Система шифрования рыбы представляла собой изменение стандартного международного 32-символьного телеграфного кода Бодо, записывавшегося на перфорированной бумажной ленте с пятью дорожками. Каждый знак изображается там пятью символами, представляющими собой расположенные в определенном порядке перфорированные
отверстия или отсутствие таковых. Первые попытки шифрования телеграфных сообщений были предприняты еще в 1918 году сотрудником компании АТТ Жильбером Бернамом, изобретение которого практически использовалось американцами с 1919 года. Оно заключалось в добавлении к символам Бодо некоторых комбинаций, делавших их недоступными для противника. Трудность в данном случае заключалась в том, что для прочтения сообщений операторы передающей и принимающей установок должны были использовать одинаковые одноразовые рулоны с перфорацией, что в условиях военного времени осуществить было практически невозможно. Преодолеть это затруднение немцам помогла шифровальная машина Лоренца, при одинаковой установке генерировавшая одинаковые псевдослучайные ключи. Полученные сигналы передавались в эфир и представляли собой не знаки азбуки Морзе, а комбинации сигналов двоичного кода иного рода в виде точек и крестов, иногда записывавшихся как 0 и 1. Алфавит рыб, включая служебные знаки, состоял из 32 символов, каждый из которых определялся комбинацией из пяти первичных знаков. Шифраторы Лоренца имели 12 роторов, установки которых менялись хотя и не ежедневно, но через достаточно короткие промежутки времени, а в конце войны иногда и после каждого сообщения. Роторы делились натри вида, которые в ПШКШ/ШКПС обозначались буквами греческого алфавита кси и пси, и буквы шифровались одновременно установкой обоих типов роторов. Пять роторов кси ( 15) имели 41, 31, 29, 26 и 23 установки, пять роторов пси ( 8 12) 43, 47, 51, 53 и 57 установок. Средние, роторы 6 и 7 имели соответственно 61 и 37 положений и управляли поворотами роторов пси. Британцы долго не могли вскрыть новые шифры, хотя довольно быстро поняли, что они относятся не к шифрам перестановки или замены, а к шифрам добавления. Успех, как всегда, был достигнут благодаря ошибкам шифровальщиков. Сообщению предшествовала 12-буквенная условная группа, обозначавшая установки роторов машины, и однажды англичане перехватили два приблизительно 4000-буквенных сообщения с одинаковой преамбулой HQIBPEXEZMUG. Это произошло, по всей видимости, из-за ошибки оператора при передаче первого сообщения, и оно было передано вновь с той же самой условной группой. Подобная операция категорически запрещалась инструкциями, однако человеческий фактор возобладал над бумагой, и приказ был нарушен. Это не продвинуло бы англичан вперед ни на шаг, но немецкий шифровальщик допустил еще одну ошибку: он несколько сократил передачу и сокращенно записал выражение Номер сообщения как SPRUCHNR вместо SHPRUCHNUMMER . Сравнение этих двух текстов продвинуло криптографов вперед, хотя пока ненамного. Благодаря значительной длине перехваченных радиограмм (еще одна ошибка немцев), британцы сумели исследовать зашифрованные тексты на повторяемость элементов и по ним установили принципиальное устройство рыбного шифратора, но к прочтению текстов по-прежнему не приблизились нисколько. Лишь к началу 1942 года они были готовы непосредственно приступить к вскрытию Тунца, однако тут немцы вновь сменили систему ключей, опять отбросив назад своих противников.
Все упомянутые действия осуществлялись в ШКПС вручную, поскольку электромеханическая техника не в состоянии была преодолеть германский шифр. Но вновь вмешались ошибки операторов рыбы. Имея повторяющиеся или весьма близкие преамбулы, зная, что пробелы между словами немцы разделяют цифрой 9 и используя устойчивые словосочетания типа OBERKOMMANDO9WEHRMACHT, криптографы постепенно начали читать вначале отрывки, а затем и полные тексты таких небрежно зашифрованных радиограмм. Эта стадия прочтения Тунца продлилась до 1943 года, после чего в ШКПС накопилось достаточно материала, чтобы использовать методы математической статистики для создания дешифровальной машины под названием Колоссус. Она представляла собой первое в истории программируемое устройство, аналог ЭВМ ближайшего будущего. Британцы считают Колоссус первым в мире компьютером, опередившим на два года американский ЭНИАК, а его малую известность в мире объясняют лишь засекреченностью устройства. В 1944 году был создан существенно модернизированный Колоссус МкН, выпущенный в количестве 10 единиц. Американцы тоже создали Машину 5202 для вскрытия рыб, но по своему техническому совершенству она не шла ни в какое сравнение с разработками их союзников.
ПШКШ/ШКПС первой из британским ведомств установила полномасштабное взаимодействие с американцами, однако путь к этому был нелегким и долгим. После описанного ранее периода одностороннего
получения от США криптографической техники в Блечли-Парке поняли, что отношения в этой области приблизились к точке замерзания. Ситуацию следовало исправлять. Уже упоминалось о подписании в октябре 1942 года соглашения Холдена Трейвиса в области криптоанализа военно-морской переписки Германии и Японии. Существенное расширение сотрудничества произошло после подписания в мае 1943 года, возможно, самого секретного за всю войну соглашения, известного под названием БРУСА (Britain USA). Этот договор на высшем уровне заложил основы сотрудничества армии США и ПШКШ/ШКПС в области вскрытия переписки сухопутных войск, ВВС и спецслужб стран оси, установил общую процедуру получения и рассылки информации и правила обработки материалов. В октябре 1943 года на основании БРУСА были изданы общие таблицы ключевых слов, установлены степени секретности данных. Теперь британским Ультра, Перл и Тамб соответствовали американские Декстер, Коррал и Рэбид, вскоре измененные на Зимотик, Суэлл и Сидар. Низшая степень секретности через некоторое время стала обозначаться единым для всех кодовым словом Пинап. Меморандум Безопасность Ультра Декстер разведки гласил: Если врагу станет известно о существовании этого источника, он будет утерян навсегда, что жизненно важным образом отразится на всех фронтах . Поэтому соглашение БРУСА охранялось в наивысшей степени и осталось недоступным для противника секретом, хотя позднее в круг его участников вошли также Канада и Австралия.