Прочетете ме, ако можете
Съветските "Тюринги" и криптографията по време на Великата отечествена война
Втората световна война беше не само най-голямата конфронтация в историята на въоръжените конфликти, но и коренно промени подхода към предаването на информация. В края на краищата този, който притежава информацията, не само притежава света, но също така може да промени резултата от военните действия. Човек се сети почти веднага след като се научи да говори, за да криптира данни за по-ефективна борба срещу врага. С развитието на езиците, писмеността, науката и технологиите се повишава и нивото на криптиране - вместо символи, тайни жестове, йероглифи и измислени езици се използват сложни математически принципи, сигнални модулатори и шифроващи машини.
Системите за предаване на секретна информация от Втората световна война могат да бъдат грубо разделени на два основни типа: кабелна и безжична гласова комуникация и кодиране на текст. За това как стоят нещата с криптирането на информация в Съветския съюз, обсаден от германците, и ще бъде обсъдено.
С този метод на криптиране гласовото съобщение се разделя на сегменти, които се предават на различни носещи честоти. Изборът на честоти може да се извърши както на принципа на проста замяна, така и с помощта на генератор на псевдослучайни числа. Такава система обаче не е достатъчно надеждна поради ограничения брой честоти и сигналът, ако желаете, може да бъде доста лесно възстановен.
През 1938 г. друг инженер от Красная зора, Владимир Котелников (който може да се нарече съветският Алън Тюринг), завършва разработката на така нареченото „сложно криптиращо устройство“ за комуникации. Той получи името S-1 („Собол“) и стана прародител на устройства за наистина надеждно криптиране на звукови съобщения.
С избухването на войната служителите на завода Красная Заря, сред които беше Котелников с неговияотбор, преместен в Уфа. Те станаха част от Държавния производствено-експериментален институт (ГСПЕИ 56), който продължи да работи върху създаването на криптиращи устройства за различни цели. И така, специалисти, ръководени от Владимир Котелников, разработиха две преносими криптиращи устройства, базирани на апарата Sobol - SI-15 ("Синигер") и SAU-16 ("Bullfinch"). И двете бяха направени под формата на куфар и бяха използвани за класифициране на всякакви комуникационни канали в точки, където липсват високочестотни комуникации. Те са били използвани главно за криптиране на разговорите на командирите на фронта и представители на Щаба на Върховния главнокомандващ.
Кодерът е отговорен за пермутациите на честотата и времето на речеви сегменти при предаване и приемане. 10 пъти в секунда той генерира 5 бита от "случайна" гама, идентична при приемане и предаване. За генериране на скали за предаване и приемане е използван предавател с петредова перфорирана телеграфна лента с дупки, произволно поставени върху нея.
"Собол-П" беше признат от специална комисия за подходящ за водене на строго секретни преговори. Единственият му недостатък се счита за ниско ниво на разбираемост на речта. Независимо от това устройството беше успешно използвано след войната за криптиране на дипломатически комуникационни канали.
Кабелното криптиращо устройство Neva работеше на принципи, подобни на този на Owl. И накрая, на третия етап от войната, е завършена разработката на комплексната схема Волга-С. Използва се главно за класифициране на задните канали на правителствените високочестотни комуникации.
Първите опити за създаване на електромеханичен текстов енкодер са направени в СССР в началото на 20-те години на миналия век. През 1931 г. на базата на Специалното техническо бюро (Остехбюро) ее създаден първият работещ макет на съветския дисков енкодер. През 1936 г. са проведени първите успешни военни тестове на секретното криптирано комуникационно оборудване Ширма. Един от основателите на теоретичната основа за създаването на техники за криптиране на текстове, различни от чуждестранни проби, беше инженерът Иван Волосок. През 1932 г. под ръководството на Волоск е създаден прототип на машината за шифроване ШМВ-1. Той обаче не влезе в серийно производство през 1938 г. в Ленинградския завод № 209 на името на. Кулаков започва масово производство на друг енкодер Volosk - V-4. Тя се основава на принципа на гама шифрите. Хазартът е симетричен метод за криптиране. Базира се на "наслагването" на гама последователността (произволна числова последователност, използвана за криптиране и декриптиране на данни) върху обикновения текст. Друг съветски инженер, Николай Шаригин, модифицира В-4 и нарече своя апарат М-100 ("Спектър"). M-100 се състоеше от три възела: клавиатура с контактни групи, лентово устройство с предавател и устройство, инсталирано на клавиатурата на пишеща машина, както и седем допълнителни блока. Общото тегло на агрегата достигна 141 килограма. Освен това само една батерия за автономно захранване на това устройство тежи 32 килограма.
Впоследствие М-100 също беше финализиран. Новата кола получи индекса M-101 („Emerald“), намален два пъти по тегло и шест пъти по размер. Освен това, за разлика от своя предшественик, M-101 се състоеше само от две основни единици.
Устройствата V-4 и M-101 "Izumrud" се смятаха за едни от най-сигурните криптографски криптиращи устройства на своето време и бяха използвани за осигуряване на комуникация за висшето ръководство на стратегическо ниво. В допълнение, "Emeralds" са били използвани в бомбардировки на далечни разстоянияавиация. Известно е, че през 1943 г. на съветските войски са доставени 90 комплекта превозни средства М-101.
Друго дете на въображението на завод номер 209 на име. Кулаков - машина за криптиране на компактдиск К-37 ("Кристал"), разработена от инженер Валентин Ритов. Тя тежеше само 19 килограма и, подобно на легендарната немска Енигма, работеше върху многоазбучен заместващ шифър. Според някои доклади Kristall е базиран на машината за криптиране B-211, разработена от шведа Борис Хагелин. През годините на войната К-37 се използва активно за криптиране на комуникациите на средното оперативно-тактическо ниво на командване (в щабовете на армиите, флотилиите и корпусите) и се произвежда в няколко завода до 1947 г. Случаите на неговото хакване са неизвестни.
Говорейки за криптиране по време на Втората световна война, е важно да споменем конвенционалния телеграф. От 1939 г. съветската армия е въоръжена с шифровъчни устройства за гарантирано класифициране на телеграфни съобщения (префикси към телеграфни устройства) S-308 и S-309. Първият е предназначен за телеграфни устройства от френската система Бодо. Вторият е за съветския ST-35. Освен това през годините на войната военните активно използват телеграфния апарат NT-20 с подвижен енкодер с гарантирана секретност.
Всъщност още по-рано, през 1941 г., самият Котелников стига до същите изводи. Той доказа, че ако всеки знак на съобщението се замени с произволно избран и еднакво вероятен гама знак, тогава системата за криптиране ще бъде невъзможно да бъде пробита. По този начин вече не беше аналогова, а цифрова система за криптиране, в която преобразуването на аудио сигнала трябва да се основава на теоремата за вземане на проби (известна още като теорема за вземане на проби). Създаването на такова оборудване започва едва след войната.
Разбира се, германците също се опитаха да пробият съветските кодове. СпоредСъветското разузнаване Хитлер заявява, че за един криптоаналитик, способен да разбие съветските шифри, той не би пожалил дори три избрани дивизии. Тези, които успеят да заловят български криптограф или пленят съветска криптираща техника, фюрерът обещава да награди с Железен кръст, да напусне, както и да работи в Берлин, а след края на войната - в имение в Крим. През 1942 г. за тези цели германците създават разузнавателна и саботажна школа близо до Херсон, чиито кадети имат за задача да получат съветска техника на всяка цена.
Но най-важното е, че СССР получи мощна база както по отношение на технически разработки, така и на специалисти в областта на криптографията. Само Владимир Котелников в следвоенния период създава десетки иновативни устройства, отбелязващи началото на ерата на съветското цифрово криптиране и електронни компютри.