重建二战Heath Robinson破译机 英国计算机博物馆举行揭幕仪式

2019年4月13日 | By News | Filed in: News.

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近日,位于英国白金汉郡布莱切利公园的国家计算机博物馆,公开展出了在历史上具有重大意义的全球首台可编程电子数字计算机 Colossus 的前身 —— 希斯·罗宾逊(Heath Robinson)。尽管是重建的物品,但时隔多年的首次公开展出,还是让我们对其在第二次世界大战中的卓越贡献,有了更加深入的了解。

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(图自:英国国家计算机博物馆,via New Atlas

据悉,在第二次世界大战期间,人们用这台破译机来分析纳粹的最高机密信息。而展出的这台工作原型复制品,由参战的 Wren Irene Dixon 亲手揭开了帷幕。

在这台机器的鼎盛时期,他并非如此让人熟知。作为一名插图家和漫画家,希斯·罗宾逊擅长在纸面上绘制极其复杂的日常物品。

原以为这只是一项轻松的工作,但为了破译德国的洛伦兹代码,布莱切利公园里著名的破解团队,不得不打造一台复杂度令人难以置信的电机器,也难怪它会被叫做这个名字了。

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Irene Dixon 与 Peter Higginson(图自:TechnoVisual)

受 Max Newman 带领的 Bletchley Park / Newmanry 部门委托,该机主要由电信研究机构 Malvern 负责建造。它于 1943 年 6 月上线运行,并在艰难的条件下获得了成功。

与 Enigma 相比,Lorenz 的代码更加先进,它由柏林 C. Lorenz AG 建造的 SZ40 / 42 电传打字在线密码机(英国代号 Tunny)生成。

密码机使用 12 个转子轮生成所谓的 Vernam 密码,这些转子轮基于布尔 XOR 函数,以一种令人眼花缭乱的复杂方式连接而成。

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Irene Dixon 与重制后的 Heath Robinson 合影(图自:Andy Taylor)

这意味着由 Lorenz 机器加密的消息非常难以被破解,因为用于编写它的轮组设置,对于消息的阅读是必不可少的。为此,Heath Robinson 借助传统方法,对 Lorenz 密码进行所谓的 Tutte 1 + 2 解密。

在这个过程中,机器装备了两套磁带 —— 其中一个有加密过的消息,另一个含有可能解密的密钥。密钥带的长度是一个字符,因此可以针对密文的每个字符进行测试。

不过要做到这点,必须让两条穿孔带保持刚性、精确的同步。这意味着在扫描读取磁带时,需要通过精心设计的“床架”老带动磁带的运行。

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Andrew Herbert、Phil Hayes 和 Helen Jarvis(图自:Andy Taylor)

尽管这是一套行之有效的系统,但运行起来却相当困难。破译者需要多次更换磁带以处理 Lorenz 密码,更别提这台机器难以维护、且无法扩展了。

为克服这些挫折,伦敦 Dollis Hill 邮政总局(GPO)实验室的 Tommy Flowers 决定放弃 Heath Robinson,去开发一台更具突破性的计算机。

新机器被称作 Colossus,特点是用无线电阀取代磁带,处理数字形式的代码以破解数据。不过博物馆称,希斯·罗宾逊并未就此退休,而是在 1944 年 2 月后继续工作。

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Peter Higginson、Margaret Sale 与 Irene Dixon 的合影(图自:Andy Taylor)

战争结束时,有两台“超级罗宾逊”完成了建设,还有两台正在开发中。其中一台一直被国防部用到了 1950 年代,而罗宾逊与和 Colossus 的组合版本,则被称作 Colorob(1955 年上线)。

遗憾的是,出于预算不足和安全方面的考量,希斯·罗宾逊最终和早期的许多英国计算机一样,以被拆解而告终。不过今时展出的“新机器”,则是根据“初号机”重建的。

最后,让我们深切缅怀希斯·罗宾逊的“精神之父”。不过他的侄子兼艺术历史学家彼得·希金森(Peter Higginson)作为代表,出席了英国国家计算机博物馆的揭幕仪式。

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April 12, 2019 at 04:44PM


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