Die Colossus

Colossus (Plural: Colossi) war ein früher Röhrencomputer, die in England während des Zweiten Weltkriegs speziell zur Dechiffrierung von geheimen Nachrichten des deutschen Militärs gebaut wurde. Mit seiner Hilfe wurde ab 1943 in Bletchley Park die Entzifferung der deutschen Lorenz-Schlüsselmaschine möglich.


Colossus Mark II

Geschichte

Die Verschlüsselungsmethode – Erzeugung von Pseudozufallszahlen und exklusive Veroderung – wurde durch einen schwerwiegenden Fehler eines Wehrmachtssoldaten bereits bei einem der ersten Erprobungsversuch erkannt: Eine etwa 4000 Zeichen lange Nachricht wurde mit leicht unterschiedlichem Text, jedoch mit derselben Pseudozahlenfolge zweimal übertragen, was streng verboten war.

Die Deutschen verwendeten einen täglich wechselnden Schlüssel, der unterschiedliche Zahlenfolgen erzeugte. Jede Nachricht musste daher getrennt entziffert werden. Eine manuelle Dechiffrierung einer Nachricht nahm mehrere Tage bis Wochen in Anspruch. Die enthaltene Information war dann in der Regel wertlos. Der Entwurf der Maschine stammte, aufbauend auf Ideen zu einer universellen Maschine von Alan Turing, von Max Newman, der erkannte, dass die Entzifferung mit Maschinenhilfe wesentlich beschleunigt werden kann. Gebaut wurde die Maschine von Tommy Flowers im Forschungszentrum der britischen Post in Dollis Hill.
Aufbau und Leistungsfähigkeit

Colossus bestand zunächst (1943) aus 1.500 Röhren, später aus 2.500. Bei einer Leistungsaufnahme von 4500 W konnte die Maschine erstaunliche 5.000 Zeichen (à 5 Bit) pro Sekunde verarbeiten. Der Speicher bestand aus 5 Zeichen von je 5 Bit in Schieberegistern. Die Zeichen wurden photoelektrisch von einem Lochstreifen gelesen, die Lochreihe in der Streifenmitte erzeugte den Takt, bei 5.000 Zeichen/sek also 200 µs. Innerhalb eines Taktes konnten etwa 100 Boolean-Operationen auf jeder der fünf Lochreihen und anschließend auf einer Zeichenmatrix parallel durchgeführt werden. Die Treffer wurden dann gezählt.

Zwischen 1943 und 1946 wurden insgesamt zehn Geräte gebaut. Colossus erlaubte die Entzifferung einer Nachricht innerhalb weniger Stunden. Colossus gilt als der erste große Elektronenrechner (Röhrenrechner). Der Spezialrechner entstand vor dem riesigen amerikanischen Röhrenrechner ENIAC, aber nach den kleinen elektronischen Atanasoff-Berry-Computer. Colossus kam nicht gegen die Enigma zum Einsatz.
Erster großer Elektronenrechner

Colossus war kein speicherprogrammierbarer Rechner, sondern konzipiert als Spezialrechner für den Bruch von „Tunny“-Nachrichten. Er wurde über Kabelverbindungen und Schalter programmiert. Seine Existenz wurde bis in die 1970er Jahre geheimgehalten. Als Nachfolger können die ersten speicherprogrammierbaren Digitalrechner der Universitäten Manchester und Cambridge aufgefasst werden.

Nachbau durch Tony Sale

Erst 1970 wurde die Existenz von Colossus öffentlich bekannt. Ab 1990 baute Tony Sale, Ingenieur und ehemaliger Mitarbeiter des Nachrichtendienstes MI5, den Colossus für das Computermuseum in Bletchley Park nach. Am 6. Juni 1996 hatte er seinen ersten erfolgreichen Lauf. Zur offiziellen Einweihung des Gerätes am 16. November 2007 sandten deutsche Funkamateure einen mit einer originalen Lorenz-Maschine verschlüsselten Text. Colossus „knackte“ die Nachricht in drei Stunden und 35 Minuten, sie enthielt eine Einladung zu einer Ausstellung mit historischen Computern im Heinz Nixdorf MuseumsForum, Paderborn. Die Entzifferung verzögerte sich um rund 45 Minuten, da eine der 2400 Röhren des Rechners geplatzt war.[1] Im parallel zur Übertragung veranstalteten Wettbewerb gelang es einem Funkamateur, das Signal mit der Antenne seines Clubs aufzufangen, akustisch zu bearbeiten und es mit einem Laptop unter FreeBSD schließlich in 46 Sekunden zu entziffern.[1]

Der Nachbau des Colossus ist im National Museum of Computing in Bletchley Park zu besichtigen.
Colossus – der Film

1970 entstand der Science-Fiction-Thriller „Colossus: The Forbin Project“ nach einem Roman von Dennis Feltham Jones. Er bezieht sich zwar nicht ausdrücklich auf seinen älteren Namensvetter, dennoch sind Parallelen erkennbar: Ein gigantischer Supercomputer, eingebettet in das Innere eines Berges, soll helfen, den Weltfrieden zu sichern. Professor Forbin (dargestellt von Eric Braeden), der geniale Entwickler des Computergiganten, welcher sogar einen Nuklearkrieg überstehen soll, rechnet nicht mit dem gefahrvollen Potential seiner Kreation.
Vergleich mit anderen frühen Computern
Eigenschaften der ersten Computer Computer Land Inbetriebnahme Gleitkomma-
arithmetik Binär Elektronisch Programmierbar Turingmächtig
Zuse Z3 Deutschland Mai 1941 Ja Ja Nein Ja, durch Lochstreifen Ja, ohne Praxisnutzen
Atanasoff-Berry-Computer USA Sommer 1941 Nein Ja Ja Nein Nein
Colossus UK 1943 Nein Ja Ja Teilweise, durch Neuverkabelung Nein
Mark I USA 1944 Nein Nein Nein Ja, durch Lochstreifen Ja
Zuse Z4 Deutschland März 1945 Ja Ja Nein Ja, durch Lochstreifen Ja
ENIAC USA 1946 Nein Nein Ja Teilweise, durch Neuverkabelung Ja
1948 Nein Nein Ja Ja, durch eine Matrix aus Widerständen Ja

Quelle