近日,位於英國白金漢郡布萊切利公園的國家計算機博物館,公開展出了在歷史上具有重大意義的全球首臺可編程電子數字計算機 Colossus 的前身 —— 希斯·羅賓遜(Heath Robinson)。儘管是重建的物品,但時隔多年的首次公開展出,還是讓我們對其在第二次世界大戰中的卓越貢獻,有了更加深入的瞭解。

  (圖自:英國國家計算機博物館,via New Atlas)

  據悉,在第二次世界大戰期間,人們用這臺破譯機來分析納粹的最高機密信息。而展出的這臺工作原型複製品,由參戰的 Wren Irene Dixon 親手揭開了帷幕。

  在這臺機器的鼎盛時期,他並非如此讓人熟知。作爲一名插圖家和漫畫家,希斯·羅賓遜擅長在紙面上繪製極其複雜的日常物品。

  原以爲這只是一項輕鬆的工作,但爲了破譯德國的洛倫茲代碼,布萊切利公園裏著名的破解團隊,不得不打造一臺複雜度令人難以置信的電機器,也難怪它會被叫做這個名字了。

  Irene Dixon 與 Peter Higginson(圖自:TechnoVisual)

  受 Max Newman 帶領的 Bletchley Park / Newmanry 部門委託,該機主要由電信研究機構 Malvern 負責建造。它於 1943 年 6 月上線運行,並在艱難的條件下獲得了成功。

  與 Enigma 相比,Lorenz 的代碼更加先進,它由柏林 C. Lorenz AG 建造的 SZ40 / 42 電傳打字在線密碼機(英國代號 Tunny)生成。

  密碼機使用 12 個轉子輪生成所謂的 Vernam 密碼,這些轉子輪基於布爾 XOR 函數,以一種令人眼花繚亂的複雜方式連接而成。

  Irene Dixon 與重製後的 Heath Robinson 合影(圖自:Andy Taylor)

  這意味着由 Lorenz 機器加密的消息非常難以被破解,因爲用於編寫它的輪組設置,對於消息的閱讀是必不可少的。爲此,Heath Robinson 藉助傳統方法,對 Lorenz 密碼進行所謂的 Tutte 1 + 2 解密。

  在這個過程中,機器裝備了兩套磁帶 —— 其中一個有加密過的消息,另一個含有可能解密的密鑰。密鑰帶的長度是一個字符,因此可以針對密文的每個字符進行測試。

  不過要做到這點,必須讓兩條穿孔帶保持剛性、精確的同步。這意味着在掃描讀取磁帶時,需要通過精心設計的“牀架”老帶動磁帶的運行。

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

  儘管這是一套行之有效的系統,但運行起來卻相當困難。破譯者需要多次更換磁帶以處理 Lorenz 密碼,更別提這臺機器難以維護、且無法擴展了。

  爲克服這些挫折,倫敦 Dollis Hill 郵政總局(GPO)實驗室的 Tommy Flowers 決定放棄 Heath Robinson,去開發一臺更具突破性的計算機。

  新機器被稱作 Colossus,特點是用無線電閥取代磁帶,處理數字形式的代碼以破解數據。不過博物館稱,希斯·羅賓遜並未就此退休,而是在 1944 年 2 月後繼續工作。

  Peter Higginson、Margaret Sale 與 Irene Dixon 的合影(圖自:Andy Taylor)

  戰爭結束時,有兩臺“超級羅賓遜”完成了建設,還有兩臺正在開發中。其中一臺一直被國防部用到了 1950 年代,而羅賓遜與和 Colossus 的組合版本,則被稱作 Colorob(1955 年上線)。

  遺憾的是,出於預算不足和安全方面的考量,希斯·羅賓遜最終和早期的許多英國計算機一樣,以被拆解而告終。不過今時展出的“新機器”,則是根據“初號機”重建的。

  最後,讓我們深切緬懷希斯·羅賓遜的“精神之父”。不過他的侄子兼藝術歷史學家彼得·希金森(Peter Higginson)作爲代表,出席了英國國家計算機博物館的揭幕儀式。

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