Первые шифровальные машины

 

История науки и научных изобретений богата совпадениями. Так, например, английский астроном Джон Адамс (John Adams) и его французский коллега Урбейн Ле Верье (Urbain Le Verrier) почти одновременно сделали вывод о существовании планеты Нептун. Изобретение «радио» было почти одновременно сделано немцем Генрихом Герцем (Heinrich Hertz), русским Александром Поповым и американцем Гилельмо Маркони (Guglielmo Marconi).

Один из основных методов превращения аналоговых сигналов в цифровую форму — дельта-модуляция — был изобретен независимо несколькими учёными во Франции: Е.М. Делорейн (E.M. Deloraine), С. ван Мерло (S.V. Mierlo) и Б.Дерьявич (B.Derjavitch), СССР: Л.А. Коробок и США: К.Катлер (C. Chapin Cutler) и Ф. де Яджер (F. De Jager).

Не удивительно, что подобные совпадения имели место и в криптологии. В период между двумя мировыми войнами одно и то же открытие было сделано сразу несколькими людьми в разных странах. Побуждаемые широким использованием секретной связи в военное время и наступлением эпохи механизации, они независимо друг от друга изобрели машину, принцип действия которой в течение очень длительного времени находил наиболее широкое применение в криптологии.

Такими первыми талантливыми изобретателями были:

— Эдвард Хеберн (Edward Hebern) в США;

— Хуго Кох (Hugo Koch), Артур Шербиус (Arthur Scherbius) и Александр Крыга (Alexander von Kryha) в Германии;

— Арвид Дамм (Arvid Damm) и Борис Хагелин (Boris Hagelin) в Швеции;

— Иван Павлович Волосок в СССР.

Изобретённый ими принцип основывался на использовании шифровального диска. Шифродиск представлял собой толстую круглую пластину, изготовленную из изоляционного материала (например, твёрдой резины). По обе стороны шифродиска по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга было закреплено по 26 электрических контактов (чаще всего они делались из латуни). Каждый контакт соединялся пайкой с каким-либо другим контактом на противоположной поверхности шифродиска. Таким образом создавалась электрическая цепь, которая начиналась на одной стороне шифродиска и заканчивалась на другой.

В самом простом варианте контакты на одной поверхности диска представляли собой буквы открытого текста (вход), а контакты на другой поверхности — буквы шифротекста (выход), а проволочные перепайки между входом и выходом обеспечивали превращение открытого текста в криптограмму.

Для зашифрования буквы открытого текста нужно было только подать импульс тока на входной контакт, отвечавший этой букве. Ток проходил по соединительному проводнику и появлялся на выходном контакте, представлявшим собой букву шифротекста. Если записать все перепайки диска, зафиксировав соединение между входом и выходом, то получался шифр одноалфавитной замены. Таким образом, шифродиск осуществлял процесс шифрования в форме, удобной для электромеханических манипуляций.

Для выполнения этих манипуляций шифродиск устанавливался между двумя неподвижными (фиксированными) круглыми пластинами, каждая из которых также была изготовлена из изоляционного материала и обеспечена 26 контактами, которые были закреплены по кругу и соответствовали контактам, которые были на шифродиске.

Контакты входной пластины были соединены с клавишами печатной машинки, на которой набивался открытый текст. А каждый контакт исходной пластины был связан с каким-нибудь устройством, предназначенным для вывода шифротекста (например, сигнальной лампочкой). В результате, например, когда шифровальщик нажимал на клавишу «А» на печатной машинке, он посылал токовый импульс от источника тока на контакт неподвижной входной пластины, закрепленный за буквой «А».

Потом этот импульс попадал на входной контакт шифродиска, соответствовавший букве «А», далее по перепайке проходил на выходной контакт, а с него — на лампочку, которая засвечивалась над буквой шифротекста (например, буква «R»), соответствовавшей букве «А».

Если бы всё, однако, на этом и заканчивалось, то шифродиск не был бы таким замечательным устройством. Тогда каждый раз при нажатии клавиши «А» ток протекал бы по одной и той же электрической цепи и в результате указывал бы на одну и ту же букву шифротекста «R». Но всё дело было в том, что шифродиск не оставался неподвижным, поскольку он вращался.

Допустим, что он провернулся на одну позицию. Ток, который ранее с контакта «А» входной пластины попадал на контакт «R» выходной пластины, теперь попадёт на совсем другую букву. Подобным же образом всем другим буквам открытого текста соответствовали уже другие буквы шифротекста. Получался новый шифралфавит, причем каждый раз, когда шифродиск возвращался в исходное состояние, использовался уже другой шифралфавит.

Можно выписать все эти шифралфавиты в виде таблицы из 26 строк и такого же количества столбцов. Если шифромашина была сконструирована так, что шифродиск вращался ровно на одну позицию каждый раз, когда зашифровывалась какая-нибудь буква открытого текста, то итоговый результат был таким же, как и при циклическом использовании этой таблицы — строка за строкой сверху вниз. Выходило не что иное, как шифр многоалфавитной замены с периодом 26.

Такая машина, как и раньше, не оправдывала возложенные на неё надежды, поскольку реализованный с её помощью процесс шифрования был неустойчивым. Однако, если вместо неподвижной исходной пластины установить рядом с первым диском второй и заставить его вращаться на одну позицию каждый раз, когда первый диск делает полный оборот, то это позволит существенно усовершенствовать процесс шифрования.

За счёт поворота второго шифродиска создается новый шифралфавит — 27-й. И каждый новый вариант расположения этих двух шифродисков между неподвижными пластинами будет приводить к созданию нового шифралфавита. Следовательно, двухдисковая шифромашина реализовывала многоалфавитную замену со значительно большим периодом, чем однодисковая. Теперь он равнялся 676.

Добавление третьего диска приводит к тому, что это число умножается на 26, потому что все три диска возвращаются в своё исходное положение только через 17576 последовательных тактов зашифрования. При четырёх и пяти дисках периоды равны 456976 и 11881376 соответственно.

Получалось, что каждая буква открытого текста зашифровывалась с помощью разных шифралфавитов. В этом и заключалось преимущество дисковой системы: применение дополнительных дисков быстро доводит число шифралфавитов до таких астрономических величин, что количественные расхождения перерастали в качественные. Теперь можно было создать свой шифралфавит для каждой буквы открытого текста, длина которого намного превосходила полное собрание произведений нескольких писателей.

Подобная длина сводила на нет всякую практическую возможность непосредственного раскрытия шифросистемы на основе частоты повторяемости букв. Для такого раскрытия нужно было приблизительно 50 букв на каждый шифралфавит, а это значило, что все пять дисков должны были по 50 раз сделать свой полный оборот. Никакой криптоаналитик не мог всерьез рассчитывать на то, чтобы стать владельцем такого трофея, даже, если бы он сделал это целью всей своей жизни.

Поэтому при раскрытии дисковых шифраторов криптоаналитик должен был использовать особые способы, например, получение открытого текста в полном объёме. Получить его криптоаналитик мог несколькими путями. Бывало так, что для шифрования двух и более сообщений применялась та же изначальная установка шифродисков, или что эти установки очень близки друг к другу и последовательность шифралфавитов перекрывалась несколькими сообщениями.

Иногда двум криптограммам соответствовал тот же открытый текст (так бывало при рассылке идентичных приказов нескольким подразделениям). Время от времени открытый текст становился известным в результате ошибок шифровальщика или опубликования дипломатических нот. На практике подобные ситуации случались достаточно часто, что позволяло криптоаналитику использовать их с наибольшей выгодой для себя.

При раскрытии дисковых шифраторов криптоаналитики обычно применяли методы высшей математики, что очень хорошо подходили для работы со многими неизвестными, связанными с шифродисками. В основном, этими неизвестными были перепайки в каждом шифродиске. Криптоаналитик математически разграничивал их, измеряя сдвиг между входными и выходными контактами.

Например, перепайка с входного контакта 3 на выходной контакт 10 означала сдвиг, который равнялся 7. Подобным же образом всем буквам присваивались числовые значения, чаще всего: А=0, В=1, С=2,…Z=25. Используя числовые значения известного или предполагаемого открытого текста, криптоаналитик составлял уравнения, в которых сдвиг в нескольких дисках был неизвестной величиной, и потом решал эти уравнения.

Такими были основные принципы раскрытия дисковых шифраторов. Но их применение на практике обрекало криптоаналитика на самые жестокие экзамены интеллекта, что только могли выпасти на долю человека. Количество уравнений и неизвестных, как правило, превышало количество песчинок в пустыне, а сами уравнения были сложными и запутанными подобно «гордиеву» узлу.

Частично эта сложность возникала из-за необходимости указать все сдвиги относительно неподвижной входной и выходной пластины. С другой стороны, это связано с тем, что один сдвиг вычисляется с помощью нескольких других. Сдвиг на 3-м шифродиске мог быть известен только как сумма сдвигов на 1-м и 4-м шифродисках, а сдвиг на 4-м шифродиске мог, в свою очередь, равняться сумме сдвигов на 2-м и 5-м шифродисках.

Таким образом, одно неизвестное могло быть выражено с помощью четырёх или пяти величин. Математическая теория групп очень подходила для решения уравнений такого типа, но она также была подвержена ошибкам.

Характер сдвигов, восстановленных криптоаналитиком, мог оказаться только относительно правильным, и было нужно дополнительно найти перестановку, с помощью которой можно было получить абсолютно точные значения этих сдвигов. Кроме того, шифровальщики противника редко делали услугу, устанавливая шифродиски в одинаковые первоначальные положения при шифровании всех своих сообщений.

Раскрытие также очень усложнялось использованием устройств, которые обеспечивали неравномерное движение шифродисков. Сам шифровальщик мог внести дополнительные исправления, просто переставив шифродиски с одного места на другое. Короче говоря, дисковая шифросистема создавала исключительно сложный и стойкий шифр, который содержал достаточно простые элементы.

На начальной стадии появления серийно изготовленных электромеханических шифровальных машин они были отнесены к технике особой секретности, и даже инструкции по их эксплуатации приравнивались к шифрам. Такой порядок был оправдан, поскольку не только наличие самой шифровальной машины, но и любая информация о ней позволяла дешифровщикам раскрывать перехваченные криптограммы, обнаруживать ключи и длительное время читать тайные сообщения противника.

Понятно, во многом этому способствовала слабость (по современной оценке) самих ключей, которые к тому же менялись редко, а временами даже использовались повторно, например, в отдаленных друг от друга сетях шифрованной связи.

Кроме того, первоначальные конструкции шифромашин были сравнительно простыми, что позволяло математически определять алгоритмы шифровального превращения знаков, отталкиваясь от какой-нибудь взятой наугад точки отсчёта, а затем последовательно определять алгоритмы превращения всех других знаков криптограммы. Обычно, для дешифровки конкретной криптограммы необходимо было знать ключи, которые определяли начальные установки шифратора, и всё-таки знание алгоритма шифрования в целом уменьшало время и объём криптоанализа, что было также нежелательно для противника.

Позже, когда криптологи стали разрабатывать и внедрять в эксплуатацию конструкции, которые реализовали более сложные машинные шифры, ввели в регламент замены ключей жесткие ограничения времени их использования, а также категорическое запрещение повторного использования ключа в любой другой системе шифрованной связи, информация о шифромашинах всё равно продолжала оставаться засекреченной. Причём такое положение дел сохранялось невзирая на то, что при конструировании каждой шифромашины разработчики всегда учитывали и учитывают вероятность ее захвата противником во время боевых действий.

Наличие шифромашины противника позволяло дешифровщику, создав математические или натурные модели «антишифратора», используя весь накопленный арсенал средств и методов криптоанализа, а также новейшие приёмы дешифровки, пытаться обнаружить ключи и прочитать перехваченные криптограммы.

Это был хотя и очень важный, но лишь первый шаг на длинном пути, который проходил дешифровщик, чтобы добиться позитивного результата, который достигался далеко не всегда. Поэтому для такой специфической и «деликатной» науки как криптология характерным и полностью естественным является желание противоборствующих сторон исключить утечку любой информации, которая может послужить «зацепкой» для дешифровальщиков.

Именно такой подход и был положен в основу общей стратегии обеспечения информационной безопасности при использовании электромеханических шифромашин, вплоть до самого факта их наличия и эксплуатации. Поэтому на протяжении всего периода их использования на действующих шифрованных связях, кроме самой техники и документации по ее эксплуатации, засекречивались сведения о конструкторских бюро и заводах, которые разрабатывали специальную технику, об их дислокации, производственных мощностях, объемах выпуска и других данных.

Например, при изготовлении немецкой «Энигмы» в каждом территориально автономном цехе выпускалась только одна деталь, специфическая для шифромашины. Особенно охранялся сборный цех, а контингент рабочих тщательным образом подбирался службой безопасности. Еще дальше пошли американцы. При изготовлении шифромашины «М-209» на завод, где осуществлялась её сборка, детали поступали вообще с других предприятий.

Следует отметить, что правительства многих стран скептически относились к покупке дорогой шифровальной техники. По окончании Первой Мировой войны у руководителей государств не было желания тратить деньги на шифровальные машины. Бюджеты вооружённых сил были сокращены до минимума.

Война, в которой шифровальная техника будет востребована максимально, казалась достаточно далёкой, поэтому дело механизации шифрования в войсках двигалось медленно, за исключением стран, которые активно готовились к новой войне, например таких, как СССР, Германия и Япония.

Германия

7 октября 1919 года голландский изобретатель Хуго Александр Кох (1870–1928), когда ему было 49 лет, получил в Нидерландах патент № 10700 на самый известный дисковый шифратор в истории криптологии — «секретную печатную машинку». Он очень увлекался конструированием разных удивительных приспособлений и справедливо думал, что его новое изобретение в сфере криптологии будет иметь коммерческий успех.

Кох указал в своем патенте, что проникающие лучи света и воздуха, а также вода или масло, протекающие по трубкам, могут переносить шифрующий импульс так же хорошо, как и электричество, протекающее по проводам. Он отдавал преимущество дисковому механизму, но не успел создать ни одной шифровальной машины, которые были предложены им в патенте. В 1922 году Кох тяжело заболел и, предчувствуя быструю смерть, передал все права на свои патенты другому немецкому изобретателю.

Кроме того, в 1924 году немец украинского происхождения Александр Крыга (Криха), фамилия которого переводится на русский язык как «лёд», создал ряд шифровальных машин «Kryha». Родился он в Харькове в 1891 году. Воевал в русской армии во время Первой Мировой войны. Во время Второй Мировой войны служил офицером в немецкой армии (вермахте). Покончил самоубийством в 1955 году в Баден-Бадене.

Он разработал три модели шифровальных машин: механическую «Standard», карманную «Liliput» и электрическую «Electric». Механическая шифромашина, весившая 5 килограмм и в которой шифродиск приводился в действие с помощью пружинного двигателя, активно использовалась немецкими дипломатами в годы Второй Мировой войны. Электрическая шифромашина могла подключаться к телеграфному оборудованию компании «Siemens & Halske» и работать со скоростью 360 знаков в минуту.

Немецким же изобретателем, который унаследовал патентные права Коха, стал немецкий инженер Артур Шербиус (1878–1929), имевший степень доктора наук и ряд патентов, в том числе и в такой далекой от криптологии отрасли, как керамика.

Первое придуманное им криптографическое устройство превращало цифровые кодовые обозначения в произносимые слова, по очереди замещая цифры на соответствующие им гласные и согласные буквы с помощью специального устройства. Это устройство состояло из нескольких коммутаторов, которые соединяли каждый входной проводник с одним из исходных проводников и были устроены так, что можно было легко менять характер этих соединений.

Именно он стал прообразом дискового (роторного) шифратора, позже изобретенного Шербиусом и обстоятельно описанного в его очередной патентной заявке. И хотя диски в этом шифраторе применялись только для превращения цифровых последовательностей, в подобных ему устройствах Шербиус увеличил количество контактов с 10 до 26, поэтому эти устройства полностью могли использоваться для шифрования букв.

Ещё 18 февраля 1918 года Шербиус направил запрос на получение патента на роторную шифровальную машину и совместно с Рихардом Риттером учредил компанию «Scherbius & Ritter». Они пытались наладить отношения с немецкими ВМФ и МИД, но на тот момент те не были заинтересованы в шифровальных машинах.

В дальнейшем они зарегистрировали патенты на предприятие «Gewerkschaft Securitas», которое 9 июля 1923 года учредило корпорацию производителей шифровальных машин «Chiffriermaschinen AG». Шербиус и Риттер входили в её Совет директоров.

Шербиус назвал свою машину «Энигма» (нем. Enigma — загадка). «Энигма» имела существенное отличие от других дисковых шифраторов: движение шифродисков управлялось специальными зубчатыми колёсами, чтобы сделать его неравномерным. Изначальное количество зубцов было слишком малым, чтобы существенно усложнить раскрытие шифратора, однако в более поздних моделях «Энигмы» этот недостаток был устранён.

Машина имела вращающиеся на одной оси диски (роторы), которые обеспечивали более миллиона вариантов шифра простой замены, обусловленного текущим положением дисков. На каждой стороне диска по окружности располагалось 25 электрических контактов, столько же, сколько было букв в алфавите. Контакты по обе стороны диска соединялись попарно в случайном порядке 25 проводами, формирующими замену символов.

Диски складывались вместе так, чтоб их контакты, касаясь друг друга, обеспечивали прохождение электрических импульсов сквозь весь пакет дисков. Перед началом работы диски устанавливались так, чтобы получалось определённое ключевое слово, а при нажатии клавиши и кодировании очередного символа правый диск вращался на один шаг. После того, как он делал полный оборот, на один шаг вращался следующий диск. Таким образом, создавался ключ намного длиннее, чем текст сообщения.

Например, на первом правом диске провод от контакта, соответствующий букве «U», был присоединён к контакту буквы «F» на другой его стороне. Если же диск вращался на один шаг, то это уже отвечало замене следующей за «U» буквы «V» на следующую за «F» букву «G».

Поскольку диски сталкивались контактами, то электрический импульс от нажатой клавиши с буквой исходного текста, прежде чем достигал выхода, делал несколько замен: по одной в каждом диске. Для усложнения расшифровывания диски каждый день переставлялись местами или менялись. Последующее совершенствование этой машины сделало движение дисков хаотическим, а их количество постоянно увеличивалось (от 3 до 8). Всё устройство могло поместиться в портфеле и было таким простым, что обслуживалось обычными связистами.

Следовательно, ключами в «Энигме» были:

— изначальное расположение роторов;

— установка вращающихся роторов в определенную позицию;

— соединение пар розеток с помощью шнуров (при наличии коммутационной панели).

То есть общее количество возможных ключей выражались числом из 92 знаков. Кроме того, периодически происходила смена ключей, а любое сообщение должно было содержать не менее десяти групп из пяти букв в каждой, что усложняло дешифровку математическими методами.

Корпорация «Chiffriermaschinen AG» начала рекламировать роторную машину модели «Enigma A», которая была выставлена на показ на конгрессе Международного почтового союза в 1923 и 1924 годах. Машина была тяжёлой и очень большой и напоминала печатную машину. Её размеры были 65х45х35 см, и весила она около 50 кг.

Позже была представлена модель «В». Модели «А» и «В» были совсем не похожи на более поздние версии (были разных размеров и формы). Отличались они и с шифровальной точки зрения — в них не было рефлектора, который был предложен коллегой Шербиуса — Вилли Корном и был установлен на модели «С» в 1926 году.

Модель «С» была меньше по размеру и более портативной, чем предшественники. Она имела рефлектор — отражатель: все его контакты располагались исключительно на одной стороне и были соединены только между собой. Импульс, который приходил на этот шифродиск, разворачивался на 180 градусов и опять отправлялся через шифродиски, через которых он только что прошёл, но другим путём. В этой модели уже не было печатной машинки, чтобы заменить дополнительного оператора, следящего за лампочками, отсюда и альтернативное название «Glowlamp Enigma». В 1927 году на замену модели «С» пришла модель «D».

На первых порах «Enigma» не имела особого спроса — в 1926-28 годах Рейхсвер (военное ведомство Веймарской республики, которая существовала на территории Германии в 1919-35 годах, — до прихода к власти Гитлера) приобрёл всего несколько её экземпляров для своего ВМФ.

В 1934 году Шербиус отошёл от этого проекта, но им занялись доктор Рудольф Хеймсоэт и Элсбэт Ринке. С этого момента начался настоящий бум продажи этих машин — их торговая фирма «Heimsoeth & Rinke» с 1935 года и до второй половины Второй Мировой войны поставляла разные модели и модификации «Энигмы» как немецким, так и иностранным ведомствам — Испании, Италии и Японии. Всего было продано свыше 1000 экземпляров.

Немецкий ВМФ первым начал использовать машины «Enigma». Модель, которая была названа «Радиоключ С» (нем. Funkschlussel С), начала разрабатываться с 1925 года и выпускаться с 1929 года. Клавиатура и панель с лампочками состояли из 29 букв от «A» до «Z», а также «A», «O» и «U», расположенных в алфавитном порядке, в отличие от системы «QWERTZU».

Роторы имели по 28 контактов, буква «X» передавалась непосредственно, то есть не шифровалась. Три ротора из пяти и рефлектор могли быть установлены в четыре разных позиции, обозначенной буквами «α», «β», «γ» и «δ». Незначительные исправления в машину были внесены в июле 1933 года.

15 июля 1928 года вермахт внедрил свою собственную модель — «Enigma G», которая была модифицирована в июне 1930 года в модель «Enigma I». Она была также известна как «Военная Энигма», широко использовавшаяся немецкой военной властью и другими государственными организациями (например, железной дорогой) во время Второй Мировой войны.

Значительной разницей между «Enigma I» и коммерческой моделью была коммутационная панель для замены пар букв, состоявшая из 26 пар розеток и штепселей и позволявшая делать ещё одну перестановку в поступлении сигнала на систему роторов, чем значительно повышала уровень защиты шифрограмм. Также были и другие отличия: использование неподвижного рефлектора и перемещение прорезей с тела ротора на подвижные буквенные кольца. Машина имела размеры 28х34х15 см и весила около 12 кг.

В 1934 году ВМФ принял свой вариант «Военной Энигмы», который был назван «Funkschlussel M» или «М3». В то время, как вермахт использовал три ротора, для большей безопасности в морской модификации можно было выбрать три из пяти роторов. В декабре 1938 года вермахт также прибавил два дополнительных ротора. Позже в 1938 году в военно-морском варианте были добавлены два дополнительных ротора, а в 1939 году — ещё один, поэтому появилась возможность выбирать три из восьми роторов.

В августе 1935 года ВВС также начали использовать «Военную Энигму» для собственной секретной связи. С 1 февраля 1942 года немецкие подводные лодки стали использовать 4-хроторную «Энигму», которая была названа «М4». Дополнительный ротор не занимал большого пространства за счёт разделения рефлектора на комбинацию более тонкого рефлектора и более тонкого четвёртого ротора.

Также была разработана «Enigma II» — большая 8-роторная печатающая модель, которая использовалась для связи высших армейских структур, но вскоре Германия прекратила её использование, поскольку машина была очень ненадёжной и часто заклинивала.

Немецкая военная контрразведка (абвер) использовала модель «Enigma G». Эта была 4-хроторная модель без контактной панели, но с большим количеством выемок на роторах. Эта модель была оснащена счётчиком нажатий клавиш, поэтому она также известна как «счётная машина».

Другие страны также использовали шифроамашины «Enigma». Так, например, ее коммерческая версия «Enigma K» использовалась итальянскими, немецкими и националистическими силами в испанской гражданской войне с ноября 1936 года в комбинации с кодовой книгой под названием «DEI» (аббревиатура Deutschland, Espana, Italia — Германия, Испания, Италия).

28 января 1937 года испанские военные моряки получили 2 машины «Enigma K». 22 июня 1940 года 4 машины получил отдел шифрования МИД Испании. В июле 1 машина была отправлена в посольство Испании в Берлине.

Когда гражданская война закончилась, ее продолжали использовать испанские вооруженные силы до середины 1940-х годов, а также военные атташе Испании в Париже, Риме и Берлине с 1941 года. К концу Второй мировой войны их постепенно заменили на шифромашины Бориса Хагелина.

Швейцарцы использовали для военных и дипломатических целей модель «Enigma K». Модель «Enigma T» (кодовое название «Тирпиц») была выпущена для Японии. По приблизительным подсчётам всего было выпущено около 100 тысяч экземпляров шифровальных машин «Энигма».

Немецкие военные связисты считали её очень надёжной и думали, что она обеспечивает необходимую безопасность связи. Её единственный видимый недостаток заключался в том, что она не могла печатать текст, и для быстрой работы с ней было нужно, по крайней мере, трое людей: один читал вводимый текст и нажимал клавиши, второй произносил буквы вслух, по мере того как они засвечивались, а третий записывал текст на бумагу.

В основных центрах связи Германии во время Второй Мировой войны также использовалась громоздкая шифромашина Т-52 «Секретный писарь» (нем. Geheimschreiber, G-Schreiber или Schlusselfernschreibmaschine, SFM) компании «Siemens & Halske». Это электромеханическое устройство имело 10 или, даже, 12 шифровальных дисков-роторов. По понятным причинам раскрыть шифр этой машины было очень сложно.

Таким же сложным шифратором была и машина «Ключевое дополнение» (нем. Schlusselzusatz, SZ) компании «Лоренц», которая налагала на открытый текст одноразовую псевдослучайную шифровальную последовательность. Она обеспечивала шифрованную переписку между ставкой Гитлера и штабами основных армейских группировок Германии.

Кроме шифротехники в Германии в начале 1930-х годов также начали создавать технику секретной телефонии. Первые выпущенные аппараты датировались 1932–1933 годами. К работе были привлечены большие немецкие компании «АЕТ», «Телефункен» и «Симменс».

К концу Второй Мировой войны этими фирмами было разработано до 15 типов аппаратуры и изготовлено 2180 аппаратов. Серийность для сложных аппаратов была крайне небольшой — несколько образцов, а основную массу составляли «инверторы» разных типов, которых было изготовлено более 2100.

Параллельно с разработкой техники в военном ведомстве под руководством доктора Лотце велись исследования возможности дешифровки разработанной аппаратуры. Доктор Лотце (Lotze) стал «грозой» для разработчиков техники засекречивания телефонных переговоров, давая отрицательный вывод о гарантиях стойкости всех разработанных фирмами аппаратов. Следовательно, до конца войны Германия не имела аппараты засекречивания, которые были бы стойкими к дешифровке.

Швеция

Отметим, что самый сложный из дисковых шифраторов, изобретённых в начале XX века, был запатентован лишь через три дня после самого простого. Хуго Кох получил свой патент 7 октября 1919 года, а уже 10 октября шведу Арвиду Дамму был выдан в Стокгольме патент № 52279.

Дамм разработал шифромашину и рассказал о своём изобретении своему знакомому, который работал в шведском посольстве в Берлине, который и организовал встречу изобретателя с капитаном 3-го ранга Олафом Гюльденом, начальником Королевского морского училища в Стокгольме. В 1915 году Гюльден и Дамм учредили акционерную компанию (шв. Aktiebolaget, АВ) «Криптограф» (шв. Cryptograph). Компаньоны собирались продавать шифромашины, спроектированные Даммом после Первой Мировой войны.

За первые пять лет существования компании было создано несколько прототипов роторных шифровальных машин, в частности: «Electrocryptograph B-1». Однако машины оказывались ненадёжными, их было невозможно продать, и разработка останавливалась на стадии прототипа. К 1921 году у компании возникли финансовые трудности. В это время Дамму удалось найти нового инвестора Эммануила Нобеля, который потерял собственность в России из-за революции. Нобель и его коллега Карл Хагелин решили, что криптология может сыграть решающую роль в деловой корреспонденции.

В это время Дамм занимался разработкой шифровальных машин для радиотелеграфии и пытался заинтересовать крупные телеграфные компании. После прихода в компанию Бориса Хагелина, Дамму удалось привлечь внимание четырёх наибольших телеграфных компаний, для работы с которыми Дамм переехал в Париж. Тогда же Дамм разработал шифровальную машину «Electrocrypto В-18» с упрощёнными роторами. Однако в 1927 году Дамм умер, до того, как его работы получили признание.

Безусловно, наибольший вклад в мировую криптологию среди шведских специалистов внёс Борис Цезарь Вильгельм Хагелин (1892–1983). Он родился на Кавказе, где некоторое время работал его отец, который был руководителем российского отделения нефтедобывающей компании Альфреда Нобеля, изобретателя динамита и основателя знаменитой Нобелевской премии. В течение нескольких лет Борис учился в Санкт-Петербурге, а затем поехал в Швецию, где в 1914 году закончил Королевский технологический институт в Стокгольме, получив диплом инженера-механика. Потом 6 лет работал в шведском филиале американской компании «General Electric», а впоследствии около года провёл в США на службе в компании «Standard Oil».

Борис проявлял тягу к изобретательству, увлекался техникой. В круг интересов молодого Хагелина входила и криптология. Последней он уделял повышенное внимание. В 1920 году Хагелин сумел создать первый в мире электромеханический шифратор. В нём были клавиатура и индикаторные лампы для набора и получения открытых и шифрованных текстов.

В 1921 году отец Бориса Цезарь Хагелин и племянник Альфреда Нобеля Эммануил устроили его в фирму «AB Cryptograph», основателем которой был Арвид Дамм, а Цезарь Хагелин и Эммануил Нобель были основными акционерами. Борис фактически представлял интересы главных акционеров предприятия. Войдя в фирму Дамма, он активно включился в работу относительно создания новых шифромашин с приемлемыми для потенциальных потребителей размерами, ценой и криптостойкостью.

Первым большим успехом Б.Хагелина стала модификация одного из дисковых шифраторов, разработанных Даммом. В 1925 году он узнал, что Генеральный штаб Швеции решил ознакомиться с немецким шифратором «Энигма». К этим шифромашинам внимание шведских вооруженных сил обратила одна немецкая компания, которая собиралась заняться их снабжениям в Швецию при условии одобрения устройства шведской стороной. Хагелин сообщил штабу, что фирма, в которой он работает, готова разработать и предложить более совершенную шифромашину шведского производства. Для выполнения этой работы военными было выделено 6 месяцев.

Изготовление опытного образца шифратора, который получил название «В-21», обошлось фирме «AB Cryptograph» в 500 шведских крон (приблизительно 110 долларов в то время). Дамм достаточно критически отнёсся к работе своего коллеги, а вот шведские военные остались довольны «В-21» и в 1926 году сделали большой заказ на её снабжение. Хагелин выиграл соревнование с «Энигмой», поэтому для неё путь в Швецию был закрыт. После смерти Дамма в начале 1927 года Б.Хагелин возглавил акционерную компанию, которая получила название «Криптотехника» (шв. AB Cryptoteknik).

Он сосредоточил свои усилия на создании шифраторов с возможностью печатания шифротекста. В «В-21», как и в шифраторе «Энигма», использовались электрические лампочки, которые светились, отмечая текущую зашифрованную букву при наборе буквы открытого текста на клавиатуре. Для стационарного использования была создана модификация «В-22», которая предусматривала возможность подключения к стандартным электромеханическим печатным машинкам, так что шифрованный и расшифрованный тексты автоматически распечатывались.

Однако шифровальное устройство, которое получилось в результате, оказалось слишком громоздким. Поэтому вскоре Хагелин решил объединить в одной машине и печатающий, и шифрующий механизмы.

Позже, в 1932 году Франция объявила конкурс на разработку шифратора для своей армии. Эта система должна была быть настолько компактной, чтобы помещаться в кармане армейской шинели и применяться непосредственно на поле боя. Кроме того, шифратор необходимо было обеспечить независимым печатающим устройством. Уже имеющиеся шифраторы не отвечали этим требованиям, поэтому Хагелин создал новое компактное устройство «В-211».

Роторы «В-211» отличались от роторов «Энигмы». Вместо 26 входов и 26 выходов (как в «Энигме») в «В-211» каждый ротор содержал 5 входных и 10 выходных контактов. Шифратор весил около 17 кг, работал со скоростью 200 знаков в минуту и размещался в деревянном футляре размером в большой портфель.

Начальное положение роторов и колёс было сеансовым ключом и определялось набором из 6 букв латинского текста: две первых буквы — для определения начальных угловых положений роторов, другие — для положений колёс. Процесс расшифровывания был обратным по отношению к процессу зашифрования. При этом специальная ручка на шифраторе переводилась в положение «расшифровывания».

Конечно, до «карманных размеров» было ещё далеко, но в первой половине 1930-х годов это был наиболее компактный печатающий шифратор, отвечавший потребностям французской армии того времени, поэтому был взят ею на вооружение.

В 1934 году французский генеральный штаб попросил Хагелина создать «карманную» шифромашину. Изобретателю удалось выполнить поручение — разработать компактный механический печатающий шифратор, пригодный для использования в полевых условиях, причем для работы с ним было достаточно одного человека. В итоге появился шифратор, названный «С-35».

Его механическую схему можно условно разделить на три блока: наборно-печатающий, блок вращающихся колёс и барабан с линейками. Наборно-печатающий блок позволял выставлять букву открытого текста и считывать её шифрованный эквивалент с возможностью печатания его на бумажную ленту.

Блок вращающихся колёс представлял собой 5 колёс с разным периодом вращения, который соответствовал количеству их угловых положений, обозначенных буквами латинского алфавита (без буквы W). После каждого такта шифрования все колёса сдвигались на одну позицию. В связи с тем, что периоды вращения колёс были попарно взаимно простыми числами, полный период вращения всех колёс равнялся:

17 х 19 х 21 х 23 х 25 = 3 900 225.

В октябре 1937 года французы одобрили шифромашину. Шесть экземпляров модифицированного шифратора, названного «С-36», были переданы шведским ВМС для испытаний. Фактически новинка представляла собой шифратор «С-35», но с двумя достаточно существенными дополнениями: наличием дополнительной крышки, которая закрывала шифратор на ключ, и подвижных рейторов, расположение которых теперь было не фиксированным, а служило ещё одним ключевым параметром (долгосрочным ключом).

Этот аппарат реализовывал шифр гаммирования и отличался небольшими габаритными размерами (83х140х178 мм) и массой. Хагелин даже добился, чтобы «С-36» распечатывал шифротекст с разбивкой на пятизначные группы, а открытый текст — в виде обычных слов. Скорость работы нового шифратора составляла в среднем 25 букв в минуту.

«С-36» получил высокие оценки французских специалистов, и в результате Франция заказала сразу 5 тысяч шифраторов, что принесло «АВ Cryptoteknik» существенную прибыль. В довоенные годы машины типа «С-36», кроме Франции, закупили для использования на линиях связи Великобритания, Италия, Германия (по некоторым данным немцы даже организовали у себя «пиратское производство» шифромашин и выпустили около 1000 экземпляров, которые использовались Абвером и МИД) и некоторые другие европейские страны.

В 1936 году сын одного из основателей фирмы Ив Гюльден проанализировал стойкость «С-36» и порекомендовал внести в него некоторые изменения, которые были одобрены самим Хагелином. В результате было добавлено ещё одно, шестое колесо, а количество линеек увеличились до 29. Новый шифратор получил название «С-38» и был взят на вооружение шведской армии.

Приблизительно в это же время Хагелин создал миниатюрные шифраторы для французской полиции. Это была действительно карманная аппаратура. Она приводилась в движение большим пальцем левой руки, а правой рукой можно было записывать шифротекст. После войны идея портативного карманного шифратора нашла своё развитие в моделях «CD-55» и «CD-57».

В 1939 году Хагелин создал шифратор «ВС-543» — электромеханическую реализацию «С-36».

Однако главный успех ожидал Хагелина в США. Ещё в 1936 году он начал переписку с американцами по возможным закупкам «С-36», а в 1937 и 1939 годах осуществил длительные деловые поездки за океан. Соединенные Штаты проявили большую заинтересованность и решили закупить модернизированный шифратор «С-38».

Однако вскоре стало понятно, что организация массового производства шифраторов в Европе и отправления их в Америку будут очень затруднительны из-за начавшейся Второй Мировой войны. Хагелин решил выехать в США и организовать производство «С-38» непосредственно в Америке, но выехать из воюющей Европы было непросто.

Позже он вспоминал: «Обычную визу получить было невозможно, поэтому я убедил шведское министерство иностранных дел послать меня в Америку в качестве дипломатического курьера. Мы с женой отправили наш багаж заранее и сели в поезд, следовавший в Стокгольм. Там мы узнали, что стокгольмские бюро путешествий отменили все поездки в США. Тогда мы решили попытаться отплыть из Италии.

С чертежами в портфеле и двумя разобранными шифраторами в сумке мы сели в экспресс «Стокгольм — Берлин». Нам сопутствовала удача. Мы с грохотом промчались через самое сердце Германии и через три дня благополучно прибыли в Геную. В ту ночь стёкла в окнах отеля, в котором мы остановились, были побиты — мы совершенно случайно решили расположиться в отеле «Лондон», а Италия уже находилась в состоянии войны с Англией. Но мы всё же сумели отправиться в Нью-Йорк с последним рейсом парохода, отплывавшего из Генуи».

Невзирая на трудности, Хагелин добрался в США. «С-38» американцам очень понравился, и они развернули его массовое производство. В результате отчисления Хагелину, как владельцу патента на изобретение, составили миллионы долларов. Он стал первым человеком, который нажил многомиллионное состояние благодаря криптологии.

В 1944 году Хагелин, уже будучи мультимиллионером, вернулся в Швецию. После начала «холодной войны» и развала старых колониальных империй сформировался новый, ещё более ёмкий рынок шифраторов. «AВ Cryptoteknik» стала получать многочисленные заказы, как от «старых знакомых», так и от только что образованных на карте мира государств. Вскоре к ним присоединились и негосударственные организации (в первую очередь банки и большие корпорации, которые закупали шифроборудование для защиты своих коммерческих тайн).

В первые послевоенные годы Хагелин сосредоточил все свои научно-исследовательские подразделения и производственные мощности в Стокгольме. Однако шведское законодательство позволяло правительству реквизировать изобретения, которые были нужны для обеспечения национальной безопасности.

Это заставило Хагелина в 1948 году перенести свою научно-исследовательскую работу и самому переехать в швейцарский город Цуг, который оказался настолько привлекательным для предпринимательской деятельности (прежде всего из-за налоговых льгот), что в 1952 году он учредил там фирму «Crypto AG», а в 1959 году перевел туда и остальные части своей шведской фирмы «AВ Cryptoteknik».

Борис Хагелин проработал в фирме «Crypto AG» до 1970 года, а умер в 1983 году, но и доныне основанная им фирма является одним из наибольших мировых производителей криптотехники.

Раскрытие «Энигмы»

 

Существуют несколько версий «раскрытия» тайны немецкой шифромашины «Энигма»: польская, французская, английская и шведская.

Польская версия

Польская версия утверждает, что первыми успехов в дешифровке «Энигмы» достигли польские криптологи. Шифрорган польской армии был образован 8 мая 1919 года Джозефом Станслицким сразу же после провозглашения независимости страны и уже через несколько месяцев был переименован в «Бюро шифров». Во время гражданской войны в России и советско-польской войны (1919–1921) поляки перехватывали и дешифровывали советские военные и дипломатические сообщения. Только за август 1920 года польские криптоаналитики дешифровали 410 секретных телеграмм, подписанных Троцким, Тухачевским, Гаем и Якиром.

Структура «Бюро шифров» в то время состояла из 4-х отделов:

— польских шифров (защита собственных линий связи);

— радиоразведки;

— российских шифров;

— немецких шифров.

С 1926 года польские радиоразведчики стали перехватывать немецкие сообщения, зашифрованные новым неизвестным им шифратором, — «Энигмой». В январе 1929 года на варшавскую таможню из посольства Германии в Польше пришло сообщение, в соответствии с которым необходимо было как можно быстрее передать работникам посольства коробку, которая попала по недоразумению на варшавскую таможню. Когда заинтригованные поляки раскрыли коробку, в ней они нашли коммерческий вариант «Энигмы». По другой версии первое знакомство поляков с ним состоялось еще раньше — в 1927 году.

По поручению начальника польского шифробюро майора Гвидо Лангера на таможню немедленно прибыли инженеры радиотехнической фирмы «AVA», работавшие в тесном контакте с шифробюро. Руководил ими Энтони Палльтх (Antoni Palluth) — не только инженер и совладелец фирмы, но и криптоаналитик. Эти люди тщательным образом изучили машину, которая попала в руки польских таможенников, после чего она была передана посольству Германии. Никаких протестов оттуда не поступило: очевидно, никто из работников посольства не заподозрил, что поляки ознакомились с содержанием коробки.

Однако попытки сотрудников польского шифробюро прочитать немецкие сообщения, зашифрованные с помощью «Энигмы», не дали результатов. Дело было в том, что в Министерстве обороны Германии был принят на вооружение шифратор, который отличался от коммерческого варианта «Энигмы».

В 1928-29 годах в Познани были организованы курсы по изучению криптологии для студентов-математиков со знанием немецкого языка. Акцент сделали на углубление математических знаний. Таким образом, поляки начали активную подготовку специалистов-криптологов.

В Познаньском университете прочитал курс лекций по криптологии начальник «немецкого» отдела шифробюро Министерства обороны Польши лейтенант Максимилиан Чежский (Maksymilian Ciezki). Среди студентов курса были Мариан Реевский (Marian Rejewski) (1905-80), Генрих Зигальский (Henryk Zygalski) (1908-78) и Ежи Рожицкий (Jerzy Rozycki) (1909-42).

Эти специалисты впоследствии поступили на службу в шифробюро и первыми получили результаты по дешифровке «Энигмы». В результате в Польше разработали первый математический аппарат для дешифровки «Энигмы» и расшифровали некоторые перехваченные криптограммы. Следует отметить, что в начале 1930-х годов польские криптологи считались достаточно авторитетными специалистами.

Так, например, японцы пригласили читать лекции по криптологии специалиста по кодам капитана польской армии Яна Ковалевского (Jan Kowalewski). Позже к нему в Польшу была направлена группа японских студентов, среди которых был Ризобар Ито (будущий выдающийся японский криптолог), занимавшийся разработкой шифров и шифромашин, а также криптоанализом. В частности, именно он «раскрыл» шифросистему типа «Playfair», применявшаяся в 1930-е годы на английских линиях связи.

В 1931 году польские криптоаналитики получили достаточно существенную помощь из Франции. Летом того же года сотрудник немецкого военного шифроргана (нем. Chiffrierstelle) Ганс-Тило Шмидт (Hans-Thilo Schmidt) через французское посольство в Берлине предложил продать правительству Франции некоторые секретные документы. Среди них он особо выделил пособия по эксплуатации «Энигмы», поэтому осенью того же года Шмидт несколько раз встретился с представителями 2-го бюро разведывательной спецслужбы Франции.

В контакт со Шмидтом вступили агент 2-го бюро, немец по национальности Рудольф Лемуан (Rodolphe Lemoine) и начальник шифровального отдела 2-го бюро Гюстав Бертран (Gustave Bertrand). 8 ноября 1931 года Шмидт передал им справочное пособие по использованию «Энигмы» и обещал добыть действующие ключевые установки для шифратора. Лемуан и Бертран поняли, что французская разведка получила источник самой ценной информации, которая может оказать большую помощь в обеспечении безопасности Франции.

Вскоре с информацией, полученной от Шмидта, были ознакомлены французские криптологи. Из этих материалов они поняли лишь, как шифровать сообщение с помощью «Энигмы», однако не поняли, как читать немецкие шифросообщения. Поэтому Бертран был очень разочарован и решил проконсультироваться с английскими специалистами: их мысль совпала с французской. Поскольку было известно, что поляки также ведут работы по дешифровке «Энигмы», Бертран с разрешения руководства передал информацию Шмидта польским коллегам.

Информация французов о немецком шифраторе оказалась для поляков очень полезной. Бертран передал фотокопию пособия по использованию «Энигмы» руководителю польского шифробюро майору Гвидо Лангеру (Gwido Langer). После её изучения поляками был сделан вывод о том, что немецкие военные адаптировали для собственных целей коммерческий вариант шифромашины. Однако сотрудники шифробюро подтвердили вердикт, вынесенный французскими коллегами: полученные материалы не позволяют читать немецкую военную переписку.

В связи с этим Лангер попросил Бертрана попробовать раздобыть через своего агента ключевые установки «Энигмы». Вскоре, когда Шмидт передал их французам, они были немедленно посланы в Польшу. В мае и сентябре 1932 года от Шмидта были получены новые ключевые установки «Энигмы», которые тоже были переданы Лангеру. При этом следует отметить, что поляки не торопились делиться информацией о том, насколько им удалось продвинуться в «раскрытии» «Энигмы», с французами.

В 1932 году однокурсникам Реевскому, Зигальскому и Рожицкому, которые стали в то время официальными сотрудниками шифробюро, удалось «раскрыть» тайну «Энигмы». В 1934 году Реевский сделал первый криптоаналитический «циклометр» (англ. cyclometer — счётчик циклов), а в 1938 году сконструировал криптоаналитическое устройство, названное «Бомбой» (пол. Bomba), способное быстро перебирать каждую из 17576 установок, пока не будет получено совпадение.

Под руководством Реевского на радиозаводе «AVA» под Варшавой была разработана электромеханическая машина «Бомба» — 6 соединённых между собой «Энигм», в каждой из которых было установлено одно из возможных расположений шифраторов. Вместе они образовывали устройство высотой около 1 метра, способное найти ключ текущего дня менее, чем за 2 часа. Уже с 1939 года в Польше было организовано серийное производство таких машин.

Для ускорения процесса «раскрытия» ключевых установок использовалась работа нескольких «Бомб». Впервые для управления «Бомбой» стали использоваться новые носители информации — перфокарты, изобретённые Зигальским. Продолжала в Польшу поступать и новая информация от Шмидта, которая была достаточно полезной. Однако поляки как и раньше не торопились делиться своими достижениями с союзниками — французами и англичанами.

В декабре 1938 года немецкие криптологи повысили стойкость «Энигмы». Всем операторам «Энигмы» были переданы два новых шифратора, следовательно, в машине могли применяться любые три из пяти имеющихся шифраторов. Когда были только три шифратора, их можно было расположить лишь шестью разными способами, но теперь, когда появилось два дополнительных шифратора, количество способов их расположения выросло до 60.

Первой задачей Реевского стало определение внутренней проводки двух новых шифраторов. Ему также пришлось в 10 раз увеличить количество «Бомб», чтобы учесть все возможные расположения шифраторов. Однако стоимость производства такого количества «Бомб» в 15 раз превышала весь годовой бюджет Бюро на оборудование.

В начале 1939 года ситуация стала ещё хуже, когда число кабелей для штепсельной коммутационной панели «Энигмы» выросло с шести до десяти. Теперь, вместо 12 букв, для которых выполнялась перестановка перед прохождением шифраторов, их стало 20. А количество возможных ключей увеличилось до 159 000 000 000 000 000 000.

В 1938 году количество перехватов и дешифровки сообщений в Польше достигло максимума, но к началу 1939 года применение новых шифраторов и дополнительных кабелей штепсельной коммутационной панели приостановило поток информации. Польские криптоаналитики почувствовали, что не имея ресурсов, необходимых для проверки всех возможных установок шифраторов, невозможно найти ключ текущего дня и осуществить дешифровку.

К июню 1939 года они поняли, что достигли пределов своих возможностей и наконец решили поделиться своими достижениями с союзниками. 30 июня Лангер телеграфировал своим французским и британским коллегам, приглашая их в Варшаву, чтобы обсудить некоторые безотлагательные вопросы, касавшиеся «Энигмы». 24 июля ведущие криптоаналитики Франции и Англии прибыли в штаб-квартиру польского шифробюро.

Было проведено совещание, в котором принимали участие английский криптолог Дилли Нокс, директор английской правительственной криптологической школы Алистер Деннистон, начальник шифровального отдела французского 2-го бюро Гюстав Бертран и французский криптолог Генри Бракени. Они узнали, наконец, от своих польских коллег о дешифровке ими ««Энигмы»» и увидели две точные её копии и чертежи «Бомбы».

Присутствующие на совещании англичане и французы получили от польских специалистов по одной копии шифратора вместе с инструкциями по изготовлению и использованию перфокарт (плахт Зигальского) для раскрытия ключевых установок. 16 августа одна из «Энигм» была переправлена в Лондон.

После немецкой оккупации Польши большинство сотрудников польского шифробюро перебралось в городок Гре-Анвервайс под Парижем. Во французском специальном центре «Бруно» польские криптологи начали работать под руководством французов и вместе достигли определённых успехов. В период с октября 1939 по апрель 1940 года ими было дешифровано около 15 тысяч немецких документов (приказов, директив и других военных сообщений).

После того, как Франция была полностью оккупирована Германией в ноябре 1942 года, Реевский и Зигальский перебрались через Испанию, Португалию и Гибралтар в Великобританию. Там они работали в подразделении Польской Армии, раскрывая немецкие шифры низкого уровня.

После окончания войны Генрих Зигальский остался в эмиграции в Великобритании, где преподавал математику в провинциальной школе. Мариан Реевский в 1946 году вернулся к своей семье в Польше и работал бухгалтером, храня молчание о своей дешифровальной роботе до 1967 года.

В честь польских криптоаналитиков в 2002 году в Блетчли-Парке была открыта мемориальная доска, а в 2007 году — в Познани (Польша) перед Императорским замком, где до войны проходили курсы криптографии, был воздвигнут мемориальный обелиск трём криптологам.

Треугольный обелиск, изображающий таблицы шифров, является центром празднования Дня криптологии, который отмечает Познаньский университет 25 января. Здешние студенты воспроизвели машину «Энигма» в виде трёхмерной модели в программе «Blender». Память oб Энигме хранят также власти муниципалитета. Великопольское маршальское управление подготовило выставку «Энигма. Расшифровать победу», которая проходила в Блетчли-Парке, Брюсселе и Риме. По инициативе органов самоуправления также была создана интернет-игра «Codebreakers.eu».

Шведская версия

Шведская версия утверждает, что им также удалось «расколоть» шифромашину «Энигма» благодаря совместным усилиям шведской службы радиоперехвата и агентурной разведки, добывавшей экземпляры шифровок и их расшифровок в немецком посольстве, а также профессора математики Арне Карла Августа Бёрлинга (1905–1986), разгадавшего принцип работы этой машины. Ну, а руководитель службы безопасности Швеции майор Тэрнберг делился информацией с британским военно-морским атташе Дэнхемом, который отсылал свои сообщения в объединённый разведывательный центр ВМС. Правда, информация поступала туда с опозданием на 1–2 сутки.

Кроме «Энигмы», летом 1940 года А.Бёрлинг в одиночку «взломал» раннюю версию немецкой шифровальной машины T-52, известной как «Geheimfernschreiber», которая использовалась во Вторую Мировую войну. Бёрлинг «взломал» шифр за две недели, используя только лишь ручку и бумагу. На основе работы А.Бёрлинга шведами было создано устройство, позволившее расшифровывать сообщения, передаваемые из Норвегии по кабелю, проложенному через территорию Швеции.

Благодаря этому устройству, шведам удалось узнать о готовящейся Германией операции «Барбаросса» до её начала, а также следить за всем, что происходило у немцев по соседству с их границами. Однако в июне 1942 года немцы поняли, что шведам удалось раскрыть их шифр, и он был заменён.

Когда в 1940 году гитлеровские войска оккупировали Данию и Норвегию, а также находились в Финляндии, шведские спецслужбы приложили максимум усилий к раскрытию немецких шифров, с помощью которых происходил напряжённый телеграфный и радио обмен сообщениями между Берлином и немецким посольством в Осло.

Эта история раскрытия шведами немецкого шифра знаменательна ещё и тем, что в этом деле принимала участие советская разведка. Она делала это так. Из службы электронной разведки Швеции расшифрованные немецкие телеграммы доставлялись по разным адресам курьером Нюбладом, работавшим под видом почтальона.

Он и был завербован советской разведкой, которая научила его раскрывать замок портфеля, в котором лежали телеграммы, и быстро их фотографировать. Плёнки сразу передавались советскому разведчику и без особой задержки появлялись в Москве. Наличие фотокопий расшифрованных телеграмм наверно помогло советским специалистам самостоятельно раскрыть немецкий шифр, имея перехват с их линий связи.

Кроме того, агент шведских спецслужб Эрика Швартце в 1942–1944 годах работала секретарем шефа гестапо в немецком посольстве в Швеции. С её помощью шведам удалось раскрыть код, которым пользовалось немецкое посольство в Стокгольме. Процесс этот проходил уникально. Ежедневно, идя на обед, Эрика отрывала небольшой кусочек от копии гестаповской телеграммы и, кладя его под язык, выносила из посольства. Операция продолжалась несколько недель, а шведские криптологи склеивали полученные бумажки и осуществляли дешифровку, налагая полученный открытый текст на радиоперехват зашифрованной телеграммы.

А в 1937 году агент британской разведки Бэтти Торп, жена британского дипломата Артура Пака, соблазнив помощника польского министра иностранных дел, получила шифровальные ключи к шифромашине «Энигма». После этого Бэтти рассталась с Паком и выехала на свою родину в США. Свою разведывательную деятельность в Вашингтоне Торп начала с получения итальянского шифра.

Она установила связь с итальянским военно-морским атташе, которая под её влиянием передала ей итальянский шифр. Так британские ВМС получили дешифрованные сообщения итальянского флота, после чего 28 марта 1941 года этот флот был разгромлен британским вблизи греческих берегов. А добытые Торп французские шифры имели жизненно важное значение для союзников при высадке их войск в Алжире и Марокко.

Английская версия

Английская версия утверждает, что их криптоаналитики были хорошо знакомы с конструкцией «Энигмы» ещё с середины 1920-х годов. В июне 1924 года немецкая компания «Chiffriermaschinen AG», выпускавшая эту шифромашину, предложила британскому правительству закупить партию машин по цене 190 долларов за штуку. Правительство же уклонилось, предложив немцам для начала зарегистрировать аппарат в Британском патентном бюро, поскольку лишь при таком условии рассмотрение соглашения считалось возможным.

Немецкая компания согласилась и предоставила Бюро полную документацию с описанием работы шифратора. В итоге криптослужба Британии, не прилагая сколько-нибудь серьёзных усилий, получила доступ к криптосхеме коммерческой версии «Энигмы». Но, как свидетельствуют рассекреченные недавно документы, военную версию шифратора последующие 15 лет англичанам раскрыть никак не удавалось.

Как выяснилось, британские криптоаналитики сделали неверное предположение относительно логики противника. Конструктивно «Энигма» была похожа на обычную пишущую машинку, только здесь при нажатии клавиши электрический импульс поступал в схему криптопреобразования, реализованного с помощью набора вращающихся на одной оси дисков-роторов, перекоммутацией заменяющих исходную букву на зашифрованную.

Поскольку с каждым нажатием клавиши диски проворачивались, изменяя криптопреобразование, то в каждом такте знак текста заменялся как бы уже новым шифром. Англичане разработали вполне хорошие методы для вскрытия коммерческой версии шифратора, но с восстановлением схемы военного варианта ничего не выходило.

По словам одного из участников той криптоаналитической работы, они были уверены, что «немцы не идиоты, и наверняка ввели в военном варианте дополнительные усложнения там, где их очевидно можно внести». В частности, все были абсолютно убеждены, что клавиши машинки подсоединены к шифрующим дискам через какую-нибудь коммутацию, перемешивающую провода.

Но лишь после помощи поляков открылась потрясающая истина: провода были подсоединены в алфавитном порядке — буква «A» к первому контакту, «B» ко второму и так далее. Собственно, именно этот вариант был реализован и в патентной документации, но попробовать именно его на военной переписке — такая «дурацкая мысль» никому и в голову не приходила…

После выяснения этих подробностей британцы 17 января 1940 года прочитали несколько немецких шифровок, которые были датированы 25 и 28 октября 1939 года. К апрелю 1940 года время дешифровки радиограмм, зашифрованных машиной «Энигма», сократилось до пяти часов. Но перед наступлением на Западе в мае 1940 года немцы кардинально изменили метод шифрования, и союзникам не удалось в первые десять решающих дней наступления расшифровать ни одной радиограммы.

10 дней нужно было криптоаналитикам, чтобы научиться дешифровывать по-новому закодированные радиограммы, но за это время союзное командование уже успело потерять связь с войсками. Однако уже в конце мая 1940 года английские криптоаналитики окончательно раскрыли только что созданный код ВВС Германии.

Когда было доказано, что в принципе существовала возможность находить ключ и читать шифротелеграммы аналитически, путём перебора огромного количества вариантов ключа, родилась идея механизации процесса криптоанализа. Британское правительство смогло найти 100 тысяч фунтов стерлингов, чтобы превратить эту идею в работающие устройства, которые назвали «бомбами», поскольку по принципу действия они напоминали «Бомбы» Реевского.

Молодой и очень талантливый математик Алан Тьюринг (1912–1954) на базе польской «Бомбы» разработал свою «бомбу», которая состояла из 108 электромагнитных барабанов и других вспомогательных блоков. В полностью собранном состоянии устройство Тьюринга составляло 2 метра в высоту, 3 метра в длину, 1 метр в ширину и весило 2,5 тонны. Он завершил разработку своей конструкции в начале 1940 года, а заказ на изготовление машины был передан на завод счётно-аналитических машин в Летчворте.

Первый опытный образец «бомбы», который был назван «Победа» (англ. Victory), прибыл в Блетчли Парк 18 марта 1940 года. Машину сразу же запустили, но первые результаты оказались неудовлетворительными. Она работала намного медленнее, чем ожидалось: чтобы отыскать ключ, машине нужно было до недели времени. Объединёнными усилиями эффективность «бомб» повысили, а 8 августа начала работу модифицированная конструкция, которая была названа «Агнец божий» (фр. Agnus Dei), или для краткости — «Агнес» (англ. Agnes)

В течение 18 месяцев было изготовлено и запущено в работу ещё 15 «бомб», которые проверяли установки шифраторов и отыскивали ключи, при этом каждая стучала словно миллион вязальных спиц. Для каждого возможного значения ключа, заданного положениями роторов (количество ключей равнялись приблизительно 1019 для сухопутной «Энигмы» и 1022 для шифромашин подводных лодок), «Бомба» выполняла сверку с известным открытым текстом, выполнявшаяся электрически. Если всё шло нормально, «бомбы» могли найти ключ «Энигмы» в течение 1 часа.

После того, как были определены расположения кабелей на штепсельной коммутационной панели и установки шифраторов (разовый ключ) для отдельного сообщения, то установить ключ текущего дня уже было не сложно. Следом за этим могли быть дешифрованы и все другие сообщения, отправленные в тот же день. «Бомба» серийно выпускалась до сентября 1944 года, когда ход войны сделал ненужным увеличение их количества. Всего было построено 210 машин.

Судьба самого Тьюринга после войны сложилась трагически. Он был признан неблагонадёжным и осужден в 1952 году за нетрадиционную сексуальную ориентацию. Учёный покончил с собой через два года, не получив никакого признания и вознаграждения за вклад в победу над фашизмом. Ошибка была исправлена лишь через многие годы, когда на его доме была установлена мемориальная доска, а в 2006 году было принято решение о создании ему памятника.

В 2007 году британцы, оценив значительный вклад Тьюринга в победу Великобритании над фашизмом, установили ему памятник работы скульптора Стивена Кеттла в имении «Блетчли-Парк». Статуя учёного в натуральную величину весом около полутора тонны была изготовлена приблизительно из полмиллиона кусочков чёрного уэльского сланца возрастом 500 миллионов лет. Количество «деталей» памятника — своеобразный символ невероятного числа комбинаций, которые приходилось анализировать при расшифровывании секретных кодов.

24 декабря 2013 года королева Великобритании Елизавета ІІ даровала посмертное помилование Алану Тьюрингу, воспользовавшись королевской прерогативой помилования в связи с ходатайством министра юстиции Кирса Грейлинга. Этому событию предшествовала широкая общественная кампания с требованием помилования, в которой участвовали многие видные учёные и общественные деятели, в том числе физик Стивен Хокинг.

Успеху британских криптоаналитиков способствовали также ошибки немецких шифровальщиков. Так, в начале 1940 года спецгруппа английской полиции, которая занималась прослушиванием радиоэфира для выявления возможных нацистских шпионов на территории острова, случайно «выловила» необычную шифрованную немецкую радиопередачу.

Этот материал радиоперехвата был передан аналитикам английской криптослужбы, которые в то время уже занимались в условиях наистрожайшей секретности раскрытием и чтением немецкой переписки, осуществлявшейся с помощью шифромашин «Энигма». Неизвестный шифр совсем не напоминал «Энигму», но чрезвычайно заинтересовал британских криптоаналитиков, поскольку имел признаки потокового шифрования (хотя тогда это называлось иначе), а значит, можно было поискать в