Warto zobaczyć: Bletchley Park, czyli historie szpiegowsko-komputerowe

 Code and Cipher School

Ośrodek w Bletchley Park kojarzy się z pałacykiem w stylu Gargamela, który zwykle pojawia się na zdjęciach i w filmach. W nim i w przyległych budynkach (domkach służących, budynkach gospodarczych) mieściła się Code and Cipher School przed wybuchem wojny. Wbrew nazwie, nie szkoła, choć pracownicy niewątpliwie zdobywali nowe umiejętności, a raczej fabryka produkująca dane wywiadowcze na skalę przemysłową. Już jesienią 1939 zabrakło miejsca na dodatkowych pracowników. Obok posiadłości zbudowano najpierw prowizoryczne drewniane baraki, potem  większe budynki murowane, nadal wyglądające na stawiane w pośpiechu. Zarekwirowano też pobliską szkołę. W sumie powstało tajne miasteczko zatrudniające prawie 9 tysięcy ludzi - głównie kobiet.

Tak wygląda większość ośrodka w Bletchley Park

Obok wybitnych matematyków, wśród których najbardziej znany był Alan Turing, ośrodek potrzebował ludzkich komputerów. To nadal były osoby wykształcone, zwykle po studiach matematycznych lub technicznych, ale niekoniecznie wybitne. Ich zadaniem było wykonanie obliczeń według algorytmów obmyślonych przez ekspertów. Oprócz łamaczy szyfrów, w Bletchley Park pracowali radiooperatorzy, tłumacze (głównie języka niemieckiego i włoskiego, w mniejszym stopniu japońskiego i rosyjskiego) oraz analitycy wywiadu. A także personel pomocniczy: strażnicy, gońcy, kierowcy, kucharze itp. W większości kobiety, a nawet nastoletnie dziewczyny (najmłodsze miały 14 lat). Wszyscy musieli być sprawdzeni przez kontrwywiad. Z tego powodu Rejewski i inni uciekinierzy z Francji nie mogli pracować w Bletchley Park - Brytyjczycy uznali, że nie można w 100% zagwarantować, że nie zostali w międzyczasie zwerbowani przez Niemców (np. szantażem). Pracownicy ośrodka oficjalnie dostawali przydział do jakiegoś innego miejsca - np. na fikcyjny okręt albo do nieistniejącego biura RAF-u. Niemcy nie dowiedzieli się o istnieniu Bletchley Park, natomiast Rosjanom (z którymi alianci zachodni nie podzielili się informacjami o złamaniu Enigmy) udało się wprowadzić swojego agenta.

Staw w Bletchley Park

Muzeum w Bletchley Park

Rekonstrukcja jednego z biur

Muzeum zajmuje większość dawnego ośrodka. Jest dość drogie: cena bez zniżek to £25, za to dzieci do 12 lat wchodzą gratis, a bilet jest roczną wejściówką. W weekendy odwiedzają je tłumy, ale tłok bywa jedynie przy kasach. Teren jest ogromny i spokojnie może pomieścić tysiące osób. Zwiedzający dostają automatyczny przewodnik audio-video, z dotykowym ekranem. Można go przełączyć na wersję dorosłą albo dziecięcą. Ta druga przekazuje mniej informacji i prostszym językiem, za to pozwala pograć w łamanie prostych kodów. 

Eksponaty są różnego rodzaju: w tak ogromnym obiekcie nie trzeba było wybierać, można dać wszystkie. Niektóre budynki to rekonstrukcje tego, jak wyglądały podczas wojny. Nie wszystkie - nie miałoby przecież sensu pokazywanie setek jednakowych pokojów wypełnionych zwykłymi biurkami z maszynami do pisania. Inne zawierają więc gabloty, a w nich różne wersje Enigmy i narzędzi analitycznych. Wśród nich jest polska bomba i elementy angielskiej bomby, maszyny zaprojektowanej przez Alana Turinga. Są sale wypełnione tablicami informacyjnymi. Niewiele jest elementów interaktywnych, ale są ciekawe, np. na dotykowym ekranie możemy oglądać przebieg sygnału w Enigmie. Za to dużo instalacji video.

Niektóre wystawy nie dotyczą bezpośrednio Enigmy, ale innych tematów związanych z ośrodkiem. W budynku radiooperatorów jest więc wprowadzenie do techniki radiowej. Gdzie indziej wystawa o AI, której duchowym ojcem jest Alan Turing. Jest coś o współczesnych szpiegach: stacja wywiadu elektronicznego w kontenerze, do szybkiego transportu. W garażu stoi ciężarówka którą dostarczano zaopatrzenie, motocykle kurierów, mobilna stacja nasłuchu radiowego. W jednym z pokojów trafiłem na wystawę o wojskowych gołębiach - okazuje się, że jeszcze w czasie II wojny światowej był powszechnie używane, obie strony korzystały też z tresowanych sokołów do przechwytywania transmisji. Brytyjczycy podrzucali również fałszywe niemieckie gołębie, które zamiast do Berlina zanosiły wiadomość do Anglii.

Mobilna stacja GCHQ z Afganistanu z zewnątrz i w środku

 

National Museum of Computing

Muzeum znajduje się na terenie dawnego ośrodka Bletchley Park, ale to osobna instytucja. A zatem z osobnym biletem (dorośli £15, dzieci powyżej 5 lat £10, roczny bilet w obu przypadkach 3x droższy). Szczyci się tym, że wiele eksponatów działa. Niektóre można tylko obejrzeć podczas zorganizowanego pokazu, ale wiele jest takich, która można dotknąć i wypróbować.

Colossus i Bomb

Muzeum mieści się w budynku, w którym oryginalnie znajdował się Colossus, maszyna uznawana często za pierwszy komputer. Pierwszeństwo zależy od przyjętej definicji komputera - Colossus nie był uniwersalny, był specjalizowaną maszyną kryptoanalityczną. Był jednak w pewnym zakresie programowalny i miał wiele rozwiązań typowych dla późniejszych komputerów - przede wszystkim, korzystał z logiki dwójkowej i wykonywał obliczenia w pełni elektronicznie, a nie elektromechanicznie. Nie miał za to pamięci operacyjnej, czytał dane z taśmy perforowanej i na bieżąco wykonywał działania. Nie miał też procesora jaki znamy dzisiaj, czyli zintegrowanej jednostki arytmetyczno-logicznej, tylko osobne układy lamp pełniły funkcje liczników, sumatorów itp. - taka konstrukcja była normą do lat 60. Nie miał też zegara taktującego, szybkość działania była limitowana szybkością wczytywania danych, a tu z kolei ograniczeniem była wytrzymałość taśmy. W czasie prób osiągnięto 9700 znaków na sekundę, co wymagało prędkości przesuwu taśmy 85 km/h! By ograniczyć zrywanie taśmy, w standardowym użyciu zmniejszono prędkość do 5000 znaków na sekundę. Co ciekawe, Colossus wykonywał 5 operacji jednocześnie (naciągając nieco definicję: używał SIMD nim to się stało modne).

Colossus miał tylko jedno zadanie: łamanie szyfru Lorenz. O Enigmie słyszeli wszyscy, maszyna była powszechnie używana przez wojsko. Tymczasem najważniejsze transmisje rządowe przesyłano inaczej, szyfrowanymi liniami radiowych dalekopisów. Brytyjczycy nazwali nieznaną maszynę Tunny. Dopiero po wojnie udało im się zobaczyć maszynę Lorenz i przesłuchać niemieckich kryptologów. Lorenz, choć również był maszyną elektromechaniczną z zestawem wirników, działał na innej zasadzie niż Enigma, przypominającej współczesne szyfry komputerowe - bo linia przesyłowa była cyfrowa, korzystająca z 5-bitowego kodu ITA2, powszechnie używanego na całym świecie. Lorenz był znacznie trudniejszy do złamania. Błąd niemieckiego operatora, który raz przesłał dwie prawie takie same wiadomości przy użyciu tego samego klucza, umożliwił poznanie zasady działania (o ile rozumiem, taka sytuacja była dla brytyjskich kryptoanalityków znacznie lepsza niż 2 różne albo 2 identyczne wiadomości). Ale do regularnego łamania potrzebna była maszyna licząca.

W muzeum znajduje się zrekonstruowany Colossus Mk II (w ośrodku pracowało 10 takich maszyn, a wcześniej powstał prototypowy Colossus Mk I). Na chodzie, parę lat temu odbył się nawet publiczny konkurs łamania Lorenza (spoiler: amatorzy ze współczesnymi laptopami okazali się szybsi). Obok stoi również zrekonstruowana bomba angielska. To było urządzenie elektromechaniczne, z ruchomymi wałkami. Działało trochę jak wiele Enigm pracujących równolegle, jego celem było ustalenie pozycji wirników na dany dzień, co zajmowało zwykle 5-8 godzin. Zarówno Colossus, jak i bomba, są regularnie uruchamiane - w weekendy zwykle co godzinę. Zwiedzając muzeum warto zwrócić uwagę na tabliczkę kiedy będzie następny pokaz.

Komputery duże i średnie

To jednak jest muzeum komputerów, a nie kryptografii. Eksponaty są ułożone tematycznie i mniej więcej chronologicznie. Obok maszyn z czasów wojny stoją inne wczesne komputery, m.in. Harwell Dekatron (zwany również WITCH od Wolverhampton Instrument for Teaching Computing from Harwell), najstarszy działający komputer na świecie (oryginał, nie rekonstrukcja!). Zgodnie z nazwą Dekatron korzysta z systemu dziesiętnego. W sąsiedniej sali Large System Gallery są maszyny mainframe, fizycznie odmienne, ale zasadą działania już przypominające dzisiejsze komputery. M.in. IBM 1130 (w 1965 uznawany za mały i tani, tzn. 300kg i 30-40 tysięcy dolarów) i olbrzymi ICL 2996. W latach 70 pojawiły się systemy nazwane minikomputerami, tzn. wielkości lodówki. Były znacznie tańsze i mogły stać w normalnym biurze, nie wymagały specjalnego chłodzenia i kilowatów do zasilania. Dlatego produkowano je w seriach liczących dziesiątki, a nawet setki tysięcy egzemplarzy. W muzeum reprezentują je m.in. PDP-8 i PDP-11.

Harwell Dekatron, czyli WITCH

W Simulation Gallery najbardziej rzuca się w oczy Cray 1-S z 1979, z charakterystycznym dla tej firmy kształtem okrągłego siedziska. W latach 80 i na początku 90 Cray był wręcz synonimem superkomputera. Cray 1-S jest niekompletny, ale nawet gdyby udało się zgromadzić wszystkie elementy, muzeum nie jest w stanie zapewnić wymaganego zasilania (115 kW, w dodatku nietypowe 208V i 400Hz) i chłodzenia (drugie tyle mocy, a do tego układ na bazie zakazanego dzisiaj freonu). Na chodzie jest drugi Cray: Y-MP EL z 1992 roku. Wygląda znacznie bardziej konwencjonalnie w prostopadłościennej obudowie, jest zasilany ze zwykłego gniazdka i chłodzony powietrzem. 

W tej samej sali stoją też komputery analogowe. Dziś jest dla nas oczywiste, że komputer jest urządzeniem cyfrowym, ale jeszcze do lat 70 w niektórych zastosowaniach lepiej sprawdzały się komputery analogowe. Odpowiednikiem zmiennej było w nich napięcie wejściowe, programowano je łącząc kablami odpowiednie układy zbudowane z kondensatorów, cewek, tranzystorów itp.  wykonujące operacje takie jak dodawanie sygnałów, mnożenie, całkowanie, różniczkowanie. Na koniec odczytywano wynik woltomierzem lub oscyloskopem.  Komputery cyfrowe rozwijały się w szybkim tempie, a analogowe praktycznie stały w miejscu, więc ich nisza wciąż się kurczyła.

Cray Y-MP EL

Rozmiary peceta, ale większa wydajność i cena, to stacje robocze z lat 90. Najważniejsi producenci to Sun i Silicon Graphics, obaj są reprezentowani. Pamiętam z połowy lat 90 artykuł o SGI Indy, małej stacji o niesamowitych na tamte czasy możliwościach grafiki 3D i video. Indy w muzeum działa, w komplecie jest oryginalna kamera, można zrobić sobie selfie (fatalnej jakości) i wysłać na maila. Spróbowałem, nie dotarło (już za późno, ale powinienem był użyć innego konta - gmail skutecznie filtruje spam, ale kosztem tego, że często odrzuca wiadomości z nieznanych źródeł).

SGI Octane i Sun Sparc

SGI Indy

Komputery małe i jeszcze mniejsze

Pierwsze komputery domowe

Koniec lat 70 to pojawienie się tanich komputerów dla małego biznesu, a wreszcie i domowych. Są licznie reprezentowane: po kilka modeli Atari, Commodore, Apple, Acorn i innych. W tym wczesne komputery przenośne, niekiedy naciągające tę definicję, bo rozmiarów walizki i pozbawione akumulatora. W Polsce najpopularniejsze były Commodore 64 i Atari 65 lub 800 (do których, jak mówi piosenka ludowa, trzeba było sypać węgiel), ale w Wielkiej Brytanii wygrała firma Acorn, której komputery wygrały przetarg zorganizowany przez BBC w 1981 roku na komputer edukacyjny. Acorn Proton, znany odtąd jako BBC Micro, stał się standardowym wyposażeniem szkolnych pracowni, pomimo wyższej ceny od innych ośmiobitowców bywał też kupowany jako komputer domowy.

Na BBC Micro uczniowie programowali w Basicu, sterowali prostymi robotami, uruchamiali gry i programy edukacyjne. Najbardziej niesamowitym projektem był BBC Domesday, zorganizowany na 900-lecie oryginalnego Domesday Book, czyli średniowiecznego spisu miejscowości. Uczniowie tworzyli materiały na temat swoich miast, zawodowi autorzy dodali do tego informacje statystyczne, umieszczali na mapie. Całość została zapisana na LaserDisc do oglądania na BBC Master - mocniejszej, "nauczycielskiej" wersji BBC Micro. W muzeum można obejrzeć Domesday. Ale przede wszystkim jest cała klasa wyposażona w kilkanaście BBC Micro połączonych siecią. Kiedy zwiedzałem, akurat była zorganizowana lekcja dla wycieczki szkolnej. 

Ośmiobitowce są tańsze i łatwiejsze do zastąpienia, dlatego wielu z nich można używać bez  żadnego nadzoru. Kilka (obok nowszych komputerów i konsol) stoi na wystawie poświęconej historii gier komputerowych. Jest też sala, w której można spróbować sił w programowaniu na różnych maszynach, od Spectrum po pecety sprzed kilkunastu lat. Najmniejsze, za to najnowsze komputery w muzeum to Arduino i Raspberry Pi.

Wystawa gier komputerowych

 

Różności

Pomniejsze wystawy umieszczono na korytarzach. Jest więc gablota o historii kalkulatorów, od mechanicznych po elektroniczne z odnogą w postaci suwaków logarytmicznych. Jest gablota pamięci masowych. Najdziwniejszym dla mnie eksponatem były zegary taktujące używane w dawnych urządzeniach telekomunikacyjnych. Zegary kwarcowe nie były jeszcze znane, nie była potrzebna duża szybkość, używano więc po prostu zegarów z wahadłem.

W okolicy

Miasteczko Bletchley Park leżało w środku niczego, ale obecnie znajduje się na obrzeżach Milton Keynes. To jedno z Nowych Miast, mających trochę rozgęścić Londyn, zaprojektowanych i zbudowanych w latach 50 i 60. Największe, jedno z ostatnich i uważane za najbardziej udane (niektórzy twierdzą, że jedyne udane). Nowe Miasta mają swoje zalety - racjonalnie zaprojektowane ulice rzadziej się korkują, towarzyszy im sieć chodników i dróg rowerowych (tak, już wtedy). Jest dużo zieleni, z każdego miejsca jest blisko do parku i szkoły. Są i wady - ponieważ miasto nie ewoluowało, tylko zostało zaprojektowane na jeden raz, jeśli projektanci popełnili błąd, to został on powielony na całej przestrzeni. W przypadku Milton Keynes zdążyli już nauczyć się na błędach. Nowe miasta wyglądają nieco dziwnie przez swoją niesamowitą regularność. Prawie wszystkie skrzyżowania są pod kątem prostym i w jednakowej odległości od siebie (prawie wyłącznie ronda), co któraś ulica jest wielopasmowa , w każdym kwadracie jest podstawówka, w co drugim szkoła średnia itd. Większość Nowych Miast to typowe sypialnie, ze śladową ilością przemysłu. Milton Keynes jest inne - jest siedzibą wielu brytyjskich firm (lub brytyjskich oddziałów firm międzynarodowych) i regularnie zajmuje czołowe miejsca w rankingach warunków dla biznesu.

Nowe Miasta były budowane prawie, ale nie całkiem od zera. Powstawały na bazie istniejących miasteczek lub wsi, dlatego obok nowego modernistycznego centrum da się w nich znaleźć typową angielską High Street z kilkusetletnimi pubami. W Milton Keynes takich zabytkowych centrów jest kilkanaście - ćwierćmilionowe miasto wchłonęło 4 miasteczka i 15 wsi. Wśród nich oprócz Bletchley Park była siedziba innego ośrodka wywiadu - HMGCC, czyli His Majesty's Government Communications Centre w Hanslope Park. Jeśli jakieś miejsce przypomina pracownię filmowego Q, to właśnie to. HMGCC specjalizuje się w projektowaniu urządzeń szyfrujących, komunikacyjnych i podsłuchowych. Podobno również bardziej śmiercionośnych szpiegowskich gadżetów, ale oficjalnie nic nie wiadomo. Ośrodek jest nadal czynny i niestety nie ma w nim żadnego, choćby najmniejszego muzeum. A szkoda, bo z nielicznych ujawnionych informacji wynika, że byłoby co oglądać. Alan Turing, który podczas wojny pracował również w Hanslope Park, zaprojektował urządzenie do szyfrowania głosu Delilah, używane do zabezpieczania rozmów telefonicznych między brytyjskim premierem a amerykańskim prezydentem. Tu powstały też ukryte nadajniki używane przez brytyjskich szpiegów. Kilka lat temu do budynku wpuszczono grupę dziennikarzy: https://www.bbc.co.uk/news/uk-67626880