XIX век с расширением связных коммуникаций занялся

автоматизацией процесса шифрования. Появился телеграф, нужно

шифровать и его. Любопытно, что цифровое шифрующее колесо было

изобретено госсекретарем Томасом Джефферсоном в 1790 году,

ставшим потом третьим президентом США. Похожие шифрующие

устройства применялись армией США и после Второй мировой войны.

Принцип работы таких машин, очень похожих на арифмометры,

заключается в многоалфавитной замене текста сообщения по длинному

ключу. Длина периода ключа определялась наименьшим общим кратным

периодов оборотов шифрующих колес. При 4 колесах и периодах их

оборотов 13, 15, 17 и 19 получалась большая длина периода ключа

62985, Очень затрудняющая расшифровку коротких сообщений. Гораздо

более примитивный прибор, цилиндр Базери, был предложен Этьеном

Базери в 1891 году. Он состоял из 20 дисков со случайно

нанесенным по ободу алфавитом. Перед началом шифрования диски

помешались на общую ось в порядке, определяемым ключом. Набрав

первые 20 букв текста в ряд на цилиндрах их поворачивали вместе и

считывали в другом ряду шифрованное сообщение. Процесс

повторялся, пока все сообщение не было зашифровано. Однако первая

практически используемая криптографическая машина была предложена

Жильбером Вернамом лишь в 1917 году. Применение машин в

криптографии расширялось, что привело к созданию частных фирм,

занимающихся их серийным выпуском. Шифровальная аппаратура

создавалась в Германии, Японии, США и ряде других развитых стран.

Предшественницей современных криптографических машин была

роторная машина, изобретенная Эдвардом Хеберном в 1917 году и

названная впоследствии Энигмой (Слово enigma переводится как

загадка. Промышленные образцы этой машины изготовляла фирма

Siemens.). Независимая промышленная ее версия создана чуть позже

берлинским инженером Артуром Кирхом (некоторые источники называют

его Артуром Шербиусом). Она сначала Представляла собой 4

вращающихся на одной оси барабана, обеспечивающих более миллиона

вариантов шифра простой замены, определяемого текущим положением

барабанов. На каждой стороне барабана по окружности располагалось

25 Электрических контактов, столько же, сколько букв в алфавите.

Контакты с обеих сторон барабана соединялись попарно случайным

образом 25 проводами, формировавшими замену символов. Колеса

складывались вместе и их контакты, касаясь друг друга,

обеспечивали прохождение электрических импульсов сквозь весь

пакет колес. Перед началом работы барабаны поворачивались так,

чтобы устанавливалось заданное кодовое слово - ключ, а при

нажатии клавиши и кодировании очередного символа правый барабан

поворачивался на один шаг. После того, как он делал оборот, на

один шаг поворачивался следующий барабан - будто бы в счетчике

электроэнергии. Таким образом, получался ключ заведомо гораздо

более длинный, чем текст сообщения.

Например, в первом правом барабане провод от контакта,

соответствующего букве U, присоединен к контакту буквы F на

другой его стороне. Если же барабан поворачивался на один шаг, то

этот же провод соответствовал замене следующей за U буквы V на

следующую за F букву G. Так как барабаны соприкасались

контактами, то электрический импульс от нажатой клавиши с буквой

исходного текста прежде чем достигал выхода претерпевал 4 замены:

по одной в каждом барабане. Для затруднения расшифрования

барабаны день ото дня переставлялись местами или менялись.

Дальнейшее усовершенствование этой машины сделало движение

барабанов хаотичным, а число их увеличилось сначала до 5, а потом

до 6. Все устройство могло поместиться в портфеле и было так

просто, что обслуживалось обычными связистами.

Казалось бы, сделано все для невозможности вскрытия шифровок

Энигмы. И все же английские криптографические службы в Блетчли

Парке (уединенное поместье в 80 километрах севернее Лондона,

отведенное британским криптологам.) почти всю войну читали

немецкие шифры. Это стало возможным лишь благодаря польской

разведке, которая к злополучному 1939 году смогла получить

чертежи Энигмы и разобраться в ее устройстве. После нападения

гитлеровцев на Польшу чертежи немецкой шифровальной машины были

переданы Англии. Довольно быстро британские криптоаналитики

установили, что для взлома шифра, нужно знать распайку проводов в

шифрующих колесах. Началась охота британских спецслужб за

образцами Энигмы. Первый удалось выкрасть прямо с завода на

юго-востоке Германии, второй сняли со сбитого в небе Норвегии

немецкого бомбардировщика, третий был найден во время боев за

Францию у немецких военных связистов, взятых в плен. Остальные

Энигмы сняты водолазами с немецких подводных лодок, за которыми

специально стали охотиться и топить на малых глубинах.

Взлом шифров Энигмы шел тяжело до тех пор, пока в 1942 году

не вступили в строй несколько ЭВМ, специально созданных для этого

Аланом Тьюрингом. Это была первая в мире довольно

быстродействующая ЭВМ под названием "Колосс", специализированная

для взлома шифров. После этого английские криптоаналитики могли

меньше чем за день могли расколоть любую шифровку Энигмы,

полученную добытыми ранее колесами, методично перебирая все

возможные ключи. Немцы рассчитывали на сложность своего шифра,

исходя из его ручной дешифровки, в то время как англичане стали

его ломать, используя ЭВМ. Отметим, что сами немцы допускали

возможность взлома шифра Энигмы. Еще в 1930 году ведущий немецкий

криптоаналитик Георг Шредер продемонстрировал такую возможность,

едко заметив при этом: "Энигма - дерьмо!" Однако она постоянно

усложнялась и были периоды, когда в Блетчли Парке с ней не могли

справиться. Перед шифровками Энигмы, которые исходили не от

войск, а из немецких криптографических центров, "Колосс" тоже был

бессилен.

Высокое развитие криптографической техники стран западных

союзников в значительной степени предопределило ход многих боевых

операций во время Второй мировой войны. Англия, хоть и несла на

море большие потери, но практически подавляла любые

организованные действия немецкого флота, перехватывая и читая

приказы гроссадмиралов Редера и Деница. В книгах воспоминаний

английских криптографов страницы сплошь усеяны фразами "...мы

знали...", за которыми стоит колоссальный труд тысяч человек.

США тоже "знало" о многих намерениях японской армии, и вот

почему. Все началось еще до войны, с объявления о задержке

отправления почти на час океанского лайнера, следующего из Токио

в США. Никто не заметил, что обычную портовую суету усугубили

несколько американцев, которые со скоростью биржевых новостей о

финансовом крахе, скатившись по трапу разъехались на такси.

Корабль вышел в море, лишь когда один из этих господ спешно

возвратился на борт, бережно прижимая к груди большой сверток.

Тем не менее, неприятности этого рейса только начинались. Команда

была недоукомплектована стюардами и некому было доставлять обеды

в каюты по требованиям пассажиров. Энергетическая установка

барахлила и свет то мигал, то временами светил тускло. Кроме

того, чтобы обойти опасные циклоны стороной, лайнер, петляя в

океане, опоздал на несколько дней в порт назначения на западном

побережье США. Было бы кощунственно отнять у небес право

авторства на уникально длинную цепочку досадных невезений с

безупречным до этого рейса кораблем, но придется.

Просто-напросто разведслужбы США узнали, что принципиально

новая шифровальная машина будет доставлена из Токио в японское

посольство двумя курьерами по морю. Чтобы агенты смогли в

токийских универмагах найти точь-в-точь такой же чемодан, как и у

курьеров, было задержано отправление корабля. Профсоюз стюардов

был подкуплен заранее и бойкотировал рейс, а это дало возможность

хоть на время обеда разлучать курьеров и ослабить охрану

шифровальной машины. Темнота способствует исполнению черных дел и

электрический генератор неизбежно начал сбоить. Чтобы инженеры

успели хорошо изучить и скопировать сложную японскую технику, на

злополучный корабль посылались фиктивные предупреждения о

циклонах. Эту операцию поддерживали люди самых различных

специальностей: психологи и взломщики, фармацевты и граверы,

электрики и взрывники, официанты и фотографы...

Теперь оценим, стоила ли игра свеч. Японский флот перед

войной значительно превосходил флот союзников по числу

авианосцев, что давало ему преимущества в ведении операций на

море. 7 декабря 1941 года японцы внезапно нанесли удар по

основным базам США и Великобритании в бассейне Тихого океана. США

потеряли все линейные корабли, 6 легких крейсеров, эсминец,

множество легких судов и 272 самолета. Однако, к этому времени

американские криптографы уже научились ломать коды сверхсекретной

шифровальной машины. Поэтому первым реваншем за разгром в Перл

Харборе стало потопление японского флота у атолла Мидуэй, которое

обеспечили американские криптоаналитики, взламывая ро-код

радиопереговоров генштаба Токио и оперативно указывая точные

координаты целей. В июне 1942 года японцы решили десантом

захватить атолл Мидуэй. Всего за 3 дня сражений 3-6 июня японские

ВМС лишились своего превосходства в авианосцах, а в 1944 году

американцы уже в 10 раз превосходили японцев по авиации и

авианосцам. Высшим своим достижением американские криптологи

считают операцию 1943 года по перехвату и уничтожению

единственного самолета с адмиралом Ямамото (Ямамото лично

руководил операцией в Перл Харборе.), прозванного

"командующим-людоедом".

Свою искушенность в технике криптографии скрывали все воюющие

стороны. Японская пословица гласит: "Искусство заключается в том,

чтобы скрыть искусство". Если ей руководствоваться, то

криптографию можно признать одним из наивысших искусств.

Англичане усиленно распространяли слухи о разветвленности своей

агентурной сети и колоссальных успехах радиолокации, американцы

же на страницах своих многочисленных газет уверяли доверчивых

читателей в том, что чуть не каждую квадратную милю Тихого океана

у них патрулирует отдельный самолет. Тем не менее именно

расшифровка радиограмм противника давала главную часть информации

для оперативных планов. Разгром большого отряда кораблей

германских ВМС у Крита стал возможен лишь благодаря данным

ULTRA (кодовым словом ULTRA союзники обозначали немецкие

сообщения, полученные взламыванием шифров Энигмы.) , переданным

британской эскадре. Чтобы скрыть столь секретный источник

информации, каким является ломка шифров, англичане решили "выбить

клин клином". Они отправили своему несуществующему агенту

благодарность за бесценную информацию об этом отряде кораблей,

зашифровав радиограмму уж очень просто. Так и получилось:

радиограмма была перехвачена, ее шифр сломан, и немцы введены в

заблуждение.

Дезинформация о роли криптографии в войнах настолько

всеобъемлющая, что приходится сомневаться и в правдивости

воспоминаний ветеранов, которым, казалось бы, нечего терять, но

есть чем похвалиться. Немногого стоит сообщение о вскрытии

немецкими криптографами русских шифров армии Иосипа Броз Тито,

сделанное в мемуарах руководителя зарубежной разведки германского

рейха Вальтера Шелленберга. Вслед за этим сомнительным

утверждением он приписал: "В шифровках сообщалось о намечающемся

десанте англо-американских войск во взаимодействии с югославскими

партизанами на побережье Адриатики. Несомненно, что этой

дезинформацией нас пытались ввести в заблуждение..." Так чем же

была вызвана слабость шифра Москвы - огрехом или коварным

расчетом? Освоив искусство двуликого Януса, люди потеряли правду,

точнее, перестали ее отличать от вымысла, который на правду стал

похож их стараниями. Даже узнав о том, что англичане читали почти

все его секретные приказы из ставки в Лориенте и лучше него знали

обстановку на море, старый Дениц на вопрос, не чувствовал ли он,

что противник читает его мысли, подумав, ответил: "Да нет, ничего

такого не было".

Дезинформация и недоверие были широко распространены даже

между союзниками. Англичане передавали союзному советскому

командованию читаемые ими примитивные полицейские шифры, выдавая

их за предел своих возможностей в расшифровке. В ответ на это

советская сторона лицемерно восторгалась англичанами, сожалея,

что столь нужной криптографической службы у нее совсем нет, так

как она запрещена по Гаагской конвенции вместе с химическим

оружием. Это отнюдь не способствовало совместным действиям из-за

взаимного недоверия. Не желая раскрыть суть операции ULTRA по

расшифровке немецких сообщений, англичане так и не открыли

Советам источник сведений о готовящемся нападении Германии на

СССР, что вызвало подозрение в провокации (Советское

правительство допускало, что англичане желают втянуть СССР в

войну с Германией лишь для того, чтобы отвлечь от себя немецкие

войска и ссылаются на мнимую угрозу. Кроме того, было известно о

планах Лондона оккупировать Баку с целью опередить в этом

Берлин.), на что англичане были мастера. Дело доходило до

абсурда: дезинформированный о возможностях своей

криптографической службы, в конце войны американский шпион

похитил для нее японскую шифровальную машину. Он так и не понял,

почему машина тайно и спешно была возвращена на место, а сам он

впал в немилость, не получив наград. Точно так же были строго

наказаны немецкие солдаты, захватившие при оккупации одной из

стран Европы мешки с шифрованной секретной дипломатической

перепиской. Японские шифры кроме американцев вскрыли еще и в

Берлине, читая шифрованную корреспонденцию посланника Окамото из

Швейцарии, так и в Москве.

Завершает историю этого этапа криптографии человек,

вдохнувший в нее новую жизнь, математик Элвуд Шеннон, который во

время Второй мировой войны, исследуя математическими методами

надежность шифрования, придал криптологии цивильный вид, спрятав

ее за пазухой общей теории информации. Согласно ей случайная

последовательность символов не несет никакого смысла. Связь же

информатики с криптологией состоит в том, что найденные

статистические свойства шифровки, ключа и сообщения можно

привлечь для расшифровки, нахождения конкретного содержания

сообщения. Его работа опубликована лишь в 1949 году, так как была

засекречена. Поэтому приоритет в ряде результатов принадлежит

Винеру и Колмогорову, опубликовавших их несколько раньше.

Создание цифровых ЭВМ заставило полностью изменить взгляды на

шифры и их расшифровывание. Американцы утверждают, что их война с

Ливией - следствие машинной расшифровки радиообмена террористов

(израильский разведчик, повздоривший с руководством, утверждал в

скандальной статье, что компрометирующие Ливию шифровки исходили

из Тель-Авива, чтобы руками США разрешить свои проблемы. Кому

можно верить, если дело касается разведки?) . Тем не менее роль

ручных шифров, по-видимому, останется довольно высокой еще очень

долго. Действительно, кому придет в голову пользоваться сложной

техникой, чтобы передать пару строк текста или два-три числа?

Недаром в романе английского разведчика Грэма Грина "Наш человек

в Гаване" любитель кроссвордов представлен криптоаналитиком,

вскрывающим донесения главного героя, зашифрованные вручную.

Однако на последних страницах книги шеф разведки, перепутав

аппараты, дает указания своему повару по телефону с

засекречиванием, и тот слышит лишь подобие птичьего щебета.

Криптология в России

Странные русские письмена встречаются, начиная с самой

древности. Однако по этому поводу много разных мнений: одна часть

лингвистов считает их остатками древней системы письменности -

чертами и резами, вытесненной кириллическим алфавитом, другая

часть - культовыми или календарными знаками и лишь немногие

настоящими шифрами. Действительно, почему бы запись на бересте

или на еще не обожженном сосуде не мог сделать ребенок, незнающий

грамоты, но стремящийся подражать взрослым? Но надписи на украше-

ниях, колоколах, оружии или деревянных идолах несомненно

принадлежат взрослым и осмысленны. Кроме того, есть двуязычные

тексты выполненные резами и буквицей. Поэтому древние системы

письменности хоть и слабо, но известны. Даже древние записи

музыки выполненные крюками хоть и неоднозначно, но читаются. Чаще

всего за шифры принимаются руны венедов, содержащие около 16

символов, которых явно недостаточно для передачи всех славянских

звуков. Интересно заметить близость славянских рунических знаков

фракийским, редкие письменные памятники которых относятся к

первому тысячелетию до нашей эры. Если принять активно

развиваемую в последнее время гипотезу происхождения славян от

фракийцев, возводящую их к Спартаку и союзникам древней Трои, то

имеем записи на забытой системе письменности (о древности этой

системы говорит малое число букв алфавита, когда гласные звуки на

письме не отображались, как в финикийском и ряде других древних

языков Малой Азии.) , но не шифры.

Бесспорно, тем не менее, что уже с XIV века в Новгороде

существовала техника тайного письма, продолжение которой можно

найти в шифровках русских дипломатических документов позднейших

времен. Это были шифры простой замены, даже скорее коды, потому

что кроме букв встречаются символы странных очертаний. В шифровке

князя Барятинского, которую Н.М. Сперанский обнаружил на форзаце

книги начала XVII века, имеются такие знаки:

буква сообщения АЕКПРСТЯ

знак кода ГЭ=+Х"ШЮ

Следует заметить, что соответствие букв знакам этого кода

было многозначным: буква С могла передаваться вроде ^ и наподобие

S. В средние века на Руси складывается и тарабарский язык, на

котором общались афони и проходимцы. Фраза ВОЗЬМИ СУМУ звучала

по-тарабарски как ТАРА-ВОБАРА-ЗЬМИ ТАРА-СУ-БАРА-МУ. Он дожил до

начала этого века оставив о себе в память слово тарабарщина,

синоним чего-то непонятного. Из этих примеров видно, что уровень

развития криптографии на Руси в это время безнадежно отставал от

европейского.

Однако через торговые связи Новгорода с Германией на Руси

очень скоро становились известны все важнейшие открытия, вроде

бумаги и пороха. С основанием московской Патриаршей библиотеки,

хорошо известной даже в Европе по богатству содержащейся в ней

светской литературы и включающей даже переводы эротических

арабских новелл, создается реальная возможность заимствования

передовых западных шифровальных систем. Необходимость улучшения

состояния государевой службы шифрования входящей в Посольский

приказ особенно стала чувствоваться в конце XVII века, когда

усилиями русской дипломатической службы расширяются международные

связи Москвы. Заключая с Польшей в 1667 году Андрусовское

перемирие, видный русский дипломат Ордин-Нащокин одновременно

учредил и постоянную почтовую связь России с Европой. Это давало

возможность развития шифрованной переписки.

Коренным образом положение меняется с приходом к власти Петра