunne genkende meningsfulde mønstre og foreslå næste skridt i dekrypteringen. Kombinationen af elektronisk hastighed og menneskelig indsigt gjorde systemet effektivt.

Personer og hemmeligholdelse

Ud over Tommy Flowers og Max Newman var der mange andre, som bidrog: matematikere, teknikere og operatører, der kørte maskinerne døgnet rundt i sæsoner med intens aktivitet. Mens Alan Turing især forbindes med Enigma‑brydningen, var det specialister som Bill Tutte, der spillede en afgørende rolle i at forstå Lorenz‑systemet, og teknikere fra Post Office Research Station, ledet af Tommy Flowers, der byggede Colossus.

Efter krigen og rekonstruktion

Efter krigen fandt de britiske kodebrydere ud af, at kodemaskinen var Lorenz SZ42. Som følge af den strenge hemmeligholdelse blev alle de hemmelige Colossus‑computere taget i stykker og meget af dokumentationen ødelagt, så teknologien og de præcise detaljer forblev hemmelige i årtier. Designerne og de, der havde arbejdet med maskinerne, måtte holde mund om deres arbejde; derfor vidste offentligheden og mange historikere ikke, hvem der havde bygget dem i årene efter krigen.

Mellem begyndelsen af 1990'erne og 2007 blev der bygget en fungerende kopi af en Colossus-computer, ledet af entusiaster og tidligere teknikere, herunder Tony Sale. Den rekonstruerede maskine er et vigtigt historisk vidnesbyrd og kan ses på The National Museum of Computing i Bletchley Park i England.

Betydning

  • Colossus var et kvantespring for anvendelsen af elektroniske komponenter i beregning og demonstrerede, hvor hurtigt elektroniske kredsløb kunne løse specifikke store beregningsopgaver.
  • Den spillede en direkte rolle i efterretningsarbejdet under Anden Verdenskrig og bidrog til de informationsfordele, som de allierede nød.
  • Af mangel på offentlig anerkendelse i mange år blev Colossus' rolle først fuldt forstået og anerkendt mange år senere, og rekonstruktionen har hjulpet med at genoprette denne del af computervidenskabens historie.

Colossus var altså ikke blot et teknisk vidunder for sin tid — den var også et centralt redskab i moderne krigsførings efterretning og et vigtigt skridt på vejen mod udviklingen af elektroniske computere.