Машина искала возможные настройки, использованные для шифрования сообщений (порядок роторов, положение ротора, соединения коммутационной панели), опираясь на известный открытый текст. Для каждой возможной настройки ротора (у которого было 10¹⁹ состояний или 10²² в модификации, использовавшейся на подводных лодках) машина производила ряд логических предположений, основываясь на открытом тексте (его содержании и структуре). Далее машина определяла противоречие, отбрасывала набор параметров и переходила к следующему. Таким образом, бо́льшая часть возможных наборов отсеивалась и для тщательного анализа оставалось всего несколько вариантов. Первая машина была запущена в эксплуатацию 18 марта 1940 года. Перебор ключей выполнялся за счёт вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком, похожим на тиканье часов.

Работа машины:

• Генерация данных: Каждый горизонтальный ряд на ленте сообщения представляет собой символ, зашифрованный пятью полями, каждое из которых могло быть пробито или нет. Такую ленту Colossus читал со скоростью 5000 символов в секунду. Colossus обладал очень ограниченной памятью, потому лента сообщения читалась по кругу, чтобы обеспечить непрерывный цифровой поток данных. Даже сообщение длиной порядка 25000 символов (около 4000 слов), которое могло занять 10 страниц печатного текста, Colossus читал за пять секунд. Каждую минуту такое сообщение было прочитано около 12 раз. Цифровой поток данных с ленты был разделен на пять отдельных каналов для параллельной обработки, что существенно ускорило скорость работы машины. Параллельно с этим Colossus генерировал пятиэлементный поток данных, используя симулятор ключа для шифра Лоренца.
• Анализ данных: Colossus сравнивал два канальных элемента символа из сообщения с эквивалентными элементами из потока ключа, который продвигался на одну позицию каждый раз, когда сообщение с ленты начинало читаться заново. Каждый раз, когда Colossus находил соответствие, ключ считался правильным для этой позиции, и для него начислялось одно «очко». Через четыре или пять минут очки начинали складываться электронным счетчиком и на переднюю ламповую панель выводились единицы, десятки, сотни и тысячи.
• Вывод данных: Когда счет становился достаточно большим, печатающее устройство распечатывало соответствующие позиции дисков для ключа, который дал такой счет. Эти стартовые позиции дисков потом использовались в машине Лоренца для расшифровки сообщения. Приблизительное время, которое занимал поиск необходимых стартовых позиций дисков, составляло около часа. Предыдущие методы расшифровки подобного сообщения занимали несколько дней.

Шифратор речи (Delilah)

Алан Тьюринг продолжил работу по созданию электронного устройства для шифрования речи в телефонных сетях, начатую им в Bell Labs. Он начал сотрудничать с радиослужбой разведкой в Хэнслоп Парке. Вместе с инженером Дональдом Бэйли Тьюринг разработал дизайн портативного шифратора речи — Delilah. Устройство не было приспособлено для работы с радиосистемами высокой дальности и было закончено слишком поздно, чтобы применяться в военные годы. Несмотря на успешную демонстрацию Тьюринга (была зашифрована и расшифрована речь Черчилля), Delilah не пошла в массовое производство. В шифраторе Тьюринга использовалось менее 30 электронных ламп, и другие решения смогли превзойти его лишь через 15 лет.

Источник информации: Википедия