Lorenz y Enigma planteaban problemas distintos
Durante la Segunda Guerra Mundial, las fuerzas armadas alemanas utilizaron varios sistemas de cifrado. Sus señales no eran las mismas, ni se podían analizar todos con las mismas máquinas y métodos.
| Sistema |
Comunicaciones utilizadas |
Máquina británica relacionada |
| Enigma |
Numerosos mensajes militares, incluidos los transmitidos en código morse |
La Bombe electromecánica ayudaba a buscar los ajustes. |
| Lorenz SZ40/SZ42 |
Comunicaciones de alto nivel por teletipo |
Colossus aceleraba una parte del análisis del cifrado. |
Un teletipo transmite caracteres representados mediante señales eléctricas y puede imprimirlos en el extremo receptor. Lorenz combinaba esas señales con una secuencia generada por un mecanismo de doce ruedas. En Bletchley Park, el sistema Lorenz y sus comunicaciones recibían el nombre de Tunny.
La diferencia es importante: Colossus no era simplemente una Bombe más rápida. La biografía de Alan Turing explica su contribución a los trabajos sobre Enigma; el diseño electrónico de Colossus correspondió a Flowers y a sus colaboradores.
Reconstruir una estructura sin haber visto la máquina
Los británicos empezaron a comprender Lorenz sin disponer de un ejemplar alemán. John Tiltman logró un avance decisivo al analizar mensajes cifrados con los mismos ajustes. Después, Bill Tutte reconstruyó la estructura lógica del sistema a partir de las regularidades observadas.
Aquello hizo posible un ataque metódico, pero no eliminó el enorme volumen de operaciones. Todavía había que buscar los ajustes empleados en cada mensaje y aprovechar los resultados.
Dos equipos desempeñaban funciones complementarias. La Testery, dirigida por Ralph Tester, trabajaba en el descifrado de Tunny. La Newmanry, al mando de Max Newman, desarrollaba formas de mecanizar algunas búsquedas. Newman no pretendía construir una máquina que entendiera alemán, sino automatizar operaciones repetitivas definidas por los criptoanalistas.
Las máquinas Tunny británicas, que reproducían el funcionamiento del sistema de cifrado, también intervenían en la obtención del texto descifrado. Colossus era un eslabón de una cadena de trabajo, no la cadena completa. El museo explica las diferencias entre estos equipos y sus funciones.
Qué buscaba Colossus en un mensaje
El cifrado transforma el aspecto de un texto. Aun así, los métodos desarrollados en Bletchley Park permitían revelar regularidades estadísticas útiles mediante determinadas combinaciones de señales.
Colossus recorría los caracteres cifrados, los combinaba con secuencias que representaban hipótesis sobre las ruedas de Lorenz y contaba cuántas veces se cumplía una condición elegida. Según la prueba, un recuento inusualmente alto o bajo podía señalar un ajuste prometedor.
Para hacerte una idea, imagina un experimento simplificado: probar varios ajustes con los mismos datos y comparar las puntuaciones. Un resultado que destaca merece atención, pero aún hay que comprobarlo. Esta imagen ilustra el enfoque estadístico sin reproducir las fórmulas reales del ataque.
La explicación técnica de Ben North para la Computer Conservation Society describe, entre otras cosas, la búsqueda de las posiciones iniciales de las ruedas llamadas chi. Los métodos reales aprovechaban la estructura específica de Lorenz; no consistían en probar indiscriminadamente todas las combinaciones posibles.
De Heath Robinson a la propuesta electrónica de Flowers
El problema de sincronizar dos cintas
Una máquina anterior, Heath Robinson, entró en servicio en 1943. Comparaba la información de dos cintas perforadas: una representaba el mensaje interceptado y la otra contenía las secuencias utilizadas en las pruebas.
Mantenerlas sincronizadas era difícil. Si sus posiciones se desfasaban, el cálculo comparaba pares de datos equivocados. Por tanto, no bastaba con trabajar deprisa: había que conservar una alineación fiable durante todo el proceso.
Flowers propuso generar las secuencias necesarias electrónicamente, dentro de la máquina. Así solo quedaba por leer la cinta del mensaje. Desaparecía el problema de sincronizar dos cintas, aunque seguían existiendo las limitaciones de la lectura del papel.
La experiencia de las telecomunicaciones
Flowers trabajaba en el centro de investigación del General Post Office en Dollis Hill, en Londres. Su experiencia con equipos telefónicos le había familiarizado con las válvulas electrónicas, también llamadas tubos de vacío.
Estos componentes podían controlar señales sin esperar a que se moviera un contacto mecánico. Permitían realizar operaciones con rapidez, pero también generaban dudas: ¿cómo mantener en funcionamiento una máquina con tantas válvulas durante largos periodos?
Flowers defendió un diseño estable basado en su experiencia, entre otras cosas evitando encendidos y apagados repetidos. Las válvulas no se volvían infalibles: la fiabilidad también dependía de los circuitos, la alimentación, las pruebas y el mantenimiento.
Colossus fue un trabajo colectivo. Harry Fensom y Don Horwood volvieron a montar el primer modelo en Bletchley Park. Allen Coombs tuvo después un papel importante en el desarrollo del Mark II. Flowers dirigía el diseño electrónico, mientras que las necesidades y los métodos se concretaban en el diálogo con los criptoanalistas.
Por dentro: leer, generar secuencias y contar
Seguir el recorrido de los datos ayuda a entender la máquina sin examinar todos sus circuitos.
Esquema funcional simplificado: las flechas indican las etapas del tratamiento, no la disposición física exacta de los componentes. Los conmutadores y las conexiones determinan qué pruebas se realizan.
1. Leer el mensaje en una cinta perforada
Los caracteres cifrados se representaban en una cinta de papel con cinco posiciones binarias por carácter: cada posición podía tener un agujero o carecer de él. Las combinaciones de esos dos estados codificaban la información. La cinta contenía, por tanto, el mensaje cifrado y no el programa de la máquina.
La cinta formaba un bucle y pasaba por un lector fotoeléctrico. La luz que atravesaba los agujeros permitía generar señales eléctricas. La lectura alcanzaba unos 5.000 caracteres por segundo; la cinta también proporcionaba el ritmo con el que se sincronizaban las operaciones.
2. Generar las secuencias de prueba
Los circuitos reproducían las secuencias asociadas a las ruedas según los ajustes preparados para la búsqueda. Así se podían contrastar los mismos caracteres cifrados con distintas hipótesis sin fabricar una cinta nueva para cada una.
Los datos de entrada y los ajustes tenían funciones diferentes: la cinta aportaba el material que se analizaba; las conexiones y los conmutadores determinaban qué comprobaba la máquina.
3. Contar y señalar resultados interesantes
Los circuitos lógicos combinaban las señales y los contadores acumulaban los resultados. Los ajustes y las puntuaciones considerados interesantes podían imprimirse para que los equipos los examinaran.
Relacionar cada puntuación con las posiciones probadas permitía comparar las pistas y continuar la investigación. La impresión conectaba el cálculo electrónico con su aprovechamiento por parte de los criptoanalistas.
Programar sin un programa almacenado
Colossus se preparaba mediante conmutadores, clavijas y conexiones. Se elegían las operaciones lógicas y los recuentos adecuados para cada búsqueda. Había una flexibilidad real: la máquina no estaba limitada a repetir siempre una única prueba inalterable.
Sin embargo, esa programación dependía de un equipo especializado. La máquina no recibía una secuencia general de instrucciones guardada en memoria y modificable como los datos de un programa moderno. No estaba concebida para pasar libremente del criptoanálisis a la contabilidad o a la simulación científica.
Conviene distinguir cuatro conceptos:
| Concepto |
Qué significa en Colossus |
| Electrónico |
Las operaciones rápidas se realizaban con circuitos de válvulas, pero seguía habiendo piezas mecánicas y relés. |
| Digital |
La información se representaba mediante estados diferenciados, incluidos valores binarios, en lugar de una magnitud que variara de forma continua. |
| Programable |
Las conexiones y los conmutadores permitían configurar distintos tratamientos dentro de su especialidad. |
| Programa almacenado |
No describe a Colossus: no guardaba un programa general de instrucciones en memoria. |
La máquina de Turing, en cambio, es un modelo matemático de la computación. Que en ambos casos se hable de una cinta no convierte a Colossus en una realización física de ese modelo: aquí el papel transportaba un mensaje cifrado por un dispositivo construido para analizarlo.
Mark I y Mark II: mejoras durante su uso operativo
Las primeras pruebas satisfactorias se realizaron en Dollis Hill a finales de 1943. Después, Colossus fue trasladado y montado de nuevo en Bletchley Park en enero de 1944.
La entrada del 29 de febrero de 1944 del diario de guerra del Post Office indica que estaba listo para funcionar el 5 de febrero de 1944. A continuación describe su uso diario y las mejoras en curso. Separar las pruebas, la instalación y la explotación permite entender por qué las fechas de 1943 y 1944 aparecen en la historia de sus comienzos.
| Versión |
Hito |
Principal avance |
| Mark I |
En funcionamiento en febrero de 1944; unas 1.500 válvulas |
Primera aplicación operativa del diseño. |
| Mark II |
Entró en servicio por primera vez el 1 de junio de 1944; unas 2.400 válvulas |
Más posibilidades de tratamiento y de procesamiento en paralelo. |
Las cifras de válvulas son aproximadas. Algunas descripciones redondean a 2.500 las de los modelos más desarrollados. Sirven para apreciar la escala de la instalación, no para equiparar cada válvula con una instrucción ejecutada.
El procesamiento en paralelo permitía tratar varios casos a la vez. Un mayor rendimiento no significaba necesariamente que el papel circulara más deprisa. También se investigaban los patrones de las ruedas, no solo sus posiciones iniciales: el diario del Post Office ya menciona ese trabajo en febrero de 1944. Los métodos y los equipos evolucionaban según las necesidades del criptoanálisis.
Al terminar la guerra había diez Colossus en servicio. El primero no quedó como un experimento aislado: dio paso a una serie de equipos que se utilizaron de forma efectiva.
Las operadoras y el trabajo de toda la organización
Entre quienes manejaban Colossus había integrantes del Women’s Royal Naval Service, conocidas como Wrens. Hacían posibles las sucesivas ejecuciones: cargaban las cintas, aplicaban los ajustes, vigilaban el funcionamiento y recogían las salidas. Construir los circuitos era solo una parte del trabajo necesario para analizar mensajes a diario.
En su testimonio recogido por ABC en 2015, Joanna Chorley describió, entre otras tareas, la colocación de las cintas y la comprobación de las conexiones. El National Museum of Computing recuerda su curiosidad técnica y sus conversaciones con los ingenieros. Estos recuerdos muestran a personas que suelen quedar fuera de los relatos centrados únicamente en los diseñadores.
También eran esenciales los equipos de interceptación de radio, preparación de cintas, descifrado y mantenimiento, así como quienes aprovechaban la información obtenida. Un error de transcripción, un ajuste incorrecto o una avería podían comprometer un trabajo que, por lo demás, estuviera bien hecho. La organización importaba tanto como la velocidad de la máquina.
Importancia estratégica y décadas de secreto
Leer comunicaciones de alto nivel ayudaba a los Aliados a comprender las intenciones y la organización del adversario. Colossus aceleraba una parte de esa labor dentro de un esfuerzo de inteligencia mucho más amplio. Sería engañoso atribuirle por sí solo el éxito del desembarco de Normandía o una cantidad exacta de meses de guerra evitados.
El secreto continuó después de 1945. Ocho de las diez máquinas fueron destruidas tras la guerra; las otras dos se conservaron para tareas de inteligencia hasta la década de 1960, según el GCHQ. Quienes habían participado seguían sujetos a sus obligaciones de confidencialidad.
Las primeras informaciones oficiales se hicieron públicas en 1975, como recuerda el National Museum of Computing. Las investigaciones del historiador de la informática Brian Randell contribuyeron al reconocimiento de Colossus y de sus equipos. Eso no significó que toda la documentación pasara a estar disponible de inmediato: el conocimiento del proyecto se fue construyendo poco a poco.
El secreto limitó su presencia en la historia pública y la difusión abierta de sus técnicas, pero no borró la experiencia de quienes habían trabajado en él. Se pueden reconocer esas transferencias de conocimientos sin presentar cada ordenador de posguerra como descendiente directo de Colossus.
A partir de la década de 1990, Tony Sale y un equipo de voluntarios emprendieron una reconstrucción a partir de documentos fragmentarios y testimonios. La máquina resultante se conserva en el National Museum of Computing, en el Block H de Bletchley Park. Es una reconstrucción, no un original que haya llegado intacto desde la guerra.
Qué lugar ocupa Colossus entre los primeros ordenadores
La expresión «primer ordenador» esconde varios criterios: tecnología electrónica o electromecánica, capacidad de programación, uso especializado o general y programa externo o almacenado en memoria.
Colossus suele reconocerse como el primer ordenador electrónico digital programable, con una programación limitada a su ámbito. Esa descripción precisa es más útil que atribuirle un «primer puesto» sin matices. Uno de sus grandes logros fue hacer funcionar un tratamiento electrónico rápido y configurable a gran escala, en condiciones operativas reales.
El Z3 de Konrad Zuse muestra otra vía, electromecánica. ENIAC representa, en cambio, un calculador electrónico de uso general, configurado inicialmente mediante conexiones y conmutadores. Las primeras máquinas de programa almacenado, entre ellas Baby y EDSAC, representan otro cambio: guardar las instrucciones del programa en memoria.
Estas comparaciones describen decisiones y realizaciones distintas, no una secuencia en la que cada equipo se limitara a copiar al anterior. Colossus demuestra que un problema muy especializado puede impulsar una innovación fundamental sin que una sola máquina reúna todos los rasgos del ordenador moderno.
Preguntas frecuentes
¿5.000 caracteres por segundo equivalen a 5.000 mensajes?
No. Ese ritmo se refiere a la lectura de caracteres de la cinta. Un mensaje contiene muchos caracteres y puede requerir varias pasadas para probar distintos ajustes. No es una cifra de mensajes completamente descifrados por segundo.
¿Un resultado estadístico podía resultar engañoso?
Sí. Una puntuación interesante señala una pista que hay que comprobar, no una certeza. Los resultados deben contrastarse con las demás etapas del trabajo criptoanalítico. Por eso la máquina no sustituye los métodos ni los controles de los equipos.
¿Se puede comparar su velocidad con la de un ordenador actual?
Solo si se definen con precisión el mismo trabajo y los mismos datos. La velocidad de lectura, el número de pruebas y el tiempo necesario para descifrar un mensaje completo miden cosas diferentes. Una cifra aislada no permite comparar dos máquinas de forma útil.
¿Qué diferencia hay entre Colossus y ENIAC?
Colossus era una máquina electrónica digital programable especializada en ciertas operaciones de criptoanálisis; ENIAC se diseñó para cálculos numéricos más generales. Sus equipos y configuraciones no permitían, por tanto, los mismos tratamientos. En su configuración inicial, ninguno ejecutaba un programa de instrucciones almacenado en memoria. ENIAC evolucionó después: en 1948 ejecutaba instrucciones codificadas en bancos de conmutadores, sin utilizar para el programa una memoria reescribible como la del Manchester Baby.