Al començament de la Segona Guerra Mundial, els alemanys codificaven amb la màquina Enigma les seves comunicacions. Els britànics, amb ajut de matemàtics polonesos, van crear un centre de desxiframent a Bletchley Park, on van assolir èxits notables en el desxiframent de les comunicacions encriptades amb Enigma, amb l’ajut d’una màquina desencriptadora, Bombe, desenvolupada sota la direcció d’Alan Turing. Tant la màquina Enigma com la màquina Bombe utilitzaven tecnologia electromecànica.

Més avançada la guerra, però, el juny de 1941 els alemanys van crear una màquina d’encriptació més sofisticada, la Lorentz SZ 40/42. Tenia 12 rotors i treballava de forma molt diferent a com feia l’Enigma.  Era molt més automàtica i fàcil de fer servir per als operadors alemanys, ja que encriptava i desencriptava directament la informació teclejada en un teletip. Al transportar la informació no feia servir el codi Morse, sinó el codi Baudot, un codi binari de 5 bits, propi dels teletips.

Els desxifradors anglesos van haver de tornar a començar quasi de zero. L’aplicació de tècniques estadístiques, així com el fet que els alemanys encapçalessin els missatges amb la indicació de la posició dels rotors – que permetia treballar comparant missatges codificats amb posicions de rotors idèntiques o molt similars – van permetre als britànics el gener de 1942 deduir l’estructura fonamental de la màquina, i pensar en possibles mètodes de desxiframent; però la tardor de 1942, els alemanys van deixar d’incloure les posicions dels rotors en els missatges, la qual cosa feia molt més impracticable el seu desxiframent.

El descobriment d’algunes peculiaritats de la màquina va fer veure que potser es podria desxifrar els missatges mitjançant l’anàlisi estadística del seu contingut, però això implicava la realització de molts càlculs matemàtics que era impossible de dur a terme manualment en un temps raonable. Era necessari, novament, com s’havia fet amb la màquina Enigma, mecanitzar el procés. El desembre de 1942 es va demanar al matemàtic Max Neumann que estudiés aquesta possibilitat.

Neumann, que coneixia l’article de Turing sobre la màquina universal, així com la construcció de la màquina Bombe que Turing havia construït per contribuir a la desencriptació de l’Enigma, va suggerir la utilització per primera vegada de comptadors electrònics per utilitzar en els processos estadístics. Aquests comptadors es van integrar en una primera màquina desencriptadora, que es va anomenar “Heath Robinson“, però aquesta màquina no era prou ràpida per ajudar a dur a terme el procés de desxiframent en temps raonable, i es va decidir de completar-la mitjançant la utilització de relés electromecànics. Llavors es va sol·licitar la col·laboració de l’enginyer Tim Flowers de la unitat de recerca de la British Post Office, que era especialista en relés. Tim Flowers, però, també havia experimentat amb vàlvules electròniques, i va suggerir la construcció d’una màquina totalment electrònica, que podria fer els càlculs necessaris per al  desxiframent de forma molt més efectiva i ràpida.

Ordinador Colossus. Imatge de la col·lecció The National Archives (United Kingdom). Font: Wikimedia Commons

Les vàlvules electròniques s’utilitzaven en el món de la ràdio i de l’amplificació telefònica des de feia dècades, però la seva utilització en el món de la computació no s’havia iniciat encara de forma significativa. La raó era, d’una banda, que l’experiència que se’n tenia era d’usos analògics, i no d’usos digitals, la qual cosa implicava un esforç de recerca i innovació. D’altra banda, la seva baixa fiabilitat – les vàlvules s’escalfaven i es fonien de tant en tant – feia descartar la seva utilització en quantitats elevades en equipaments complexos de càlcul.

El suggeriment de Flowers d’utilitzar màquines totalment electròniques va ser rebutjat per nou i arriscat, atesa la pressa que es tenia, i a Bletchley Park es va decidir seguir treballant amb la tecnologia coneguda dels relés.

Flowers, però, tenia l’experiència que les vàlvules eren poc fiables quan se les apagava i encenia molt sovint, per exemple en els aparells de ràdio domèstics, però la seva fiabilitat era força més alta quan treballaven de forma continuada i permanent. Per aquesta raó, va seguir treballant amb el seu equip de tècnics als laboratoris de la British Post Office i va desenvolupar una màquina totalment electrònica, a la que van anomenar Colossus. La primera versió del Colossus treballava amb 1.600 vàlvules, i processava amb una velocitat de 5.000 caràcters per segon, que en versions futures s’incrementaria a 25.000 caràcters per segon. La màquina Colossus treballaria 24 hores al dia, sense enceses ni apagades de corrent, i la fiabilitat de les vàlvules seria molt més alta.

El febrer de 1944 el primer Colossus es va instal·lar a Bletchley Park. L’increment de velocitat de la tecnologia electrònica va fer que el seu treball fos exitós, cosa que va fer que el març se n’encarreguessin 4 més i l’abril es demanessin 12 unitats.

Els primers dies de juny de 1944 es va produir la invasió de Normandia. La utilització d’una versió millorada del Colossus – el Colossus II – que va estar disponible a partir de l’1 de juny, va permetre l’accés habitual als missatges alemanys i va ser una ajuda decisiva en la victòria aliada.

El Colossus va ser el primer ordinador que va funcionar amb tecnologia electrònica digital, en lloc de la tecnologia electromecànica que l’havia precedit. Es tractava d’una màquina especialitzada en la funció de desxiframent de missatges, i era programable mitjançant interruptors i clavilles, no per mitjà de programes emmagatzemats, com passaria amb màquines futures. Acabada la guerra, les actuacions de desxiframent a Bletchley Park van finalitzar el 1946, i les actuacions dutes a terme fins llavors van seguir sent considerades secret militar. A causa d’aquest secretisme, durant algunes dècades, l’ordinador nord-americà ENIAC, que va funcionar per primer cop la tardor de 1945, es va endur el mèrit de ser considerat el primer ordinador electrònic digital de la història, fins que la dècada de 1970 es va abandonar el secretisme, moment a partir del qual les actuacions de Bletchley Park van passar a ser de coneixement del gran públic.

 


Per a saber-ne més:

Turing. La computación. Pensando en máquinas que piensan. Rafael Lahoz-Beltra. Col·lecció Grandes ideas de la ciencia. RBA. 2012. Gira al voltant de la figura d’Alan Turing, que va contribuir significativament als projectes de desencriptació de missatges alemanys que es van produir a Bletchley Park, als que dedica un capítol específicament.

Colossus. The secrets of Bletchley Park’s Codebraking Computers. B. Jack Copeland et al. Oxford University Press. 2006. Oxford. Descripció molt completa i detallada dels processos de desencriptació de missatges a Bletchley Park, i, molt específicament, dels científics que hi van treballar, especialment Tim Flowers, Max Neumann i Alan Turing;  i de l’ordinador Colossus, la seva estructura i funcionalitats; i l’efecte que van tenir en el desenvolupament de la segona guerra mundial.