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UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 28Per arrivare a Colossus, il primo - vero - calcolatore elettronico, bisogna partire da Berlino, dove venne sviluppato un nuovo ed esclusivo apparato di comunicazioni criptate, per far comunicare i capi di stato maggiore in tutta l'Europa occupata.
Venne così realizzata la cifratrice-telescrivente a 12 rotori Lorenz Schlüsselzusatz (letteralmente allegato cifrato), dove un solo un telescriventista era sufficiente per farla funzionare, mentre Enigma ne coinvolgeva tre: un dattilografo, un trascrittore, e un operatore radio...

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 1 aPer operare con una Lorenz SZ  Il messaggio veniva digitato in chiaro sulla tastiera e quindi era cifrato automaticamente in due passaggi: La prima volta entravano in funzione i primi 5 rotori, poi si procedeva alla seconda cifratura, operata da altri 5 rotori. Gli ultimi 2 rotori lavoravano in modo da dare al messaggio un ulteriore livello di complessità, introducendo un’apparente casualità nel sistema del codice.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 1 bInfine l’uscita del segnale del messaggio dalla macchina andava direttamente ad un trasmettitore radio ed il destinatario lo riceveva anche lui già in chiaro, su un’altra Lorenz SZ 40/42 predisposta come ricevente.

Poichè In totale erano possibili 1,6 milioni di miliardi di chiavi di crittazione, si può comprendere il grado di evoluzione raggiunto da questo apparato.

i tedeschi chiamavano questo sistema di trasmissione "Sägefisch" (pesce sega), mentre gli apparati di cifratura/decrittazione - come Enigma – erano definiti  Geheimschreiber (scrittore segreto).

Per similitudine a Bletchley Park a tutti i sistemi di cifratura e le macchine cifratrici tedesche venne dato il nome in codice “Fish” (pesci) e, in particolare la Lorenz SZ 40/42 venne chiamata “Tunny” (Tonno) .

Tunny venne usata dai tedeschi a partire dal 1941 per proteggere le comunicazioni tra l’Oberkommando der Wehrmacht (Alto Comando Tedesco) a Berlino e i suoi capi di stato maggiore in tutta l'Europa occupata.

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E’ facile intuire quanto fosse importante per l’intelligence Alleata conoscere la strategia tedesca (basti solo pensare alle contromisure che vennero adottate dai tedeschi pensando che l’invasione dell’Europa da parte degli alleati sarebbe avvenuta nel nord della Francia nel 1944: gli sbarchi del D-Day, in realtà ebbero luogo in Normandia).

La Bombe di Touring che aveva “rotto” la cifratura di Enigma era inutile contro questa cifratrice e l’impossibilità di disporre di un esemplare funzionante della Lorenz SZ 40/42 rendeva il compito dei decrittatori quasi impossibile.

La Lorenz sembrava inviolabile ma aveva un “tallone d’achille”… 

Per decifrare i messaggi generati dalla macchina era necessaria la ripetizione dello stesso messaggio cifrato, utilizzando la stessa chiave di cifratura e lo stesso sistema.

Ne consegue che, qualora un messaggio fosse stato ricevuto dal destinatario non correttamente e questi ne avesse richiesto il reinvio, si sarebbero potuti intercettare due messaggi criptati: uno con un errore ed un altro corretto. Quanto bastava per risalire alla logica di funzionamento del sistema…

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 3Nell’agosto del 1941, avvenne proprio questa fortunata coincidenza!

Un operatore tedesco aveva appena trasmesso un messaggio in cifra da Vienna ad Atene, quando ricevette la richiesta di ripeterne l'invio,  perchè non era stato correttamente ricevuto dal destinatario. 

Il telescriventista ribattè il  messaggio e  - forse per pigrizia o per eccessiva fiducia nella macchina - invece di ritrasmettere lo stesso messaggio perfettamente identico, lo digitò con alcune abbreviazioni (primo grave errore), dopo aver riposizionato i rotori della macchina alla stessa posizione del messaggio precedente (ancor più grave errore).

Così il primo messaggio iniziava con la parola Spruchnummer, mentre il secondo con l'abbreviazione Spruchnr. (Spruchnummer vuol dire numero del messaggio) .

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 13Il messaggio venne intercettato dagli inglesi e mandato a Bletchley Park dove John Tiltman, capo dei decifratori di Bletchley Park, dopo dieci giorni di lavoro estenuante, riuscì  a ricostrure le differenze, cercò di inserire le parole più probabili e riuscì finalmente a decifrare il messaggio, risalendo al testo in chiaro e alle parti aggiunte dal processo di crittazione.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 14Ma, una volta ricostruita una sequenza oscurante, era necessario comprendere la regola pseudo-casuale che la generava per poter rendere sistematica la decrittazione dei cifrati Lorenz.

Dopo vari insuccessi, la violazione di quel codice che nessuno riusciva a penetrare fu affidata un “genio” di appena 24 anni... il chimico Bill Tutte, l’ultimo arrivato del gruppo.

Tutte intuì che il sistema per violare il codice consisteva nella ricerca di pattern (modelli) ripetitivi, tramite sistemi avanzati di analisi logico-matematica.

La sua ricerca lo portò e realizzare che uno di questi pattern aveva una frequenza pari a 41: quindi un rotore della macchina che l’aveva generato doveva possedere altrettante possibili combinazioni.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 15Procedendo con lo stesso metodo ricavò altri parametri della Lorenz e ideò un nuovo sistema per decifrare i messaggi, che venne poi integrato con ulteriori metodi di analisi, come la cosiddetta “Turingery” di Alan Turing.

Essendo risaliti alla logica di funzionamento della macchina cifrante, gli inglesi disponevano di un grimaldello per penetrare i segreti della macchina da guerra tedesca.

Ma c’era un problema insormontabile… I crittologi erano un numero di persone limitato e decifrare a mano un messaggio Tunny  richiedeva da 4 a 6 settimane, un tempo che rendeva il messaggio decrittato spesso superato dagli eventi e, di fatto, inutile…

Divenne quindi indispensabile costruire delle nuove macchine che fossero in grado di violare il codice della Lorenz con una tempistica idonea a far sì che l'informazione acquisita potesse avere un valore tattico.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 16UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 23Alla Cypher School  di Bletchley Park il cosiddetto Newmanry, il team di ingegneri e matematici alla cui testa era il matematico Max Newman,  lavorava alla decifrazione del codice della Lorenz SZ40/42.

Ad essi venne richiesta la specifica funzionale di una macchina elettromeccanica in grado di accelerare il lavoro di decrittazione degli uomini del gruppo “Testery” (la sezione comandata dal maggiore Ralph Tester incaricata di decifrare i messaggi Tunny).

 

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 17UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 26La progettazione tecnica principale fu affidata a Frank Morrell della Post Office Research Station a Dollis Hill a nord di Londra.

A Tommy Flowers - un ingegnere che già in passato aveva collaborato al potenziamento della Bombe, venne affidata la progettazione della "Unità combinatrice".

Senza scendere in particolari tecnici, si può dire che uno dei componenti principali di questa macchina era costituito da due serie di pulegge guida su cui due nastri di carta telescrivente (il nastro del messaggio originale e quello di produzione locale) venivano fatti avanzare in sincronismo, per poi essere “letti” da un contatore elettronico.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 4Uno dei problemi principali era quello di mantenere i due nastri in sincronismo, con una velocità di lettura di oltre 1.000 caratteri al secondo. Poiché si trattava di un macchinario perlopiù meccanico, che utilizzava principalmente relè invece di valvole elettroniche, i nastri di carta si strappavano facilmente, i contatori erano spesso imprecisi e l’intero apparato aveva la "spiacevole" tendenza a prendere fuoco per via dell’alta temperatura prodotta.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 5Come in precedenza per la Bombe, la macchina era gestita dal WRNS - Women's Royal Naval Service

Le donne che appartenevano al WRNS – e che erano affettuosamente chiamate “Wrens”  (scriccioli) – oltre alla dedizione al proprio lavoro avevano un gran senso dell’umorismo.

Visti i continui interventi di "make do and mend" (fare e riparare) arrangiandosi con tutto ciò che era a portata di mano per riparare la macchina, ed il calore che veniva irradiato da essa mentre funzionava, la “battezzarono” con un nome che era un gioco di parole: "Heat Robinson" (l'ardente Robinson)  dal nome del cartoonist William Heath Robinson, specializzato nel disegnare improbabili e traballanti dispositivi meccanici immensamente complicati, che eseguivano compiti molto semplici.

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Nel giugno del 1943, quando a Bletchley Park fu installata la prima Heath Robinson, dai suoi congegni si levò presto un “fil di fumo” decisamente infausto:  La macchina si rompeva spesso e tre mesi più tardi aveva decifrato meno di venti intercettazioni.

Nel frattempo, basandosi sui concetti della macchina di Turing universale, presso la Post Office Research Station, una squadra diretta da Tommy Flowers  -  convinto che la Robinson non avrebbe mai funzionato – iniziò a realizzare in gran segreto quello che sarebbe diventato il primo computer elettronico digitale al mondo...

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 7L’idea era di utilizzare circuiti elettronici in modo che i pattern per la decifrazione dei messaggi – secondo il metodo ideato da Tutte – venissero generati in modo automatico.

La costruzione del primo prototipo operativo prese loro undici mesi, lavorando giorno e notte, spingendosi fino - come affermò Flowers -  ad avere “eyes dropped out” (gli occhi fuori dalle orbite).

Il risultato fu un “bestione” composto da 1.500 valvole termoioniche - fino ad allora impiegate solo negli amplificatori - al posto dei relè. 

Finalmente, il 18 gennaio del 1944, Flower scrisse nella sua agenda:  “Colossus delivered to BP” (Colossus spedito a Betchley Park) e poi il 5 febbraio  “Colossus did its first job. Car broke down on way home” (Colossus ha eseguito il suo primo incarico. La autovettura si è guastata sulla via di casa).

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Con un incredibile "understatement"  [NdA: un atteggiamento volutamente alieno da enfasi e retorica] entrambe le annotazioni non avevano né sottolineature, né punti esclamativi: anzi, il successo di Colossus era alla pari con il guasto della auto di  Flower…

Questa innovazione e la sua logica binaria, particolarmente adatta per decodificare i testi cifrati dalla macchina di Lorenz, consentì di aumentare notevolmente la potenza di calcolo, fino ad un livello comparabile a quello di un piccolo processore degli anni novanta.

Però, con due grosse limitazioni rispetto agli standard moderni: 

Non aveva programmi memorizzati internamente. Per configurarlo per una nuova attività, l'operatore doveva impostare manualmente spine e interruttori per modificare il cablaggio. 

E poi, non era una macchina “general-purpose” essendo stato progettato per uno specifico compito.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 8Il fine di questa macchina era quello di rilevare le posizioni dei rotori della Lorenz SZ 40/42 all’inizio di ogni messaggio. Per farlo, tentava ogni possibile combinazione, e ce n’erano miliardi.

Elaborando cinquemila caratteri al secondo, l’apparato raggiungeva l’obiettivo in mezz’ora. E una volta ottenuta la posizione di partenza dei rotori cifranti, il messaggio era decodificato!

Il risultato fu la possibilità di decifrare 4.000 messaggi tedeschi, italiani e giapponesi al giorno …

Ecco perchè Il primo calcolatore elettronico programmabile nella storia dell'informatica non è stato, come molti pensano, l'ENIAC, costruito dagli americani nel 1946, ma bensì Colossus, come venne giustamente chiamato.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 9Però, nemmeno Colossus riusciva a violare completamente  i codici tedeschi. Solo grazie al lavoro congiunto di altre e sezioni dedicate di Bletchley Park, che lavoravano su altri rotori della macchina, fu possibile decifrare il codice.

L’intelligence inglese chiese altri quattro Colossus per l’inizio di giugno del 1943, quando era previsto il D-Day, l’invasione degli Alleati della Normandia, il più grande sforzo militare della storia.

Flowers riuscì a costruirne solo uno, un modello migliorato grazie all'aggiunta di altre 500 valvole: il Colossus Mark II

Entrambe le macchine erano operative quel fatidico 6 giugno e il contributo che diedero fu immenso, offrendo la chiave d’accesso all’intero sistema difensivo tedesco predisposto per respingere l’attacco degli Alleati.

Ma non solo… 

Confermarono che Hitler aveva creduto alla falsa informazione fornita da un agente di altissimo livello dello spionaggio tedesco, in realtà un doppiogiochista con il nome in codice “Garbo”, secondo cui lo sbarco sarebbe avvenuto non sulle coste di Normandia, ma più a nord al Pas de Calais.

E si arrivò alla ricezione e decodifica del messaggio più atteso da parte di tutti coloro che avevano vissuto a Betchley Park… Quello inviato dall’ Alto Comando Germanico con cui si ordinava alle forze armate tedesche la resa incondizionata agli Alleati!

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E cosa ne fu delle Bombe e dei Colossus operativi alla fine della guerra?

Winston Churchill, che aveva il timore che l’ URSS potesse venire in possesso del know how di Colossus, decretò che tutto ciò che riguardava il calcolatore elettronico fosse soggetto all’ "Official Secrets Act” e che le macchine venissero distrutte.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 10Addirittura ordinò che l’esistenza stessa di Colossus fosse considerata “classificata” a tempo indeterminato. 

Ma alcune macchine sopravvissero…

Nel'aprile del 1946, le operazioni di crittoanalisi furono trasferite da Bletchley Park a Eastcote alla periferia di Londra: il nome dell'organizzazione “Government Code and Cypher School” venne cambiato in “Government Communications Headquarters” (GCHQ).

Durante il trasferimento, due esemplari di Colossus Mark II e due repliche della Lorenz SZ 42 no furono distrutti, ma ... “traslocati”.

Uno, noto come Colossus Blue, venne smantellato nel 1959, dopo quattordici anni di servizio e l’altro pare che abbia finito di elaborare dati nel 1960. 

Durante gli ultimi anni della loro “vita” i due Colossus sono stati utilizzati per la formazione. L’uso che ne fu fatto in precedenza è ancora considerato “informazione classificata”...

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 11Vari pannelli elettronici, ottenuti dallo smantellamento dei vari Colossus, furono utilizzati presso il CML - Computing Machine Laboratory della Manchester University, dove si era trasferito il personale chiave di Bletchley Park. Ma ogni traccia del loro scopo originale venne rimossa.

Nel mese di giugno 1948, il CML fece “girare” il primo programma destinato ad un computer veramente “general-purpose” .

Poco dopo, la società di ingegneria Ferranti Limited di Manchester sviluppò il primo computer elettronico di uso generale, il Ferranti Mark I.

Una particolarità… Quando sentiamo una musichetta elettronica ricordiamoci che proprio in questo computer era disponibile un'istruzione particolare, l’ “hoot” (fischio) che provocava l'emissione di un piccolo suono descrittivo dell'attività che stava compiendo; questa caratteristica permise di realizzare sequenze di suoni simili a melodie.

Bisogna però arrivare agli anni ’70 perché qualche notizia relativa a Colossus riuscisse a superare l’ Official Secrets Act.

Come si è detto, quasi tutte le macchine erano state smantellate e i documenti di progettazione erano stati bruciati o distrutti.
Ma qualche traccia rimane sempre…

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 20UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 19Infatti un informatico, il Prof Brian Randell, mentre preparava una memoria accademica, si imbattè in un documento scritto da Jack Good, uno degli ingegneri che avevano contribuito a creare Colossus, e pubblicato nel 1970.

Nel documento veniva menzionata, in termini generici, una macchina elettronica "classified” che utilizzava 1.000 valvole per calcolare "funzioni booleane complesse che coinvolgevano fino a 100 simboli”.

Incuriosito Randell fece delle indagini ma ogni volta si ritrovava di fronte a un”muro di gomma” eretto dalla segretezza mantenuta dal Governo britannico.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 12Solo nel 1975, vi fu un cambiamento nella politica governativa e Randell venne invitato al Cabinet Office per discutere il rilascio delle prime informazioni sulla più evoluta macchina di codebreaking degli Alleati prodotta durante la II Guerra Mondiale.

Nel mese di giugno del 2000 il governo britannico  rimosse definitivamente il vincolo di segretezza su Tunny e Colossus e la relazione generale di 500 pagine, scritta da Jack Good, Donald Michie, e Geoffrey Timms a Bletchley Park nel 1945 venne resa pubblica.

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 21Infine nel 2007, nonostante la cianografiche dei disegni e l’hardware originale fossero andati distrutti, una sorprendente quantità di informazioni furono reperite nei blocchi per appunti degli ingegneri che parteciparono al progetto.

Con esse un team guidato Tony Sale, ex cacciatore di spie e geniale tecnico informatico, fu in grado di costruire una replica funzionante di un Colossus Mark II. 

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 22Oggi il computer, formato da due armadi lunghi sei metri e larghi 2,5, posti uno di fronte all'altro, con un “cervello” composto da 2.500 valvole, fa bella mostra di sé presso il “National Museum of Computing” (Museo Nazionale dell'Elaborazione), ospitato a Bletchley Park.

E’ impressionante vedere ed ascoltare il rumore degli esemplari ricostruiti e funzionanti della Bombe (elettromeccanica) e del Colossus (elettronico)...

Li dividono solo tre anni, ma in quel periodo l' evoluzione tecnologica fu al pari degli sforzi compiuti per il Progetto Apollo!

UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 24 UNA EPICA LOTTA DI MACCHINE 3 25
Esemplare ricostruito e funzionante della Bombe Esemplare ricostruito e funzionante del Colossus

 

La vicenda di Enigma è ormai ben nota, ma la straordinaria storia degli scienziati e dei crittografi del gruppo “Testery” e della sezione Newmanry è rimasta classificata fino a pochi anni fa.

La maggior parte di quei geniali eroi, che contribuirono a salvare il mondo dall’orrore del nazismo, è morta prima che si potesse raccontare la loro storia. 

Di alcuni, nella nostra succinta trattazione, abbiamo voluto includere anche una loro fotografia, affinchè avessero un volto, oltre che un nome.

Ma molti altri rimarranno, forse per sempre, avvolti nel mistero…

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