Heath Robinson fue una máquina utilizada por los descifradores de códigos británicos en la Escuela de Códigos y Cifrados del Gobierno (GC&CS) en Bletchley Park durante la Segunda Guerra Mundial en el criptoanálisis del cifrado de Lorenz . Esto logró el descifrado de mensajes en el cifrado de teletipo alemán producido por la máquina de cifrado en línea Lorenz SZ40/42 . Tanto el cifrado como las máquinas fueron llamados "Tunny" por los descifradores de códigos, que nombraron peces a diferentes cifrados de teleimpresores alemanes . Era principalmente una máquina electromecánica, que no contenía más que un par de docenas de válvulas (tubos de vacío) , [2] y fue la predecesora de la computadora electrónica Colossus . Fue apodado "Heath Robinson" por los Wrens que lo operaban, en honor al caricaturista William Heath Robinson , quien dibujó dispositivos mecánicos inmensamente complicados para tareas simples, similares (y algo anteriores) a Rube Goldberg en los EE. UU. [3]
La especificación funcional de la máquina fue realizada por Max Newman . El diseño de ingeniería principal fue obra de Frank Morrell [4] en la Estación de Investigación de la Oficina de Correos en Dollis Hill en el norte de Londres, con su colega Tommy Flowers diseñando la "Unidad Combinada". [5] El Dr. CE Wynn-Williams del Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones de Malvern produjo los contadores de relés y válvulas electrónicas de alta velocidad. [5] La construcción comenzó en enero de 1943, [6] el prototipo de la máquina se entregó a Bletchley Park en junio y poco después se utilizó por primera vez para ayudar a leer el tráfico cifrado actual. [7]
Como el Robinson era un poco lento y poco confiable, más tarde fue reemplazado por la computadora Colossus para muchos propósitos, incluidos los métodos utilizados contra la máquina de cifrado por teleimpresor en línea Lorenz SZ42 de doce rotores (nombre en código Tunny, para atún). [8] [9]
La base del método que implementó la máquina de Heath Robinson fue la "técnica 1+2" de Bill Tutte . [10] Esto implicó examinar los primeros dos de los cinco impulsos [11] de los caracteres del mensaje en la cinta de texto cifrado y combinarlos con los dos primeros impulsos de parte de la clave generada por las ruedas de la máquina de Lorenz. Esto implicó leer dos largos bucles de cinta de papel, uno que contenía el texto cifrado y el otro el componente de la clave. Al hacer que la cinta clave fuera un carácter más larga que la cinta del mensaje, cada una de las 1271 posiciones iniciales de la secuencia 1 2 se probó con el mensaje. [12] Se acumuló un recuento para cada posición inicial y, si excedía un "total establecido" predefinido, se imprimió. El recuento más alto era el que tenía más probabilidades de tener los valores correctos de 1 y 2 . Con estos valores, se podrían intentar los ajustes de las otras ruedas para romper las cinco posiciones iniciales de las ruedas para este mensaje. Esto permitió eliminar el efecto del componente de la clave y atacar el mensaje modificado resultante mediante métodos manuales en Testery .
El "marco de la cama" era un sistema de poleas alrededor de las cuales se accionaban en sincronía dos bucles continuos de cinta. Inicialmente esto se hacía mediante un par de ruedas dentadas sobre un eje común. Esto se cambió a accionamiento por poleas de fricción con las ruedas dentadas manteniendo la sincronía cuando se comprobó que esto causaba menos daño a las cintas. Se alcanzaron velocidades de hasta 2.000 caracteres por segundo para cintas más cortas, pero sólo 1.000 para cintas más largas. Las cintas fueron guiadas a través de una serie de células fotoeléctricas donde se leyeron los caracteres y otras señales. [13] Las posibles longitudes de cinta en el armazón de la cama oscilaban entre 2.000 y 11.000 caracteres. [14]
Las cintas perforadas se leyeron fotoeléctricamente en una "puerta" que se colocó lo más cerca posible de la rueda dentada para reducir el efecto de las cintas estiradas. Los caracteres sucesivos de la cinta eran leídos por una batería de diez fotocélulas, una undécima para los agujeros de las ruedas dentadas y dos adicionales para las señales de "parada" y "arranque" que eran perforadas a mano entre el tercer y cuarto y el cuarto y quinto canal. [13]
Fue diseñado por Tommy Flowers de la Estación de Investigación de la Oficina de Correos en Dollis Hill, en el norte de Londres. [5] Utilizó válvulas termoiónicas (tubos de vacío) para implementar la lógica. Esto implicó la función booleana "exclusiva o" (XOR) para combinar los distintos flujos de bits. En la siguiente " tabla de verdad ", 1 representa "verdadero" y 0 representa "falso". (En Bletchley Park se conocían como x y • respectivamente.)
Otros nombres para esta función son: "no igual" (NEQ), " suma de módulo 2" (sin acarreo) y "resta de módulo 2" (sin 'préstamo'). Tenga en cuenta que la suma y la resta de módulo 2 son idénticas. Algunas descripciones del descifrado de Tunny se refieren a la suma y otras a la diferenciación, es decir, a la resta, pero significan lo mismo.
La unidad combinadora implementó la lógica del método estadístico de Tutte. Esto requirió que la cinta de papel que contenía el texto cifrado se comparara con una cinta que contenía el componente de la máquina de cifrado de Lorenz generado por las dos ruedas chi relevantes en todas las posiciones iniciales posibles. Luego se hizo un recuento del número total de 0 s generados, y un recuento alto indicaba una mayor probabilidad de que la posición inicial de la secuencia de teclas chi fuera correcta.
Wynn-Williams había obtenido su doctorado en la Universidad de Cambridge por su trabajo en el Laboratorio Cavendish con Sir Ernest Rutherford . [15] En 1926 había construido un amplificador utilizando válvulas termoiónicas (tubos de vacío) para las corrientes eléctricas muy pequeñas que surgen de los detectores en sus experimentos de desintegración nuclear. Rutherford había conseguido que dedicara su atención a la construcción de un amplificador de válvula fiable y a métodos para registrar y contar estas partículas. El contador utilizó tubos Thyratron llenos de gas, que son dispositivos biestables .
Los contadores que Wynn-Williams diseñó para Heath Robinson, y posteriormente para las computadoras Colossus, usaban tiratrones para contar unidades de 1, 2, 4, 8; relés de alta velocidad para contar unidades de 16, 32, 48, 64; y retransmisiones más lentas para contar 80, 160, 240, 320, 400, 800, 1200, 1600, 2000, 4000, 6000 y 8000. [14] El recuento obtenido para cada ejecución de la cinta del mensaje se comparó con un pre -El valor establecido, y si lo excedía, se mostraba junto con un conteo que indicaba la posición de la cinta clave en relación con la cinta del mensaje. Inicialmente, los operadores de Wren tuvieron que anotar estos números antes de que apareciera el siguiente conteo que excedía el umbral, lo que fue "una fuente fructífera de error", [16] por lo que pronto se introdujo una impresora.
El Heath Robinson original era un prototipo y resultó eficaz a pesar de una serie de graves deficiencias. [16] Todos menos uno, la falta de capacidad de "abarcar" [17] , fueron superados progresivamente en el desarrollo de lo que se conoció como " Old Robinson ". [18] Sin embargo, Tommy Flowers se dio cuenta de que podía producir una máquina que generara el flujo de claves electrónicamente para eliminar el principal problema de mantener dos cintas sincronizadas entre sí. Esta fue la génesis de la computadora Colossus.
A pesar del éxito de Colossus, el enfoque de Robinson seguía siendo valioso para ciertos problemas. Se desarrollaron versiones mejoradas, apodadas Peter Robinson y Robinson and Cleaver en honor a los grandes almacenes de Londres. [19] Un desarrollo posterior de las ideas fue una máquina llamada Super Robinson o Super Rob. [20] Diseñado por Tommy Flowers, éste tenía cuatro somieres [21] para permitir la ejecución de cuatro cintas y se usaba para ejecutar profundidades y "cunas" o ejecuciones de ataque de texto sin formato conocido . [22] [23]
