Коприна и процесори

Откакто свят светува, технологичното превъзходство е определящо за изхода при сблъсъка между два противника. Няма значение дали този конфликт се случва на военния или на бизнес фронта, по-високата технология винаги е ключов фактор за изхода на сблъсъка. Един от най-емблематичните примери във военно отношение е сблъсъкът между шепа конквистадори срещу многобройните индианските племена в Новия Свят. В различните периоди на завоюване, стотина конквистадори успявали да победят понякога и стократно превъзхождащ ги противник.

фиг.1 Битката при  Каямарка' средновековна гравюра 16 в.
фиг.1 Битката при Каямарка' средновековна гравюра 16 в.

Технологичните предимства, които конквистадорите притежавали, били:

Стоманени брони и оръжия, коне и барут (аркебузи и оръдия) - неща непознати за индианците.

Тези предимства, освен своята тактическа ефикасност, имали и психологически ефект, всяващ паника, което често предрешавало битката. Но наред с високо технологичната си екипировка, конквистадорите носели със себе си и биологично оръжие, за което самите те не си давали сметка. Те носели със себе си вирусите на едрата шарка и морбили, срещу които имали изграден имунитет. Но тези вируси заварили неподготвено местното население и погубили много повече индианци от стоманата и барута на бойното поле. След военните загуби и епидемиите, индианските цивилизации на инките, ацтеките и маите колабирали под натиска на шепа конквистадори и станали владение на испанския крал.

Този контраст на технологии (и имунитет) между конквистадорите от една страна, и маите, ацтеките и инките от друга, е бил възможен единствено заради изолацията на Новия Свят (Южна и Северна Америка) от Стария Свят (Европа, Азия и Африка). Именно изолацията, заради океаните, лишила индианците от участие в естествения обмен на идеи, технологии, концепции и култура. Този обмен се случвал в по-гъстонаселения и омешан стар свят още от дълбока античност, че дори от Неолита. Макар че олмеките (Мексико) изобретили колелото независимо още през 1500 пр.не.е, все пак това се оказало недостатъчно при челния сблъсък с представителите на Стария свят. По някакъв начин обаче е иронично, че след време неща, внесени от Новия свят, като картофите (наред и с други плодове и зеленчуци) спасяват от гладна смърт милиони жители на Стария свят през неблагоприятните периоди... но това е една друга история.

В този текст ще разгледаме историята на няколко важни за човечеството технологии. Ще разгледаме и обмена на идеи, които не са били съвсем доброволни. Или казано по друг начин - ще говорим за кражба на технологии, или ако щете - промишлен шпионаж.

Съдбата на всяка тайна е да бъде разкрита, рано или късно. Когато тази тайна се отнася за технология, от която зависи някакво сериозно предимство - било то търговско или военно, съвсем естествено интересът към нея е по-голям, и съответно тя се пази по-свирепо.

Идеята за пазенето на определени умения от другите явно е от памтивека. Според гръцкия мит, Прометей откраднал знанието за огъня и го предал на хората, за да могат да живеят по-добре. Поради което Зевс го наказал да бъде прикован на скалите и да се мъчи вечно. Но от документираната история, първият по-интересен случай на кражба на технология е свързан със...

Китайската коприна

Производството на коприна за първи път било развито в Китай още в Неолита, около 4000 г. пр.н.е. Осъзнавайки важността на този материал, в даден момент китайските императори от няколко династии държали под специалнa охрана и надзор отглеждането на копринените буби и дървото черница,с чийто листа бубите се хранели. Освен това се пазели в тайна всички етапи от извличането на копринената нишка и тъкането на самия плат. Наказанието не само било сурово - смърт, но имало много бюрократи, натоварени със задачата да следват спазването на тайната. В следствие на това, в продължение на няколко хилядолетия Китай имал пълен монопол върху производството на коприната. Важността й била толкова голяма, че често се използвала и като валута, вместо пари. Дори името на най-древния търговски път, свързващ цяла Азия, през Индия и Персия, със Средиземноморието, се нарича Silk Road (Пътят на коприната).

фиг.2 В тази картина е изобразена китайската принцеса изнесла тайната на коприната. Сложната й прическа прикрива пашкулите на копринени молец и семената на черницата. рисунка на дърво. British Museum
фиг.2 В тази картина е изобразена китайската принцеса, изнесла тайната на коприната. Сложната й прическа прикрива пашкулите на копринени молец и семената на черницата. Рисунка на дърво. British Museum

Съществуват няколко истории за това, как коприната е била открадната. Според една от тях, през първата половина на 1 век сл.н.е. една китайска принцеса, която трябвало да се омъжи за престолонаследника на съседното царство Кхотан (Khotan), изнесла копринените буби, скрити в прическата й, заедно със семената за дървото черница. Освен това, тя взела със себе си две прислужнички, които знаели в тънкости цялата технология на извличане на копринена нишка и тъкането на платове от нея. Тъй като тя била принцеса, граничната охрана не посмяла да я претърсва. Тя извършила тази контрабанда повлияна от бъдещият си съпруг, защото не искала да се раздели с копринените дрехи, когато отиде на новото място...

Така или иначе, Япония, Корея и по-късно - Индия, успели да се доберат до тайната на коприненото производство и започнали да я произвеждат. Тайната на коприната достигнала до Византия през около 550г. сл.н.е. Християнски монаси изнесли тайно копринени молци от Китай и продали тайната във Византия. В днешно време, въпреки изтичането на тайната, Китай все още е основният износител на коприна, макар че тя има по-малко знчение отколкото преди.

По онова време китайската цивилизация е създала и редица други важни изобретения и материали, какъвто е барутът. Според историците, това е станало около IX век. За разлика от коприната обаче, в Китай на барута гледали в началото като средство за забавление и фойерверки, което се използвало доста ограничено във военни действия. Съответно и не се вземали сериозни мерки за пазенето на тази тайна. Монголците, след като превзели Китай, бързо разпространили барута из цяла Азия, арабския свят и по-късно - до Европа. Истинският унищожителен потенциал на барута като оръжие, използвано в оръдия, пушки и пистолети, било развито именно от арабите и европейците. Не толкова 'отворена' обаче била съдбата на един друг материал с военно предназначение - така нареченият:

'Гръцки огън'.

Съществуват много имена за предтечата на модерния напалм, но през Средновековието 'гръцки огън' се е наложило в редица летописи. Смята се, че е направен от няколко алхимика в Константинопол, които наследили откритията от Александрийската школа. Създаден около средата на 7 век, това било средство за подпалване на кораби. Основната характеристика на Гръцкия огън е, че не се гаси с вода и гори дори тогава, когато плува във водата. Представете си, че сте в море и корабът ви е запален с гръцки огън. Около вас само вода, вие няма къде да избягате и опитите да изгасите кораба са безуспешни. Истински кошмар. Това средство осигурявало военноморско превъзходство на Византия при редица ключови битки, особено при двете арабски нашествия по вода, като осигурило оцеляването на Византия за години наред!

фиг.3 Гръцки огън срещу противников кораб. Изображение от ръкописа на Йоан Скилица
фиг.3 Гръцки огън срещу противников кораб. Изображение от ръкописа на Йоан Скилица

Осъзнали още в началото потенциала на този материал, византийските императори разпоредили 'Гръцкият огън' да се произвежда само в столицата Константинопол и никога в друг град. Това, освен от религиозни подбуди, било и за да може по-добре да се пази тайната му. Освен самата субстанция, било важно и метода на 'изстрелване'. За изстрелване византийците използвали т.нар. siphons (сифони), нещо като огнехвъргачки. Познаването на цялата технология било силно сегментирано, с оператори и техници, които са наясно с тайните само на един от компонентите. Това гарантирало, че никой враг не може да получи знания за тайната в нейната цялост. Впечатляваща е дълбочината на диференциация за опазване на тайната, подход който се използва и до днес. Това сегментиране на технологията доказало, че е и много ефективно:

През 814г. хан Крум превзема Месемврия (днешен Несебър) и българите пленили 36 медни сифона, както и известно количество от субстанцията, но не успели да откопират технологията. Tова е и първият случай, когато 'Гръцкият огън' попадал във вражески ръце. По-късно през 827г. арабите пленили непокътнат цял кораб, въоръжен с гръцки огън, но също не успели да разгадаят технологията. След време те създали своя версия на гръцкия огън 'Naphtha', но не успели да възпроизведат ефективния метод на изтрелване чрез сифони, затова използвали катапулти или го използвали под формата на ръчни бомби, което било значително по-неефективно. Въпреки че конкретната формула на гръцкия огън е изгубена, това не спира останалите от търсене на подобен материал и различни империи създали свои версии. Както споменахме, в днешно време напалмът е много близо до действието на гръцкия огън.

Изглежда през средновековието някои технологични тайни са си останали там. Какъвто също е и примерът с

Дамаската стомана

Известна в българското народно творчество и песни чрез 'сабя дамаскиня'. Външно тази стомана има характерна повърхност, наподобяваща вълни във вода. Въпреки името си тази стомана е открита и използвана за първи път в Индия около 5 век сл.н.е., и е изковавана от т.нар уутц стомана (wootz). Този тип високовъглеродна стоманена сплав със съдържания на примеси от Ванадий (V) и Манган (Mn) е характерна най-вече за Индия и Шри Ланка. Близкият изток и арабският свят внасяли огоромни количества от нея, а дамаските ковачи са рафинирали технологията за изработване на висококачествени остриета от нея. Поради което и през времето е станала известна като 'Дамаска стомана'.

фиг4. a) Шамшир от дамаска стомана. Иран, Тимурски период. б) молекулата на циментита: в синьо са атомите на желязото, в черно въглеродните атоми.
фиг4. a) Шамшир от дамаска стомана. Иран, Тимурски период. б) молекулата на циментита: в синьо са атомите на желязото, в черно въглеродните атоми.

Цялостната технология на изработка на Дамаската стомана е загубено изкуство. Напоследък има твърдения, че процесът е репродуциран, използвайки технологии достъпни през средновековието. Интересно е, че наскоро екип от учени от Техническия университет в Дрезден представиха рентгеново изследване на образци от дамаска стомана. В нея те откриха присъствие на цементитни нано-жици и въглеродни нано-тръби. Според учените, подобни нанообразувания са постигнати със специфичен процес на коване и циментация при строго съблюдавани температурни етапи. Въпреки че сега има стомани, които са с много по-добри качества от дамаската, за  времето си тя е била най-качественият материал за хладно оръжие и образци от нея са високо ценени. Вълнуващо е също така, че средновековните ковачи, следвайки изработения си по усет процес, са достигнали почти до нанотехнологии без сами да го съзнават.

Но не само оръжейните технологии са били дълбоко пазена тайна, освен коприната има и други технологии, които са били ключови за търговското оцеляване на държавите. В Европа през 18 век това е

Баварската Оптика

През 18 век стъкларството е било широко известно навсякъде, а след изобретяването на телескопа и биноклите, стъклото придобило още по-голямо значение извън битовото. Обикновено по това време в стъклата и лещите често имало мехурчета въздух, които влошавали гледането през тях. Този тип дефекти са особено критични за качеството на наблюдателните уреди, бинокли, телескопи и т.н. По това време обаче, качеството на стъклата, произвеждани в Бавария, са били с безпрецедентни качества. Това до голяма степен е заслуга на Йозеф Фрауенхофър. Отрано сирак, чиракувал при известен стъклар. След един инцидент съдбата го сблъскала с принц Маскимилиян - бъдещият крал на Бавария. Освен че го спасява от руините на срутената къща, принц Максимилиян става и негов покровител. Тази щедрост бързо се отплатила, защото Фрауенхофър създава нови типове стъкла с недостижими за времето си качества. Това дава на младото баварско кралство силен експортен ресурс.

5

Наред с качествените стъкла и ахроматичните лещи, той създава и нов оптически уред - спектроскопа, които му дал възможност да прави наблюдения, недостъпни за другите. Той открива спектралните линии в слънчевата светлина и насочва своя спектроскоп към други небесни тела, с което дава началото на астрофизиката. Ей така, между другото, докато търси методи как да подобри стъклата си. От своите съвременници Фрауенхофър е смятан повече за занаятчия, отколкото за учен. Но приносът му далеч надхвърля периметъра на технологията, която той изработва за своя крал. Поради това, днес едно от най-престижните научни дружества, обхващащо повече от 60 института, носи неговото име. Но да се върнем в сградата на Бенедиктинският манастир, която е изцяло предоставена на Фрауенхофър да създава в тайна своите материали. Той е дълбоко убеден, че това, което е създал, принадлежи на държавата и трябва да бъде пазено в тайна. Той умира на 39 години от белодробни усложнения, свързани със стъкларската му работа, и се смята, че голяма част от неговите знания за производство на стъкло са си отишли с него. Въпреки всичко Бавария, и по-късно - Германия, остава лидер в производството на качествена оптика. Лидерство, станало крещящо в навечерието на първата световна война, когато се оказало, че всички наблюдателни инструменти се внасят от Германия. Този пропуск останалата част от Европа дълго време трябвало да наваксва.

Към края на втората световна война, след създаването на атомната бомба е в ход най-голямата шпионска операция, свързана с кражба на технология - на прицел са тайните на атомното оръжие. Общо няколко десетки, а може би и стотици шпиони, вербувани от КГБ, успяват да изнесат различни тайни, свързани с процесите по създаване на атомно оръжие. Десетки са арестувани, а някои - екзекутирани, но чувствителни тайни са изнесени към Москва и СССР не след дълго създава собствена атомна бомба. Хронологично следват годините на студената война, в която процъфтява надпреварата във въоръжаването и високите технологии са на особена почит и в двата лагера. Особено значение придобива електрониката и по-специално - микроелектрониката, която позволява създаване на по-бързи изчислителни машини и компютри. Те освен цивилно приложение, имат особено място за управление на все-по сложните оръжия и апарати. Настъпва времето на

Компютърният шпионаж

България като част от СИВ и Варшавския договор (антипода на НАТО) е специализирала именно в производството на електроника и изчислителни системи. За нуждите и развоя на тази дейност са създадени редица институти ИИТ, ИКТР и други знайни и незнайни организации. Някои от тях имали основната функция да крадат технологии, или казано по-завоалирано - да правят reverse-engineering и аналози на американските системи. Тъй като по времето на студената война компютрите бяха ембаргова технология и не беше позволен износът на компютри и електроника към т.нар. 'социалистически блок', тази празнина се запълваше с reverse-engineering на западните компютри и създаване на български аналози. С достиженията си в тези начинания България захранваше със специализирани компютърни системи и технологии целия социалистически блок, включително и СССР. Така например, голяма част от управлението на космическита станция МИР е произведено в български институти. Впрочем, първите български персонални компютри ИМКО, Правец 82, 8М и т.н. са директно копие на Apple I и Apple II, а по-късната 16 битова система Правец-16 е откопирана от IBM-PC. Поради студената война не е ставало дума за никакви търговски претенции и патенти, и тази нагла кражба е предизвиквала само безсилно скърцане със зъби в американците. Но с времето технологиите стават по-сложни и вече директното копиране в един момент станало невъзможно. От разговори със съвременици, инженери от тези времена знам, че принципът на усвояване на технология е бил следният:

Чрез търговски, дипломатически или разузнавателни канали се доставя някакъв нов американски процесор. Инженерите започват да го разглобяват и понеже това е разрушителен метод, снимат архитектурата за документацията. Ако се окаже с няколко слоя, с ецващ материал се отстранява горния слой и се снима долния. По-сложните процесори имали няколко слоя и е трябвало няколко пъти да се премахват слоеве, за да се види какво има по-долу.

С времето процесорите постепенно ставали и по-фини и по-многослойни. Не след дълго настъпил обаче демакрационен момент, когато процесът на фабрикация слязъл под няколко микрометра. Това се случило около 70-те години на миналия век. Това се оказало границата на социалистическата технология. Било невъзможно в родни условия да се произведе по-фина микроелектроника. (за сравнение днес, 2016 година границата е 10nm и се очаква до 2021 да слезе до 5nm). В следващите години, въпреки невъзможността да се откопират съответните процесори, нашите инженери продължавали систематично да документират каквото им се донасяло. За в бъдеще, ако напредъкът на родната микроелектроника достигне висините на 'чистите стаи' в Силиконовата долина.

фиг.6 Надпис върху процесора Digital CVAX: "СВАКС...Когда вы заботите довольно воровать настоящий лучшии", превод "ЦВАКС... когато се мъчите да откраднете от най-добрите
фиг.6 Надпис върху процесора Digital CVAX: "СВАКС...Когда вы заботите довольно воровать настоящий лучшии", превод "ЦВАКС... когато се мъчите да откраднете от най-добрите

Горе долу от това време е и една смешно-тъжна история: "При поредната рутинна доставка на някакъв сигнален процесор се започнало с разфасоването на чипа и снимане. И така слой след слой. По едно време, на един от последните слоеве на снимката забелязали в едно неупотребено микроскопично поле графично нарисуван сърп и чук и надпис на руски <Вы это не можете сделать!>. превод: Вие не можете да направите това!" Това било своеобразен easter-egg поздрав към противниковия лагер от гордите американски инженери. За съжаление, не мога да предоставя снимка на въпросния easter-egg. Наскоро обаче ми попадна една фотографска колекция озаглавена "Silicon Zoo" където са събрани различни такива easter-eggs, оставени от дизайнерите на микрочиповете. В един от тях има напълно аналогично послание (фиг.6) Снимката е от процесора на компютърната система Digital CVAX, използвана в компютърните системи MicroVAX 3000 и 6200. Това съобщение явно е заради факта, че руснаците (може би чрез българските инженери?) успели да откраднат дизайна на една по-предна версия VAX 780 и той бил използван интензивно от руските военни. Поради което, това било специално съобщение до инженерите, които ще се опитат да 'усовят' и този процесор.

фиг.7 СЕМ снимка на а) чипa Infineon PMB5703 използван от Samsung б)увеличение на областта оградена от червения квадрат
фиг.7 СЕМ снимка на а) чипa Infineon PMB5703 използван от Samsung б)увеличение на областта, оградена от червения квадрат

Между другото, оставяне на такива послания е популярно и до ден днешен. На фиг 7. може да видите симката напреван със Сканиращ Електронен Микроскоп на чипa Infineon PMB5703, използван от Samsung. Надписът е голям едва 2 µm и гласи: "IF YOU CAN READ THIS YOU ARE MUCH TOO CLOSE" или "АКО МОЖЕТЕ ДА ЧЕТЕТЕ ТОВА, ЗНАЧИ СТЕ ТВЪРДЕ БЛИЗО" и вероятно също е насочен към тези, които се опитват да копират дизайна на чипа.

С българско учaстие има и една друга любопитна история за компютърни тайни свързана с

Софтуерен reverse-engineering

Kрая на 80-те години беше бумът на компютърните вируси, произведени в България. Това макар и изненадващо, беше напълно закономерно. България имаше (и продължава да има) много компютърни таланти. В ученическа и студентска възраст, желанието за изява е твърде голямо. Като прибавим безперспективността за реализация, една анархична активност, каквато са компютърни вируси, не е изненада. Един български автор (или автори) пишещи под псевдонима Dark Avenger обаче заслужава специално внимание тук. Причината за това е, че при създаването на вирусите си е използвал(и) недокументирани функции на операционната система Microsoft DOS. Какво значи недокументирани функции? Обикновено, след представянето на операционната си система, фирмите, в случая Microsoft, дават техническо ръководство на всички заинтересовани разработчици. В тези ръководства са описани принципа на работа на ДОСовските функции, как да се обръщат към тях и какво се получава от тях като резултат. По този начин и други програмисти или организации могат да разработват софтуер за съответната операционна система. В случая обаче от Microsoft запазили някои функции в тайна. Дали заради желание да имат техническо превъзходство при правенете на обслужващ софтуер, или по други причини, можем само да гадаем. Като цяло това е било неетична постъпка. Случило се така, че въпросният  Dark Avenger де-асемблирал (reverse engineering) операционната система и открил тези недокументирани функции, които след това използвал във ... вирусите си. На практика, за тези скрити функции в началото знаели само Microsoft и Dark Avenger. Останалият свят бил в неведение. Това до голяма степен обяснява вирулентността на първите му вируси и факта, че още в епохата ПРЕДИ Интернет, неговите вируси достигат до Западна Европа, САЩ, СССР, Австралия и дори до ...Монголия. По степента на заразяване за времето си, вируса "Eddie" (кръстен в чест на хеви метъл групата Iron Maiden) може би е най-успешният вирус за всички времена, с оглед на разпространението му преди Интернет.

Днес reverse-engineering-ът е основна част от развойната дейност при високотехнологичните фирми. Когато искаш да направиш нещо по-добро от конкурента си, трябва първо да знаеш как той е направил своя продукт. Дори има специализирани фирми за reverse-enginerring, които се радват на сериозен успех, въпреки бутиковия характер на бизнеса им. В химическата индустрия свързана с полимерите, които също са много сериозен бизнес, на това казват 'Deformulation'. Срещу известна сума, специалисти могат да ви кажат как е направен даден полимер, който сте им изпратили и да ви препоръчат продукти с неговите качества.  В днешно свързано време, добрите идеи се разпространяват много бързо и лавинообразно, като пожар. Това има своите предимства, защото е полезно за развитието на човечеството като цяло в изграждането на колективното знание. Но има един баланс, който трябва да се спазва. Създаването на нови техноогии струва време и средства, които ако не може да се възвърнат , се обезмисля целият процес на  създаване. В момент, когато стане по-лесно и по–евтино да крадеш технология, отколкото да я произведеш сам, това ще забави чувствително развитието и прогреса.

Ивайло Миленков
Ивайло Миленков

Ивайло Миленков е физик с много хобита. Единственото нещо, от което със сигурност не разбира, е футбол, защото смята, че Пирин е най-якият футболен отбор във Вселената.

Коментари

коментари

Все още няма коментари

Остави отговор

Вашия имейл адрес няма да бъде показван.

Може да използвате следните HTML тагове и атрибути: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

За нас

Пулсът на VIBES бие в ритъма на всички млади хора с вкус към музиката, киното, модата, литературата, изкуството, гейминга, технологиите и всичко останало, което е важно и има значение, за да се радвате на един по-вълнуващ живот.

VIBES е вашият източник на информация с качествено съдържание, интервюта, които имат значение и истории, които докосват.

VIBES е модерната лайфстайл платформа.

Следвай ни