Американская криптология (История спецсвязи) - Гребенников Вадим Викторович (читать книги онлайн полные версии txt) 📗
До Фридмана криптоанализ существовал как чистая наука, которая ничего не использовала из других отраслей знания и ничем их не обогащала. Подсчёты частоты встречаемости букв, использования языковых характеристик, специфические методы раскрытия шифров — всё это было характерным исключительно для криптоанализа. Фридман же вывел криптоанализ из этого состояния одинокого существования и совместил его со статистикой.
Когда Фридман отнёс криптоанализ к категории статистических исследований, он тем самым широко раскрыл двери в богатый арсенал средств, которыми криптоанализ никогда не пользовался. Эти средства идеально подходили для изучения статистического поведения букв и слов. Криптоаналитики с благодарностью восприняли нововведения Фридмана и с тех пор с успехом применяют их на практике.
Важнейшим вкладом Фридмана в данной сфере стоит считать введение термина «криптоанализ» (англ. cryptanalysis), который он впервые использовал в 1920 году, чтобы устранить постоянную путаницу в криптологии — двусмысленность глагола «расшифровать», означавшего тогда любое превращение криптограммы в открытый текст. А позже, в 1935 году он впервые ввёл в обиход термин «криптология» (англ. cryptology).
В конце 1920 года Фридман и его жена оставили Ривербэнк. 1 января 1921 года он заключил шестимесячный контракт с войсками связи на разработку шифросистем в Секции кода и шифра «CCS». Там Фридман применил свои методы в работе с шифровальными машинами, что сразу же продвинуло Америку в первые ряды мировой криптологии. Когда срок контракта закончился, он был назначен главным криптоаналитиком «CCS».
Одной из первых служебных задач Фридмана стала преподавательская деятельность в школе войск связи. Для этого он написал учебник, в котором ликвидировал путаницу, господствовавшую в криптологической терминологии. Кроме преподавательской деятельности в разных военных школах страны, Фридман в эти годы опубликовал ряд исследовательских работ, методических и учебных пособий. Особенно значительным стал выпущенный им в 1923 году учебник «Элементы криптоанализа» (англ. Elements of Cryptanalysis), который стал базой новой научной дисциплины.
Достаточно значительный взнос сделала в американскую криптологию и жена Уильяма Фридмана. В то время как её муж работал на Вооруженные силы США, Элизабет Фридман занималась решением достаточно схожих задач для министерства финансов, где в годы «сухого закона» раскрывала коды бутлегеров.
Когда же это министерство решило создать собственную криптослужбу, миссис Фридман возглавила её, оставаясь на данной должности в течение 18 лет. После этого одарённая женщина создавала систему шифросвязи для Международного валютного фонда, а также для спецслужбы «OSS», из которой впоследствии образовалось Центральное разведывательное управление (ЦРУ).
Между тем сферы деятельности Фридмана постоянно расширялись. В 1924 году он выступил в комиссии Конгресса по поводу прочтения некоторых шифрованных сообщений, связанных с уголовным делом по махинации с нефтеносными участками. А в 1927 году он написал статью о кодах и шифрах для «Британской энциклопедии».
Когда в 1930 году Фридман стал руководителем разведывательной службы связи «SIS», он организовал интенсивную программу обучения криптологии гражданских служащих и привлёк к работе трёх молодых криптоаналитиков, каждому из которых было не намного более 20 лет.
Это были учителя математики Фрэнк Роулет (Frank Rowlett) (1908-98), Абрахам Синков (1907–1998) и Соломон Кульбек (Solomon Kullback) (1907-94). Они прошли подготовку в тренировочных лагерях в Форт-Миде, после чего получили звание офицеров запаса.
После завершения учёбы им была поручена работа по разработке сборников шифров для Армии США, а также тестированию аппаратуры коммерческого шифрования, которую изготовители предлагали правительству США. Так было положено начало созданию солидной криптологической организации, которая существует в США и поныне.
Несмотря на свою немногочисленность, в 1930-х годах ей удалось выполнить большой объём работ в сфере совершенствования армейских кодов и шифров, подготовки специалистов и создания новой аппаратуры шифрования и радиоразведки.
Постепенно, несмотря на депрессию и изоляционизм, группа Фридмана расширялась и «становилась на ноги». В 1935 году она раскрыла дипломатический код японской машины «91-shiki O-bun In-ji-ki», не имея даже перехваченных зашифрованных этим кодом сообщений. Название переводилось как алфавитная печатная машинка 91.
Число 91 было сокращённым наименованием 2591 года по японскому календарю, который соответствовал 1931 году. Она также имела и другое название — шифромашина типа «А» (англ. Type A Cipher Machine), которую американские криптоаналитики назвали «красной» (англ. red).
Этот успех способствовал росту авторитета «SIS», а также увеличению её финансирования правительством США и росту численности персонала. В 1938 году японцы начали использовать для передачи дипломатической корреспонденции шифромашину «97-shiki O-bun In-ji-ki» (алфавитная печатная машинка 97), то есть выпуска 1937 года.
Она также имела и другое название — шифромашина типа «В» (англ. Туре В Cipher Machine), которую американские криптоаналитики назвали «пурпурной» (англ. purple). Японцы обычно ссылались на неё как на «машину» или «J». Эти названия были даны ей японским флотом, адаптировавшим немецкую шифромашину «Энигма» к своим условиям и затем одолжил её МИД, а тот, в свою очередь, приспособил её к своим условиям.
В полной мере гений Фридмана проявился в работе по раскрытию «пурпурной» машины. Он вспоминал, что «когда впервые появилась «пурпурная» машина, она стала такой сложной проблемой, что наш начальник связи попросил нас всех направить на её решение все усилия.
После того, как мои подчинённые не смогли добиться значительных успехов, Моборн попросил меня лично заняться этим делом. В то время я, в основном, осуществлял административные функций, но по его просьбе я оставил всё, что только было можно, и начал работать вместе с группой».
Прокладывая путь с помощью лично разработанных методов, Фридман вёл своих криптоаналитиков сквозь лабиринты «пурпурной» машины. Он организовывал команды для исследования разных предположений. Некоторые оказывались бесплодными, и их единственным результатом становилось убеждение, что таким путём идти не следует.
Фридман и его коллеги начали выделять шифрованные буквы в циклы, отвечавшие ротации дисков, — сначала очень медленно, а затем по мере накопления информации всё быстрее и быстрее.
В роботе Фридмана выделяла постоянная деятельность ума, занятого этой сложной головоломкой, постоянные рассуждения над темой, даже во время еды, хроническая бессонница, твёрдый натиск на всех, с кем работал, потому что он понимал значение своей работы для государства. Когда задача казалась почти нерешаемой, нечеловеческая работа ума, огромное нервное напряжение и пережитые разочарования, а также срочность и секретность работы непрерывно «давили» на его мозг.
Прорыв произошёл, когда криптологи попробовали использовать шаговые искатели, которые применялись в телефонии. По счастливому совпадению они работали, основываясь на том же принципе, что и переключатели «пурпурной» машины. Это произошло в августе 1940 года, когда Уильяму Фридману было 48 лет. В конце 1940 года криптослужба военно-морской контрразведки смогла создать свой вариант «пурпурной» машины. После этого криптоаналитики раскрыли устройства японских шифровальных машин «Jade» и «Coral».
Несмотря на загруженность криптоаналитической работой, Фридман в 1936 году создал шифромашину М-325 «SIGFOY», которая было ответом немцам на машину «Энигма». Патент на машину был подан 14 августа 1944 года, но выдан только 17 марта 1959 года. Машина содержала три промежуточных и один обновляющий диски. В период с 1944 по 1946 годы машин М-325 было изготовлено 1100 штук. Однако из-за проблем, связанных с их несовершенством, которые приводили к шифровальным ошибкам, изготовление и использование М-325 было прекращено в 1946 году.
