Семьдесят лет назад, в разгар войны, в Британии появилась первая в мире электронная вычислительная машина — легендарный Colossus, расшифровавший большинство германских секретных документов. Ведь война — не только стрельба и “триумф воли”, но и научное соперничество.

“Машинное лидерство” поначалу захватила Германия. Первый в мире программируемый релейный компьютер Z-3 К. Цузе и Х. Шраера (1941 г.) проектировал крылья самолетов и ракет для Luftwaffe. У военных имелась и другая “спецтехника”…

Основное вычислительное подразделение в СССР, группа И. Я. Акушского (1911—1992) при генштабе ВВС — рассчитывало маршрутные таблицы для авиации и баллистические для артиллерии на счетно-аналитических машинах (и на советских, и на новых IBM взятых из Московского Политехнического музея). В 1942 г. в блокадном Ленинграде Акушский несколько месяцев составлял таблицы для флота и радиолокации — детища адмирала Акселя Ивановича Берга.

Британия тоже использовала вычислительную технику в авиации — “логика войны” одна на всех. В 1938 г. астроном и математик Л. Дж. Комри (1893—1950) создал первую Британскую машиносчетную станцию (в СССР первая появилась в 1926-м), где в военные годы он с тридцатью сотрудниками рассчитывал навигационные таблицы (Комри — инвалид Первой мировой войны). Но главным делом британских “вычислителей” стала расшифровка немецких документов, радиоперехватов и других разведданных.

Немецкими кодами первый отдел британской военной разведки в Лондоне занялся еще в 1938-м. В 1939-м военное министерство “спохватилось” и перевело его за 100 км, в секретный центр-усадьбу Блетчли-парк (ныне знаменитый музей), где началась “борьба” с “непроницаемой” механической шифровальной машиной германского правительства и армии — “Энигмой”.

Но еще раньше польская разведка добыла несколько “Энигм”. Математики разобрались в кодах и спроектировали электромеханический дешифратор “Бомба”. В сентябре 1939-го, когда началась Вторая мировая, поляки успели перебраться в Лондон и передать британцам всю информацию. С 1938 г. немцы ежедневно меняли кодировку “Энигмы”— работа усложнилась, но в 1939—1940 гг. в Блетчли-парке раскрыли ряд их дипломатических и второстепенных военных кодов.

В 1940 г. английская полиция перехватила необычную немецкую радиограмму, не с привычным кодом Морзе, а с цифровым пятибитовым телеграфным “кодом Бодо” (стандарты ITA2 и CCITT-2), что могло означать новую шифровальную машину. “Трофей” передали Правительственной школе кодов и шифров — Блетчли-парку.

Действительно, в Германии появилась “более основательная” машина — Lorenz SZ. К счастью, 30 августа 1941-го ее шифровальщик ошибся и послал из Афин в Вену сразу две почти одинаковые радиограммы по 4 тыс. знаков с одним и тем же шифром. В Блетчли-парке их прочли и заодно получили объемистый непрерывный ряд кодирующих знаков “Лоренца”. Он указывал на наличие двенадцати шифрующих колес — основы почти всех шифровальных машин того времени (например, американской М-209, “Энигмы” и т. п.).

Билл Татт (1917—2002), в ту пору молодой криптограф (по профессии химик, позже стал математиком), выяснил, что у ключа шифра были две части: правила установки маленьких наконечников на ободе каждого колеса и так называемый “колесный шаблон” — набор кодов, вводимый оператором для передачи не одного, а нескольких сообщений, что было “тактической ошибкой”. Всего имелся 501 шаблон, они различались (взаимно простыми) длинами (как делители в модулярной арифметике — СОК).

В 1941 г. криптограф Джон Тилтман (1894—1982) расшифровал-таки текст “Лоренца”, окрестив его “Рыбой”. “Ручные” же статистические методы себя не оправдывали: перехваченные сообщения устаревали, пока их прочитывали.

Телефонный исследовательский центр (Post Office Research Station) в Лондоне помог сделать машину, кодировавшую по логике немецкого шифра. Выработали метод дешифровки перебором всех известных настроек/ключей и могли читать почти любые сообщения, но только через шесть — восемь недель с момента перехвата. Нужен был “качественный скачок”…

Гениальный математик, логик и криптограф Алан Тьюринг (1912—1954) и математик Гордон Велшман (1905—1985) — криптограф из Блетчли- “повысили шансы”, модернизировав польскую “Бомбу”. Одна “Бомба” эмулировала действия сразу нескольких десятков “Энигм”. Фирма British Tabulating Machine из г. Letchworth изготовила более двухсот “Бомб”. В 1941 г. благодаря криптоанализу британские потери на море упали ниже 100 000 тонн (потопленных судов) в месяц, но этого было недостаточно.

“Изюминкой” Блетчли-парка стал легендарный Colossus — первое в мире программируемое электронное устройство обработки информации, созданное Томми Флауерсом к концу 1943 г.

В 1943-м Максвелл Ньюмэн (1897—1984) из Блетчли-парка спроектировал оптомеханический автомат, вскрывший часть кодов “Лоренца”. Конструировали автомат, который назвали Heath Robinson (H.R. — юморист, рисовавший абсурдные машины), Френк Моррелл и Томми Флауерс в (Post Office Research Station), но из-за сложности синхронизации двух перфолент ввода данных, низкой скорости чтения (1000 символов в секунду) и частых сбоев он оказался бесполезен.

Флауерс — инженер-телефонист и “электронщик” — разработал для Ньюмэна Colossus Mark-1 “с чистого листа”. Он программировался вручную на коммутационной панели, набором проводов со штекерами и выключателями — как на тогдашнем телефонном узле, но уже имел 1500 электронных ламп и внешнее печатающее устройство. Памяти не было. Эта надежная машина автоматически расшифровывала тексты “Лоренца”, и с 1944 г. чтение немецких документов пошло полным ходом.

В июне 1944 г. вышел Colossus Mark-2 с 2400 лампами и выросшим в пять раз темпом чтения — до 5000 символов в секунду (25 000 символов за 5 секунд — это около 4000 слов или 10 страниц текста). Бумажная перфолента с записью шифрованных сообщений перематывалась со скоростью 50 км/ч. Символы кодировались на ней рядами по пять полей.

Чтобы поток цифровых данных был непрерывным при мизерной памяти, лента читалась “по кругу”. Для параллельности обработки поток данных с ленты делился на пять отдельных каналов, что сильно повышало скорость работы. Симулятор ключа шифра “Лоренца” генерировал поток пятизначных символов, продвигавшийся на одну позицию при каждом новом чтении ленты. Одновременно он сравнивался с символами в ее сообщениях. Если элементы совпадали, то ключ этой позиции был правильным и на электронный счетчик-сумматор шел контрольный сигнал. Сумма сигналов выводились на переднюю ламповую панель-индикатор.

Набрав определенную сумму, машина распечатывала позиции шифровальных дисков, соответствовавшие данному шифру, и потом стартовые позиции дисков использовались в симуляторе кода “Лоренца” для расшифровки сообщения. Поиск нужных стартовых позиций занимал около часа.

В войну изготовили десять машин, одиннадцатую закончили уже после. Многие специалисты не доверяли электронике, и Флауерс “пробивал” ее чуть ли не со скандалом. Его аргументами были “уверенность изобретателя” и “британское упрямство”. А чтобы избежать отказов электронных ламп, чувствительных к частым включениям, он запустил машину и не останавливал ее до конца войны.

В Блетчли-парке круглосуточно работали до 10 000 специалистов, в том числе поляки; временами до трёх четвертей персонала составляли женщины. В результате их самоотверженного труда британские Генштаб и Адмиралтейство были полностью информированы обо всех (!) важных планах и действиях гитлеровского командования… которое, кстати, так никогда и не узнало об этом — наивно веруя в абсолютную секретность своей деятельности. Беспрецедентная ситуация…

Британцы оказали большую помощь американской армии, взяв на себя практически всю обработку разведданных европейского театра военных действий. В США шифровальщики активно работали на Тихом океане, но особого использования вычислительной техники в военном деле не отмечалось. В СССР из Англии не передавали почти никакой информации.

После победы Уинстон Черчилль лично распорядился уничтожить все “Бомбы” — “…чтобы не достались большевикам”. “Узкоспециальный” Colossus тоже стал не нужен, Черчилль подписал указ и о его разрушении. До конца 1950-х несколько Mark II еще использовались для тренировок и т. п., но к 1960-му были уничтожены все машины, чертежи и схемы; до рассекречивания в 2000-м о них почти нигде не писали, хотя кое-что “просочилось” уже в 1970-е.

Однако упрямые ветераны не желали терять “машину-легенду”, ставшую частью культурного наследия. В 1994 г. энтузиасты во главе с инженером Тони Сейлом — ветераном разведки Mi-5 — “отвоевали” для музея пустовавший “Блок F” в Блетчли-парке, где стоял самый первый Colossus.

К 2008 г. Colossus Mark II полностью восстановили по немногим фотографиям, рассказам, схемам и записям ветеранов-участников. Нашли даже детали машины, когда-то утаенные возмущенными сотрудниками. Наибольшую помощь оказал в 1996 г. сам... 90-летний Томми Флауерс.

По словам Т. Сейла, несмотря на “возраст” машины скорость дешифровки у неё — примерно как у ноутбука с Pentium-2. Это свойство конструкции и Colossus, и всех “спецмашин” с очень узким кругом задач.