ТЕМА1. Введение. Информация как стратегический объект. Признаки защищаемой информации.
advertisement
ТЕМА1. Введение. Информация как стратегический объект. Признаки защищаемой информации. Информация, как совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними, стала стратегическим ресурсом, она является обязательным сырьем для выработки любого решения, без чего самые прекрасные планы останутся простым самообманом и неизбежно обречены на неудачи. Конечно, использование развитого "секретного" языка для защиты передаваемых данных обеспечивает гораздо большую свободу в коммуникации, чем несколько тайных знаков, о которых участники договорились накануне, однако этот путь имеет и гораздо большие издержки. За всеми посвященными уследить трудно, и рано или поздно такой язык станет понятным тем, от кого пытаются скрыть разговор. В этом случае возникнет необходимость заменить его другим, разработать же достаточно мощный язык и обучить ему нужное количество людей весьма затруднительно и накладно, а сделать это оперативно - невозможно. Поэтому подобный подход к проблеме проходит только в особых случаях, когда тому благоприятствуют обстоятельства. Например, во время второй мировой командующий десантными силами Тихоокеанского флота США генерал-майор К. Вогел распорядился использовать язык индейцев навахо для шифровки военных сообщений. Язык навахо идеально подходил для этой цели. Необычайно сложный, он, кроме того, не имел письменности. Никто не зафиксировал ни своды грамматических правил, ни даже элементарный алфавит. Поэтому человеку, не принадлежащему к племени навахо, выучиться языку было практически невозможно. Индейцы навахо, ставшие радистами в разных частях морской пехоты, вместо того чтобы шифровать сообщения, просто передавали их друг другу, используя свой родной язык. Японцы, разгадавшие почти все военные шифры США, как ни старались, так и не смогли понять "шифр", на котором передавались сообщения американской морской пехоты. Самое интересное во всей этой истории - что в языке навахо попросту отсутствовало множество военно-технических терминов, которых там и быть не могло. Однако был придуман остроумный выход: не существующие в языке слова стали обозначать при помощи комбинации других слов (приблизительно такая же идея используется и в языке Toki Pona). Для обеспечения интенсивного обмена информацией на больших расстояниях существуют различные виды технических средств связи: телеграф, телефон, радио, телевидение. В этом случае незаконный пользователь может попытаться перехватить информацию из общедоступного технического канала связи. Широкое внедрение вычислительных систем привело к тому, что они становится привлекательными для различного рода информационных нападений. Это облегчается тем, что информация оказывается лишенной своего физического воплощения, как было ранее (например, текст написан на бумаге и подписан автором). Нередко возникает необходимость в обмене между удаленными пользователями не просто информацией, а защищаемой информацией. В ходе опроса общественного мнения, проведенного службой Cambridge Reports, две третьих из 1517 опрошенных американцев выразили озабоченность по поводу того, что компъютерные базы персональных данных создают реальную угрозу для негласного вторжения в их частную жизнь. Такая озабоченность имеет под собой почву, поскольку различные файлы данных заводятся на каждого гражданина США еще до его рождения и ведутся на протяжении всей его жизни. Результаты медицинских обследований; прохождение обучения в колледжах и вузах; аресты и приводы в полицию; суммы, взятые под залог; купля-продажа товаров и имущества; списки книг, взятых в библиотеке; членство или поддержка общественно-политических, религиозных и других организаций вот далеко не полный перечень сведений, которые оседают в банках данных различных организаций, служб и ведомств. Вся эта информация, попав в чужие руки, в определенных случаях может быть использована не по назначению. В век информатики государства, фирмы, организации становятся тем сильнее в политическом, экономическом, комерческом, научно-техническом и военном отношении, чем полнее и своевременнее они использует информацию во всех общественно значимых областях человеческой деятельности. В настоящее время одним из основных средств обеспечения государством, фирмой либо другой организацией своих интересов на международной арене становится завоевание им информационного пространства путем развития иформационных технологий и создания на их основе информационных систем, определяющих доступ к достижениям в различных областях развития науки, техники, экономики, бизнеса, торговли и т.д. Причем системы с более высоким уровнем информатизации как правило получают возможность управлять системами с относительно более низким уровнем информатизации, направляя их развитие в своих интересах под постоянным контролем. Вот простая формула успеха любой деятельности: кто владеет достоверной и полной информацией - тот владеет ситуацией, а кто владеет ситуацией - тот способен управлять ею в своих интересах, а кто способен управлять - тот способен побеждать. Техническими средствами освоения этого ресурса выступают вычислительные машины с их разнообразным периферийным оборудованием и сети связи. Кроме того, при переходе к рыночной экономике информация также становится товаром и должна поэтому подчиняться специфическим законам товарно-рыночных отношений. В этих условиях проблема защиты информации, другими словами коммерческой тайны является весьма актуальной для организаций любой формы собственности. В связи с этим появилась необходимость не только в обеспечении конфиденциальности, но и в обеспечении контроля подлинности информационные неправильное и системы целостности станут функционирование информации. неотъемлемой может вызвать В частью недалеком жизни гибельные будущем общества. последствия Их для правительств, общества, бизнеса и отдельного гражданина - стоит лишь задуматься о последствиях неправильного функционирования электронной почты или банковской службы. Дальновидные руководители не жалеют средств на приобретение, последующую обработку и защиту нужной информации, поскольку от этого зависит их будущее. Основными объективными причинами, определяющими необходимость изучения вопросов обеспечения сохранности информации, являются следующие: 1. Высокие темпы роста количества и качества технического и программного обеспечения информационных систем. 2. Расширение областей использования информационных систем. Кроме того, рост ценности информации и информатизация общества ставят вопросы разграничения доступа к информации, например, если пользователь не оплатил работу с базой знаний, и вопросы защиты от компьютерного терроризма. Опасаясь этого, законные пользователи должны принять дополнительные меры для защиты своей информации. От степени безопасности информационных технологий в настоящее время зависит благополучие, а порой и жизнь многих людей. Такова плата за усложнение и повсеместное распространение автоматизированных систем обработки информации. Под информационной безопасностью понимается защищенность информационной системы от случайного или преднамеренного вмешательства, наносящего ущерб владельцам или пользователям информации. Со стороны незаконных пользователей существуют различные виды угроз для защищаемой информации: угроза разглашения информации, подмена информации, имитация информации и др. В таких случаях говорят, что информация содержит тайну и является защищаемой, приватной, конфиденциальной, секретной. Для наиболее типичных ситуаций введены специальные понятия: государственная тайна, военная тайна, коммерческая тайна, юридическая тайна, врачебная тайна. Защищаемую информацию отличают следующие признаки: - имеется определенный круг законных пользователей, которые имеют право владеть этой информацией; - имеются незаконные пользователи, которые стремятся овладеть этой информацией с тем, чтобы обратить ее себе во благо, а законным пользователям во вред. На практике важнейшими являются три аспекта информационной безопасности: 1) доступность - возможность за разумное время получить требуемую информационную услугу; 2) целостность - актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения; 3) конфиденциальность - защита от несанкционированного прочтения; Наука, которая учит, как следует поступать, чтобы сохранить содержание сообщения в тайне называется криптологией. Криптология (от греческих слов криптос тайный и логос - мысль) - "особая" область исследований, которая довольно четко делится на две части: криптографию и криптоанализ. В этой науке преобразование шифрованного сообщения в открытый текст (сообщение на оригинальном языке, порой называемое "клер") может быть выполнено в зависимости от того, известен или нет ключ. Основоположник американской научной криптографии Джон Бейли вывел формулу "Криптография - это искусство писать так, чтобы было непонятно тому, кто не имеет ключа от этой системы". Криптограф пытается найти методы обеспечения секретности и (или) аутентичности (подлинности) сообщений. Криптоаналитик пытается выполнить обратную задачу, раскрывая шифр или подделывая кодированные сигналы таким образом, чтобы они были приняты как подлинные. Однако терминология еще не устоялась даже за рубежом, где криптоаналитики называют себя то взломщиками кодов (breaker), то нападающими (attacker), а взломщики компьютерных систем нарекли себя воришками (sneaker). Рассматривая общие тенденции развития информационной безопасности в целом (прежде всего в Европе, где она получила наибольшее распространение), представляется весьма интересным рассмотреть и историю данной науки в России, проследить основные тенденции и ее характер, соответствие общеевропейскому уровню. Так как весьма незначительное число людей имеет представление о самом предмете науки криптологии, основных ее понятиях и принципах организации, представляется необходимым рассмотреть некоторые теоретические основы криптологии, чтобы внести ясность в этот вопрос. Хотя окончательно понятийный аппарат криптологии до сих пор не сложился, представляется возможным хотя бы в общих чертах дать представление об этом вопросе. Условно историю криптологии можно разделить на два периода – период «ручной криптологии», когда основные операции по шифрованию и дешифрованию предпринимались человеком вручную или с использованием простейших средств механизации, и современный этап, для которого характерно широкое применение ЭВМ как при разработке новых шифрсистем и проверке их на устойчивость, так и в криптоаналитических целях. Этой периодизации придерживается большинство исследователей, четко разграничивающих «ручную криптографию» и современный период, хронологические рамки которого охватывают всю вторую половину ХХ века и наши дни. Однако такая классификация весьма неполна и условна, что обуславливает более сложную систему периодизации развития криптологии. И если о периодизации современного этапа говорить достаточно сложно, то в отношении «ручной» криптологии ситуация вполне определенна. Каждый исследователь придерживается своей классификации, однако в целом можно выделить 4 основных периода развития данной науки: · Древнейший (с момента появления письменности до IV в. н.э.); · Средневековый (IV–XIII вв); · Позднего средневековья и раннего нового времени (XIV–XVIII вв.); · Нового времени (XVIII – начала ХХ века.); Подобная классификация отражает основные этапы становления и развития данной науки и является общепринятой, хотя допускаются известные отклонения. В отечественной историографии данная проблема до сих пор не получила достаточно полного освещения, поэтому круг источников по данной проблематике весьма незначителен. Одной из первых работ по истории криптологии является монография Дэвида Кана «Взломщики кодов». Вышедшая еще в конце 60-х годов в США, она стала первым фундаментальным трудом в данной области и надолго определила общее направление исследований, посвященных криптологии. Однако нельзя назвать эту работу всеохватывающей, так как основной предмет ее описания – криптоаналитика, т.е. лишь одна из областей криптологии, хотя автору по ходу повествования приходится освещать и другие разделы этой науки. Книга Кана в хронологическом порядке рассматривает становление и развитие криптоанализа как части криптологической науки и рассматривает как теоретические моменты криптоанализа, так и практическое применение его на практике. Помимо этого, книга Кана ценна и тем, что ее автор попытался дать представление читателю об основных понятиях криптологии, хотя сам замечает, что в данном вопросе нет четкой и единственно верной терминологии, а многие понятия многозначны. Книга Кана рассчитана не только на исследователей, но прежде однако ее достоинств, как научной литературы. Отечественная историография данного вопроса крайне скудна. Это связано с тем ореолом секретности, который существовал вокруг криптологии в советское время, да пожалуй продолжает существовать и сейчас. Тем не менее, значительные сдвиги в этой области произошли в 1990-е годы, что сделало возможным появление научных и научнопопулярных трудов подобного рода. Более всего хочется отметить монографию В.А. Жельникова «Криптография от папируса до компьютера» , вышедшую в 1996 году. Автор этой книги не ставил себе задачи проводить серьезное исследование данного вопроса в историческом плане, а скорее пытался познакомить читателя с уровнем развитии криптографии на современном этапе и дать ему представление о простейших способах защиты информации, доступных простому человеку сегодня. Несмотря на это автору наилучшим образом удалось в достаточно краткой форме изложить всю историю развития криптографии начиная с древнейших времен до современного этапа, причем изложить предельно ясно и качественно. Значительной заслугой автора является и то, что он подробно рассмотрел и описал понятийный аппарат криптологии и четко определил ее границы, цели и методы, которыми она пользуется. Несмотря на относительно небольшой объем «исторической» части данной работы, она представляет большую ценность, так как дает наиболее четкое представление о целях криптологии и основных этапах ее развития. Несомненный интерес представляет работа «История шифровального дела в России» Т.А. Соболевой, посвященная становлению и развитию криптологической науки в России. Рассматривая данную проблему автор, тем не менее, не склонна сопоставлять уровень криптологических знаний в России с европейским, что может создать у читателя некоторые иллюзии по поводу развития этой области знаний в нашей стране. Сама проблема рассматривается скорее на уровне конкретных примеров применения криптологии в России, а не в контексте развития ее теоретической базы. В целом же книга оставляет весьма приятное впечатление, так как содержит множество интересных фактов по истории данного вопроса в России, хотя и несколько приукрашает деятельность отечественных криптологических служб. Наконец стоит упомянуть небольшую монографию А.В. Бабаша «История криптографии», вышедшую в 2001 году. Данная монография основывается на материалах лекционноко курса по истории криптологии в Институте Криптографии Связи и Информатике при ФСБ РФ, однако оставляет весьма неоднозначное впечатление. С одной стороны, книга довольно подробно и точно освещает данную тему, однако при этом допускается довольно значительный ряд неточностей в описании исторических событий, что не может являться плюсом данной работы. Историография данного вопроса в периодических изданиях соответствующей тематики также весьма незначительна. В основном статьи посвящены отдельным примечательным фактам или событиям, весьма занимательным, но имеющим мало отношения к истории развития криптографии и скорее иллюстрирующих ее уровень на какой-либо момент времени, чем общие тенденции. Первые способы защиты записанной информации появились скорее всего с момента возникновения самой письменности. Наиболее простым и до сих пор употребляемым способом сокрытия информации были конверты или печати на свитках, не вскрыв которые, невозможно было узнать содержания сообщения. Однако это был весьма примитивный способ, который не мог обеспечить безопасность передаваемой информации, а скорее засвидетельствовал факт нарушения конфиденциальности третьими лицами. Попытки сокрыть информацию еще в древности привели к возникновению первых систем тайнописи – скрытых при помощи определенных видов воздействий сообщений, не являющихся однако зашифрованными. Типичным примером тайнописи служат симпатические чернила, невидимые для невооруженного глаза. К тайнописи следует отнести и т.н. микроточки – сверхминиатюрные фотографии, появившиеся в период Второй мировой войны, содержащие сотни страниц текстовой и другой информации, неразличимой без применения сложной техники. На сегодняшний день миниатюризация сообщения практически ничем не ограничена. Однако симпатические сообщения или тайнопись имеет один существенный недостаток, в корне отличающий ее от других систем сокрытия информации – скрытность такого сообщения обусловлена лишь текущим состоянием развития техники и любой способ подобного сокрытия информации не может на достаточно высоком уровне защитить ее. Тем не менее, в сочетании с другими криптографическими методами, тайнопись используется до сих пор, что позволяет значительно увеличить степень защиты информации. К шифрам не относится и другая категория – коды – системы условных обозначений, применяемых при передаче информации (например, в дипломатии или в военном деле). Коды часто применяют не только для того, чтобы обеспечить секретность передаваемой информации, но и чтобы сократить длину сообщения или сделать его более понятным. Чаще всего код представляет собой набор символов (цифр или букв), заменяющих конкретные названия. Первый коммерческий код для сокращения длины телеграфных сообщений был создан в 1845 г. Френсисом Смитом, компаньоном Морзе, а сейчас видов кодов огромное количество. В настоящее время наиболее широко распространенным кодом в сфере связи является «Международный свод сигналов» 1969 года. Примером кодированного сообщения является и использование слов и выражений, обозначающих конкретные буквы (например использование имен собственных для обозначения букв при плохой связи). Хотя в современной криптологии код не считают шифром, однако он является таковым – это шифр простой замены. Короткое сообщение, зашифрованное с помощью кода вскрыть практически невозможно, не имея ключа. Но специфика большинства кодов такова, что не позволяет назвать их полноценными шифрами, т.к. ключ обычно известен очень большому числу лиц и не является секретным. Большинство военных, дипломатических и коммерческих сообщений, представляющих большую ценность, передают и хранят не в исходном виде, а после шифрования. В отличие о тайнописи, скрывающей сам факт наличия сообщения, шифровки передаются открыто, скрывается лишь смысл сообщения . Сообщение шифруется с помощью ключа. Полученная в результате шифровка передается по открытым каналам связи, в то время как ключ – по закрытому, что гарантирует секретность. Имея шифровку и ключ, получатель расшифровывает сообщение и восстанавливает исходный смысл сообщения. Эта классическая схема может изменяться, например в компьютерной криптографии, когда отправитель и получатель – одно и то же лицо, а шифрование производится для ограничения постороннего доступа, но сам принцип остается неизменным. Язык сообщения играет одну из основных ролей в криптографии. По сути язык является набором условных символов, передающих то или иное сообщение, содержащее определенный смысл. То есть язык в криптографии аналогичен ключу, без знания которого невозможно понять смысл сообщения . Язык существенно влияет на структуру текста и его понимание. Каждый язык имеет свой особенный алфавит, который в полной мере передает смысл и содержание конкретного сообщения, однако при необходимости перевода сообщения в другую кодировку (например написания русского текста буквами латинского алфавита), могут возникнуть некоторые сложности, так как различные алфавиты далеко не идентичны друг другу. Криптографические преобразования выполняют двоякую цель – с одной стороны, они обеспечивают сокрытие информации от лиц, не имеющих ключа, с другой стороны, поддерживают с определенной надежностью обнаружение несанкционированных искажений, если подобные были допущены. Криптографические методы защиты информации могут считаться надежными лишь при соблюдении строгой секретности и целостности ключа и использовании эффективного криптографического алгоритма, обеспечивающего высокую степень устойчивости сообщения к дешифрованию . При соблюдении этих условий, криптография предоставляет огромные возможности к засекречиванию информации и такую степень защиты, обеспечить которые некриптографическими методами несоизмеримо сложнее и дороже. В то же время, самым уязвимым элементом криптографических систем является ключ, который все равно приходится оберегать и передавать некриптографическими методами. Предмет науки криптологии (от греч. криптос – тайный и логос – знание) составляют шифрование и расшифрование сообщений, выполняемые криптографами, а также разработка и вскрытие шифров криптоаналитиками . Криптография и криптоанализ составляют две подотрасли этой дисциплины. Криптография связана с шифрованием и расшифрованием конфиденциальной информации в каналах коммуникации, применяется для определения происхождения информации и предохранения ее от возможных искажений. Криптоанализ занимается в основном вскрытием шифрованных сообщений без знания ключа и использованной системы шифрования. Это по сути две противоположные области, противостоящие друг другу: если криптографы пытаются обеспечить секретность информации, то криптоаналитики стремятся всеми способами ее сломать. Несмотря на существование подобного разделения, оно весьма условно, и подобная терминологию нельзя считать устоявшейся ни в нашей стране, ни во всем мире. Проблему представляет также и то, что человек, создающий криптографические системы, скорее всего, способен и взламывать аналогичные и разделение на криптографов и криптоаналитиков весьма условно, так как это часто одни и те же люди. В то же время, если криптография является скорее теоретической дисциплиной, то криптоанализ содержит значительно больше элементов практики. В настоящий момент сложилось две наиболее часто применяемые криптографические системы – анаграммы и шифры замены. Если в шифре замены все знаки исходного сообщения заменяются на знаки ключа, а порядок их остается неизменным, то в анаграмме происходит лишь перестановка символов, без их замены. Комбинация этих двух систем вплоть до настоящего времени составляет все разнообразие практически используемых классических шифров. ТЕМА 2. Период накопления начальных сведений в сфере защиты информации. Большинство современных исследователей связывают появление криптографии с появлением письменности, указывая, что эти процессы произошли почти одновременно. Методы секретной переписки были изобретены независимо в различных государствах древнего Востока, таких как Египет, Китай и Шумер, хотя сегодня очень трудно судить об уровне развития криптологии в этих обществах. Клинопись, рисуночное и иероглифическое письмо само по себе было крайне сложно и требовало длительного обучения, так что вопрос о шифровании сообщений часто попросту не поднимался, так как круг грамотных лиц был весьма ограничен. Нельзя судить и о широте распространения различных криптографических систем и тайнописи, так как число дошедших до нас памятников очень невелико. Всю сложность данного вопроса иллюстрирует один пример: найдено множество глиняных табличек с клинописными знаками, записанными в несколько слоев (первоначальная запись замазывалась глиной и поверх нее наносилась новая). Подобные действия могли быть вызваны как применением тайнописи, так и просто удобством использования. Так или иначе, в древневосточных государствах, основу письменности которых составляли сложные системы клинописи, иероглифов и других условных обозначений, а круг грамотных лиц был ограничен, применение криптографии если и было, то скорее всего на весьма примитивном уровне. Однако с развитием фонетического письма и значительным упрощением письменности, криптология получает значительный стимул к развитию. Развитию этой области знаний способствовали и развитие торговли, военного дела и дипломатической деятельности, которые создавали необходимый спрос на «продукцию» криптографов. Наибольшее развитие в это время криптография получает в полисах Древней Греции, а позже в Риме. Это было обусловлено и своеобразным общественно-политическим строем этих обществ, так как при тирании любое сообщение, которое попытались бы скрыть криптографическими методами негосударственные органы, само по себе могло рассматриваться как преступление против государства, от которого ничто не должно скрыться. В Греции и Риме с их уважением к частным правам граждан, развитием коммерции и торговли противостоянием, и активным, создавались наиболее как внешне так благоприятные и внутриполитическим условия для развития криптологии. Основные криптографические системы, многие из которых используются вплоть до наших дней были разработаны в Древней Греции и получили широкое практическое применение в Риме. В Древней Греции использовались как шифры замены, так и шифры перестановки. Так наиболее распространенным и получившим широкую известность в античном мире шифром замены является т.н. шифр Цезаря, описанный Светонием. Для того чтобы зашифровать сообщение, каждую его букву заменяли на другую букву латинского алфавита, но со сдвигом влево или вправо. Цезарь в своих посланиях к сенату заменял все буквы на три отстоящие слева, Август применял тот же шифр, но со сдвигом в четыре знака. Наибольших успехов в криптографии в античный период добилась Спарта, где активно использовались все известные виды шифров и были созданы первые дошедшие до нас шифровальные устройство. Первым таким прибором, реализующим шифр перестановки была т.н. «сциталла» (ококо VI-V вв. до н.э.), созданная в Спарте и позже активно использовавшаяся в большинстве античных государств. На цилиндр определенного диаметра по спирали наматывался ремень, на который наносили буквы вдоль оси цилиндра. В результате в развернутом виде все буквы смешивались, а если намотать ремень на цилиндр того же диаметра, то сообщение вновь становилось понятным. Этот нехитрый способ часто использовался из-за своей простоты и возможности оперативного расшифрования сообщения. В то же время стойкость данного шифра была невелика, а позже Архимед предложил устройство (т.н. антисциталла) , с помощью которого расшифровка подобного сообщения без нужного цилиндра была весьма простой и быстрой. Ремень наматывали на коническое «копье» и сдвигали вверх и вниз до тех пор, пока не находили нужный диаметр и текст сообщения становился понятным. Существовали и другие способы «механизации» криптографического дела, связанные прежде всего с именем древнегреческого полководца Энея Тактики. Он создал т.н. «диск Энея» , получивший в Древней Греции широкое применение. В небольшом диске высверливались отверстия, соответствующие буквам алфавита, через которые продевалась нить, в соответствии с буквами шифруемого текста. Для расшифровки нить вытягивали, получая обратную последовательность букв. Этот крайне примитивный на первый взгляд способ шифрования, был весьма эффективен, так как противнику, перехватившему сообщение было неизвестно, какая буква соответствует каждому отверстию. Кроме того, если возникала опасность перехвата сообщения, нить можно было легко порвать, тем самым уничтожив его. Существовала также и «линейка Энея», использовавшая тот же принцип, что и диск. Значительным вкладом Энея стал и изобретенный им т.н. «книжный шифр», активно использовавшийся вплоть до ХХ века. В своем трактате «Об обороне укрепленных мест», Эней предлагал прокалывать малозаметные дырки над буквами текста какой-либо книги. Сложив вместе отмеченные буквы адресат получал исходное сообщение. Римляне усовершенствовали диск Энея, создав первую многодисковую шифрующую систему. На общую ось одевали два диска с хаотичным расположением букв. Каждой букве первого диска соответствовала буква второго, что и составляло шифр. Значительным шагом вперед, по сравнению с предыдущими системами шифрования представлял шифр, предложенный Полибием (ок. II в. до н.э.) . Механизм его состоял в следующем: в квадрат определенных размеров (в соответствии с количеством букв алфавита – для латинского 5Х5, для русского 5Х6, при этом некоторые буквы редуцируются) вписываются буквы алфавита. Каждая клетка квадрата имеет двузначные координаты, на которые и заменяется при шифровании. Первоначально буквы записывались в естественном порядке, что значительно снижало стойкость шифра. Позднее буквы стали располагать хаотично, но это требовало наличие записанного ключа, что также было небезопасно. Выход был найден в применении т.н. ключевого слова. Берется какое-либо слово, из него убираются повторяющиеся буквы, а оставшиеся записываются в первые клетки квадрата. Пустые клетки заполняются буквами алфавита в естественном порядке. Полибианский квадрат стал одной из наиболее широко распространенных криптографических систем, когда-либо употреблявшихся. Этому способствовала его достаточно высокая стойкость (во всяком случае до автоматизации дешифрующих систем) – так квадрат 5Х5 для латинского алфавита содержит 15511210043331000000000000 (расчет весьма приблизителен) возможных положений, что практически исключает его дешифрование без знания ключа. Интересно отметить, что полибианский квадрат дожил до наших дней и лег в основу т.н. «тюремного шифра», используемого заключенными при перестукивании. В нем буквы расположены в естественном порядке, а число ударов обозначает координату каждой буквы. Но так как используется естественное расположение букв, т.е секретного ключа нет, «тюремный шифр» является скорее способом кодировки сообщения, чем способом ее засекречивания. Эти криптографические системы активно применялись в Древней Греции и Риме и надолго определили характер криптографии. В условиях необходимости ручного расшифрования, полибианский квадрат был практически неуязвимым шифром, а сциталла и диск Энея, достаточно простые, тем не менее, позволяли оперативно шифровать и расшифровывать информацию, что делало их применимыми, скажем в полевых условиях для оперативной передачи приказов. ТЕМА 3. Криптология в Средние века. Криптология в позднее средневековье и эпоху Возрождения С упадком античной цивилизации и образованием в Европе варварских государств, криптография пришла в упадок. В условиях, когда грамотность была крайне низка, зашифровывать сообщения не было необходимости, да и самих письменных сообщений практически не было. Только в период позднего средневековья криптография начинает постепенно возрождаться, становясь одним из важнейших инструментов политики, дипломатии и военного дела в раннее Новое время . Не таким сильным был упадок криптографии в Византии, сохранившей многие античные традиции. Но и здесь криптографические системы предельно упростились и были легко уязвимы . Чаще всего сообщение просто писали в обратном порядке или заменяли каждую букву на следующую по алфавиту. Для засекречивания сообщений использовали малораспространенные иностранные языки, чаще всего армянский или древнееврейский. Но в целом, по сравнению с эпохой античности, криптография находилась на крайне низком уровне. Помимо вышеперечисленных причин, криптография находилась в упадке еще и потому, что в ней видели элементы колдовства . Набор непонятных букв или символов, сам по себе похожий на заклинание, воспринимался как нечто магическое, а люди, извлекающие из этого набора символов смысл, расценивались как колдуны или гадатели, что не могло не наложить свой отпечаток на отношение к ним в христианской Европе. В отличие от Европы, в арабском мире криптография не только не пришла в упадок, но продолжала успешно развиваться, достигнув значительных успехов. Первым дошедшим до нас источником арабского происхождения по криптологии можно считать книгу АбуБакра Набати «О большом стремлении человека разгадать загадки древней письменности» (ок. 855 года), в которой автор изложил несколько известных ему шифралфавитов. Но понастоящему характеризует познания арабов в области криптографии 14-ти томная энциклопедия Шебаха Калкашанди написанную в 1412 году. В разделе «Относительно сокрытия букв тайных сообщений», автор изложил все известные ему на тот момент существовавшие в арабском мире криптографические системы. Приводились примеры как шифров перестановки, так и замены. Упоминались и шифры, использовавшие несколько символов для замены одной буквы текста. Помимо простого описания существующих шифрсистем, довольно эффективных и современных в то время, в произведении Калкандаши впервые за всю историю встречается упоминание о криптоанализе, что ознаменовало новую эпоху в развитии криптологии. Многочисленные школы арабских грамматиков и религиозных деятелей на протяжении многих веков изучали Коран, в том числе обращая внимание и на частоту встречаемости тех или иных символов, фонетику слов, употребляемость букв, различные лингвистические закономерности и т.д. Калкандаши впервые предлагает расшифровывать сообщения на основе статистики использования букв и их сочетаний в арабском алфавите, полученной в результате изучения Корана. Для расшифровки сообщения автор предлагал пересчитать все знаки сообщения и составить их статистику. Затем, соотнести ее со статистикой Корана и начать подстановку букв с наиболее часто встречающегося символа. На основе предположений выделяются сначала возможные двухбуквенные слова, затем трехбуквенные и т.д. Этот метод лежит в основе всей современной криптоаналитики. При этом Калкандаши отмечает необходимость знания языка сообщения, так как без этого невозможно понять его смысл. Проблема использования криптографии и криптоаналитических методов арабами до сих пор остается неизученной, однако примерно с XV века уровень ее постепенно падает, а со временем наследие Калкандаши было почти полностью утрачено. В эпоху позднего средневековья, с началом возрождения античного наследия и просвещения, криптография в Европе обретает «второе рождение», прежде всего в среде интеллектуальной элиты того времени. Многие ученые средневекового периода стремились скрыть сделанные ими изобретения и открытия. Так современные исследователи установили, что состав черного пороха был открыт известным английским ученым середины XIII века – Роджером Бэконом (самое известное его изобретение – очки), почти за сто лет до «официальной» даты создания пороха Бертольдом Шварцем . В одном из его трудов присутствовало незашифрованное описание свойств этого вещества, но сам состав был зашифрован таким сложным шифром перестановки, что вскрыть его удалось лишь в наши дни с применением ЭВМ. Однако проблема использования средневековыми учеными криптографии в своих произведениях, в особенности шифров перестановки, весьма неоднозначна. Примером может служить приписываемое Галилею открытие спутников Марса – Фобоса и Деймоса . Долгое время одна из его анаграмм, посвященная наблюдениям Марса читалась как «Высочайшую планету двойную наблюдал», но в 1960-х годах был получен другой вариант: «Привет вам, близнецы, Марса порождение». Таким образом шифр перестановки может давать два и более варианта прочтения, в корне меняющих смысл текста и без знания ключа невозможно определить, какой из них правильный. И все же развитие криптологии в позднее средневековье и раннее Новое время было напрямую связано с расцветом дипломатии. Неудивительно, что лидерство в области криптографии долгое время принадлежало папской курии, имевшей активные дипломатические связи и привлекавшей к своей работе образованнейших людей того времени. Так старейшим ключом в Западной европе, дошедшим до нас, является ключ для корреспондентов антипапы Климентия VII, изготовленный его секретарем Габриэли Лавинде . Этот ключ является типичным примером номенклатора – криптографической системы, которая до середины XIX века доминировала в Европе. Номенклатор сочетал в себе шифралфавит и кодовые обозначения для отдельных слов или выражений. Судя по всему, несмотря на упадок в средневековый период, к началу XV века криптология в Европе достигла значительных успехов и сравнялась, если не обогнала арабский уровень. Так в 1401 году в герцогстве Мантуя был создан первый, дошедший до нас шифр многозначной замены , причем по несколько обозначений имели лишь гласные буквы, что может свидетельствовать о знакомстве составителя шифра с методами криптоанализа, основанными на частоте встречающихся в тексте гласных букв. Неизвестно, была ли тесная связь между развитием европейской и восточной криптографии. Безусловно подобного рода контакты могли происходить в Испании и во время Крестовых походов, но утверждать, что европейская криптология в то время использовала арабский опыт нельзя. Труды Калкандаши не были переведены с арабского языка и по всей видимости прямой связи европейской криптографии с восточной нет. Кроме того, если на востоке криптография была скорее частью лингвистики, то в Европе она была ближе к математике и естественным наукам, что также определило ее специфику. Появление постоянных дипломатических представительств и обострение политической борьбы стимулировало послов зашифровывать свои донесения, опасаясь, что они будут перехвачены противником. Во многих европейских государствах, начиная с XVI века, появляется должность «секретаря по шифрам», единственным занятием которого, было создание шифров для «своих» дипломатических служб и расшифровка «чужих» сообщений. Уже в XV веке закладываются теоретические основы европейской криптологии. Знаменитый итальянский архитектор Леон Батиста Альберти может быть назван «отцом» европейской криптологии. Именно он в своем труде «Трактат о шифрах» впервые предложил шифр многоалфавитной замены, который делал сообщение практически невскрываемым. Этот тип шифра часто называют таблицей Винджера – английского дипломата XVI века, активно применявшего его на практике. Все строки такой таблицы содержали буквы алфавита (в т.ч. и пробел) в естественном порядке, но на каждой последующей строке, он сдвигался на один символ назад. Количество строк таблицы равнялось количеству букв алфавита. Таблица имела сетку координат также по буквам алфавита. Для того, чтобы зашифровать сообщение под каждым символом ним записывался символ ключа (если ключ был короче, то он циклически повторялся). В результате, буква сообщения и соответствующая буква ключа составляли координаты символа, используемого для шифровки. Эта криптографическая система была крайне проста, удобна и практически неуязвима для ручного раскодирования, если не знать ключа. Леон Альберти может считаться выдающимся криптографом и потому, что создал первый в европейской истории научный труд по криптологии – «Трактат о шифрах» 1466 года, в котором не только приводились примеры возможных вариантов шифрования, но и обосновывалась целесообразность применения криптографии на практике, как наиболее дешевого и надежного инструмента защиты информации. Другой, не менее выдающийся труд по криптографии принадлежит германскому аббату Иоганну Тритемиусу, внесшему значительный вклад в развитие этой науки. В 1508 году он написал трактат «Полиграфия» , где предложил улучшенный вариант «полибианского квадрата». Новшество заключалось в шифровании не каждой буквы, а биграмм – пар букв. Этот тип криптографических систем просуществовал до середины ХХ века, а наиболее широкое применение получил в английской армии в годы Первой мировой войны. Основу данной системы составлял все тот же полибианский квадрат, однако шифровались не отдельные символы, а пары букв. Если обе буквы находились в одном столбце, то для их обозначения использовались нижестоящие, если буквы принадлежали к одной строке, то их меняли на следующие справа, если буквы принадлежали к разным столбцам и строкам, то брались такие символы, чтобы вместе они составляли квадрат. Однако несмотря на свою эффективность, эта криптографическая система не получила в то время широкое распространение и была применена лишь в XIX веке. Скорее всего это было связано с тем, что уже существовавшие системы шифрования были весьма устойчивы к дешифровке, а сам Трисемус не был профессиональным криптографом и не имел «имени» в их среде. Тем не менее, нельзя недооценивать вклад Трисемуса в развитие криптографической науки. Методы шифрования предложенные им были большим шагом вперед, а сам труд «Полиграфия» был первым печатным изданием по криптографии, что свидетельствовало о достаточно высоком развитии этой науки. Общеевропейскую известность в начале XVI века приобрел венецианский криптоаналитик Джованни Соро, которого многие считают одним из самых успешных криптоаналитиков за всю историю . Он мог вскрыть практически любой шифр (только однажды он заявил, что не смог вскрыть шифр папы Клементия VII, однако есть все основания полагать, что шифр был скрыт, а папа таким образом введен в заблуждение) того времени и был автором трактата по криптоанализу, заложившего основу дальнейшего развития криптоанализа в Европе. Этот трактат не дошел до нас, но известно, что на протяжении всего XVI века он был «настольной книгой» криптоаналитиков Европы. Соро проработал на своем посту более 40 лет и к концу жизни сумел подготовить несколько учеников, продолживших его дело. В отличие от Трисемуса и Альберти, Соро был практиком криптографического дела, однако именно он стал первым, кто начал готовить профессиональные кадры для криптографии, и хоть это была весьма примитивная форма «ученичества», лишенная подчас всякой теоретической базы, она была преобладающей на протяжении долгого времени. Дело в том, что люди, работавшие с шифрами, были по тем временам отлично образованы, а успешно освоить криптографическое дело, постоянно эволюционировавшее и усложнявшееся, можно было только с помощью долгой практики, чем и занимался Соро со своими учениками. Специальных учебных заведений, где обучали бы криптографической деятельности, в то время не существовало. Криптологов рекрутировали из наиболее образованных людей того времени, знающих математику и иностранные языки. Соро был первым, кто попытался специально обучать молодых криптографов этой науке, но опять же на практике. С другой стороны сама проблема кадров не стояла в то время так остро, а пост секретаря по шифрам был весьма желанным для многих одаренных людей того времени, так как давал славу, уважение и немалый материальный доход. Вообще же криптографию в позднее средневековье и раннее Новое время использовали не только государственные деятели, но и многие образованные люди. Так Леонардо да Винчи шифровал свои работы с помощью зеркала, записывая слова задом наперед. Он использовал и другие, значительно более сложные шифры, некоторые из которых до сих пор не раскрыты. С развитием естественных наук к криптографической деятельности все чаще привлекаются талантливые и способные математики. Одним из первых таких криптографов был Франсуа Виет – основоположник практически всей современной алгебры и выдающийся ученый своего времени. Он служил секретарем по шифрам при французском короле Генрихе IV, был членом тайного совета, занимался адвокатской практикой. Работая совместно с голландским криптоаналитиком Филлипом ван Марниксом (автором современного голландского гимна), они сумели примерно за год вскрыть шифр короля Испании Филиппа II, который до этого времени считали неуязвимым не только в Испании, но и в Ватикане – одном из крупнейших криптографических центров того времени. В Риме в середине XVI века работал другой выдающийся математик Джероламо Кардано, разработавший новый тип криптографической системы, названной впоследствии решеткой . В квадрате вырезались отверстия таким образом, чтобы при нескольких поворотах они покрывали всю его площадь. В эти отверстия и вписывался текст, в результате чего знаки перемешивались. Этот простейший на первый взгляд шифр перестановки сам по себе был неэффективен, но из-за своей простоты часто использовался для дополнительного усиления уже зашифрованного другим способом сообщения. Вообще же в XVI–XVII веке криптографические службы складываются практически в каждом европейском государстве, причем в состав этих служб входила научная элита того времени: Франсуа Виет во Франции, Джероламо Кардано в Риме, Джон Валлис и Френсис Бекон в Англии, Лейбниц в Германии. Европейские правители нередко привлекали уже известных криптографов-иностранцев на службу, хотя это не всегда удавалось. Пожалуй самым неудачливым из таких криптографов был Лейбниц – выдающийся немецкий ученый, математик, основатель Берлинской академии наук. Английский король Георг I хотел пригласить Лейбница, чтобы тот возглавил британскую криптографическую службу, но натолкнулся на резкое противодействие в лице Валлиса, опасавшегося конкуренции со стороны своего немецкого коллеги и пригрозившего перейти на сторону Испании, выдав ей все английские секреты, которых Валлис, по характеру своей деятельности знал немало. Активно выступал против подобного назначения и Ньютон – председатель Королевского научного общества, оспаривавший авторство Лейбница в дифференциальном исчислении. Не повезло Лейбницу и во второй раз, когда его пригласил в Россию Петр I, для не только для организации Российской академии наук, но и для создания российской криптографической службы по европейскому образцу, однако смерть Лейбница не позволила осуществиться планам Петра, вынужденного воспользоваться услугами менее именитых криптологов. В конце XVII века Френсису Бекону английскому криптологу и мыслителю удалось обобщить все накопленные до него знания в области криптологии и окончательно выделить эту область знаний как самостоятельную научную дисциплину. Именно он впервые предложил и осуществил на практике кодирование букв латинского алфавита с помощью двузначных цифр, и сделать систему числовых обозначений общепринятой (несмотря на то, что арабы использовали подобную систему более пяти веков назад, в Европе об этом практически ничего не знали). Посветив криптографии несколько специальных работ, он был не только теоретиком, но и искусно применял на практике свои знания, благодаря чему он занял почетное место в ряде выдающихся криптологов. В целом же, к концу XVII века криптография окончательно складывается как научная дисциплина. Появляются профессиональные криптоаналитики, соответствующие службы практически в каждой профессиональных европейской криптографов, стране, некое подобие системы обучения появилось значительное количество работ по криптографии и криптоанализу. Хотя в данный период господствовали номенклаторы, которые не являются шифрами в чистом виде, тем не менее появление многоалфавитной замены, использование решеток, биграмм и цифровых обозначений стало огромным шагом вперед по сравнению с древнейшим периодом и олицетворяло наступление новой эры в развитии криптологии, вплотную приблизившейся к своему современному виду. ТЕМА 4. Эра «черных кабинетов». Криптология на предсовременном этапе. XVIII век был для криптологии периодом застоя, если даже не упадка. Большой скачок, который эта наука сделала в предшествующий период, позволил в течении почти полтораста лет не вводить никаких нововведений в способы шифрования и дешифровки сообщений. Разработанные ранее криптографические системы успешно применялись на практике, а трактаты XVI-XVII вв. служили учебными пособиями для криптоаналитиков. Почти повсеместно к криптографической деятельности привлекались видные ученые, в основном математики, однако ни один из них в XVIII веке не оставил сколь нибудь значимого труда по криптологии, не разработал новой шифрсистемы или придумал более эффективного способа декодировки. Существовавшие шифры замены были довольно устойчивы, но и квалификация криптоаналитиков была высокой настолько, что большинство значимых сообщений расшифровывалось. Это время стало периодом расцвета номенклаторов. Этот тип криптографической системы, постепенно усложнявшийся на протяжении трех предшествующих веков, достиг в XVIII пика своего развития. Стандартным был размер номенклатора в 400-500 символов, но были и такие, которые достигали 5-6 тысяч, заменяя особыми символами практически все значимые понятия, имена, названия и целые предложения. В этот период номенклаторы стали походить больше не на шифр, а на форму иероглифического письма, и несмотря на это их все же взламывали. В начале XIX века ситуация ничуть не изменилась, несмотря на бурные события, происходившие в Европе. Так Наполеон использовал для шифровки своих сообщений только простой шифр подстановки по типу простого полибианского квадрата , часто используя один и тот же ключ в течении многих месяцев, что совсем не прибавляло шифру стойкости. Многие его послания, а также донесения военачальников и чиновников администрации вообще никак не шифровались, равно как часто не пользовались шифрами и противники наполеоновской Франции. И это несмотря на то, что практически во всех странах Европы криптографическая традиция не прерывалась на протяжении почти 300 лет, и в каждом государстве существовали свои, весьма профессиональные криптографические службы. Ситуация начинает меняться в середине XIX века с появлением новых средств связи (в особенности телеграфа) и значительной активизации дипломатических связей в Европе после революций 1830-1840-х годов. На развитие криптологии оказало положительное влияние и рост коммерции и активность средств массовой информации, тщательно оберегающих свои секреты. При этом к новым шифрсистемам предъявлялись все возраставшие требования по устойчивости и одновременно простоте и возможности массового использования. ТЕМА 5. Службы защиты информации иностранных государств. 5.1. КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ СЛУЖБА США Соединенные Штаты являются совершенно особенным, во многих отношениях непостижимым для европейцев государством. Их правовая система вполне позволяет, например, похитить, судить и отправить в тюрьму президента независимой страны или же по собственному усмотрению осуществить вооруженное вторжение в крохотное соседнее государство, однако нередко ограничивает, казалось бы, элементарно необходимые действия собственного правительства. Поразительным являлось не само по себе наличие категорического запрета на подслушивание переговоров и перехват переписки иностранных миссий, содержавшегося в законах о радиокоммуникациях 1912 года и о федеральных средствах связи. Подобные ограничения существовали и в других странах, но только на бумаге. Проблема заключалась в том, что в США эти положения неукоснительно соблюдались, и частные телеграфные компании, как правило, отказывались содействовать властям в их нарушении. Опасения связистов были совершенно обоснованы, ибо в случае утечки информации о таком их содействии существовала вполне реальная опасность не просто потерять лицензию на право деятельности, но и отправиться в тюрьму - и это за помощь собственному правительству в разведывательных и контрразведывательных операциях! Указанная ситуация почти исключила легальные возможности получения текстов зашифрованных телеграмм иностранных представительств. Радиограммы технически можно было перехватывать из эфира без всякого специального разрешения, однако в начале 1920-х годов передатчики были еще весьма несовершенны, и основной массив переписки шел по телеграфным каналам, отныне наглухо закрытым для дешифровальщиков. Безусловно, принимавшие подобный нормативный документ американские законодатели менее всего собирались ущемлять специфические интересы криптоаналитиков. Судя по всему, окончательным толчком к принятию этого закона послужила публикация в газете "Лос-Анджелес Экспресс", в июле 1911 года напечатавшей перехваченную радиограмму, адресованную редактору конкурирующей газеты "Лос-Анджелес Геральд". Редактора "Экспресса" Эдвина Эрла арестовали по обвинению в краже, но судья немедленно оправдал его, заявив, что использование чужих "аэрограмм" не запрещается законами штата Калифорния и поэтому не влечет за собой уголовную ответственность. Хотя в результате принятия "Закона о радиокоммуникациях" конгрессмены имели в виду лишь подобные ситуации, в результате самый сильный удар пришелся по криптоаналитикам. Криптоанализ немыслим без перехватов, но упомянутая правовая норма не допускала послаблений даже для периода военных действий. Незаконность перехватов подтвердил и "Закон о радио" 1927 года, делавший изъятие лишь для информации, специально распространяемой для всеобщего сведения. Очевидно, что под эти послабления не попадали ни телеграммы иностранных дипломатических представительств, ни их радиограммы, конкретно адресуемые своим правительствам в лице министерств иностранных дел, однако последние хотя бы можно было перехватывать из эфира, не прибегая к услугам частных телеграфных компаний. Однако законодателей невозможно упрекнуть в близорукости, поскольку в 1912 году никакого "Черного кабинета" еще не существовало, а позднее его наличие являлось одним из самых тщательно скрываемых государственных секретов и до 1931 года простонапросто не было известно практически никому. В американской армии к началу Первой мировой войны задачи обеспечения безопасности связи и криптографической защиты сообщений были возложены на три ведомства. Управление военной разведки отвечало за разработку армейских кодов и шифров, специальное подразделение генерал-адъютантской службы обеспечивало изготовление кодовых книг и шифрдокументов и их рассылку в подразделения, а на войска связи была возложена ответственность за эксплуатацию шифровальной аппаратуры и ее поставку в подразделения армии. Подготовка специалистов по криптоанализу для армии США была начата за несколько лет до начала Первой мировой войны и первоначально осуществлялась в школе войск связи, расположенной в Форт-Ливенворт. Позднее все вопросы, связанные с подготовкой таких специалистов, были переданы в ведение Управления военной разведки. Подготовка офицерского и рядового состава стала осуществляться во вновь созданной армейской школе криптологии, которая разместилась в местечке Ривербэнк, недалеко от города Женева, штат Иллинойс. Руководство школой было возложено на известного специалиста в области криптологии полковника Джорджа Фабиана, которому удалось привлечь к преподаванию в школе ряд гражданских профессоров и ученых. Среди них был и Уильям Фридман, в последующем один из руководителей и ведущих специалистов армейской дешифровальной службы. 6 апреля 1917 г. американский Конгресс объявил о вступлении США в войну с Германией. Для участия в боевых действиях на территорию Франции было переброшено морем экспедиционное соединение американских войск под командованием генерала Джона Першинга численностью более 175 тыс. человек. На его подчиненного, начальника связи экспедиционного соединения бригадного генерала Эдгара Рассела, были возложены задачи по организации надежной и безопасной связи частей соединения, разработке и рассылке кодовых книг и шифрдокументов, а также руководство подразделениями радиоразведки по добыванию сведений о противнике. Чтобы исключить чтение противником передаваемых по средствам радиосвязи важных сообщений, экспедиционным соединением достаточно широко использовались различные коды и шифры - военный телеграфный код, шифр с бегущим ключом, который использовался в механическом шифрующем устройстве роторного типа, а также английский шифр "Плэйфер". Однако, как выяснилось впоследствии, все они обладали низкой криптоустойчивостью и не обеспечивали надежной защиты сообщений от разведки противника. Подчиненное бригадному генералу Расселу небольшое по численности специальное подразделение занималось составлением полевых кодов. Оформленные в виде таблиц коды предназначались для преобразования открытых текстов команд, распоряжений и донесений в эквивалентные им условные группы буквенноцифровых символов. Рассылаемые в подразделения кодовые книги имели малый формат, были удобны для использования в полевых условиях и содержали около 30 000 слов (фраз) и соответствующих им кодовых значений. Работа подразделения была достаточно сложной, особенно в случае компроментации кода. Один из таких случаев произошел с кодом под названием "Потомак", который попал в руки немцев через месяц после поступления кодовых книг в подразделения экспедиционного соединения американских войск. Потребовалось около двух суток напряженной работы личного состава подразделения для его полной замены. Всего за 10 месяцев боевых действий подразделением было составлено, отпечатано и разослано в войска более 80 000 кодовых книг. Криптоаналитическая работа американской армии в 20-х годах была сосредоточена в так называемом «черном кабинете», созданном еще в 1917 г. Деятельность кабинета, которым руководил Герберт О. Ярдли, осуществлялась в обстановке строгой секретности и была направлена на вскрытие военных и дипломатических шифров зарубежных стран в интересах Военного министерства и Государственного департамента США. За время существования «черного кабинета» с 1917 по 1929 годы им было дешифровано более 10000 телеграмм европейских и южно-американских государств. Самым крупным успехом в его деятельности было вскрытие японских дипломатических кодов и шифров. В 1929 г. Генри Стимсон, будучи в то время Государственным секретарем США, перестал по этическим соображениям пользоваться услугами «черного кабинета» и выделять деньги на его содержание. В связи сосложившейся ситуацией в том же году на базе Секции кодов и шифров в составе Управления начальника войск связи была создана Служба радиоразведки (SignalIntelligenceService) во главе со все тем же У. Фридманом. Новой службе вменялись обязанности по разработке армейских кодов и шифров, перехвату сообщений, передаваемых по радио- и проводным линиям связи противника, пеленгованию его радиостанций, криптоанализу кодов и шифров и, наконец, лабораторные исследования в области тайнописи. Часть из указанных функций предполагалось выполнять только в случае ведения армией боевых действий. Со вступлением США в декабре 1941 г. во Вторую мировую войну объем работы Службы радиоразведки стремительно возрастал. Ее численность за предшествующие два года увеличилась с 19 до 181 человека и продолжала расти, в связи с чем, в августе 1942 г. личный состав Службы перебрался из Вашингтона в Арлингтон-Холл - просторное здание бывшей частной школы, расположенное в одном из пригородов штата Вирджиния на побережье реки Потомак. На протяжении всей войны наиболее многочисленным среди подразделений Службы был отдел В (радиоразведки и криптоанализа). Разведданные, подготовленные специалистами отдела на основании анализа перехваченных открытых и зашифрованных радиосообщений противника, направлялись в Управление военной разведки для их последующей оценки и использования. Высокая ценность докладываемых данных была обусловлена тем, что за годы войны американским криптоаналитикам удалось вскрыть ряд кодов и шифров противника: в 1942 г. ими был разгадан шифр ВМС Японии, а в 1943 г. были раскрыты и армейские японские шифры. Успеху отдела в немалой степени способствовало широкое применение его специалистами вычислительной техники - первоначально простых табуляторов, а впоследствии и более сложных, созданных на основе электронно-вакуумных ламп и логических схем, вычислительных машин типа RAM (Rapid Analytical Machine). Такая машина, благодаря ее высокому быстродействию, позволяла заменять ручной труд многих тысяч криптоаналитиков. С появлением у американских специалистов вычислительных машин RAM, превосходивших по своему быстродействию английскую "Колосс", между АрлингтонХолл и Блетчли-Парк был установлен специальный канал связи, по которому из Великобритании передавались перехваченные английской радиоразведкой шифровки "Энигмы". Только за период с июля 1943 по январь 1945 г. в Арлингтон-Холл поступило 1357 немецких шифровок, из которых 413 были успешно дешифрованы. В связи с широким применением всеми воюющими странами средств радиоразведки важным направлением деятельности Арлингтон - Холла являлось обеспечение безопасности связи частей и подразделений американских сухопутных войск. Решение указанной задачи достигалось за счет разработки совершенных кодов и шифров, создания новых образцов шифровальной аппаратуры, проведения мероприятий по радиомаскировке и контролю за соблюдением радиодисциплины операторами армейских радиостанций. Организация всех работ по созданию новой шифраппаратуры для Армии США была возложена на отдел F. Наряду с шифровальной машиной М-134 при участии специалистов отдела была разработана и более совершенная модель М-228 (SIGCUM), которая стала поступать в войска начиная с 1943 г. Машина представляла собой буквопечатающий аппарат, обеспечивающий шифрование набираемого на клавиатуре текста с одновременной передачей его в линию связи. Применение нового принципа действия позволило существенно повысить скорость передачи и приема шифрованных сообщений, что было весьма важно в связи со значительным ростом потоков информации в период проведения крупных военных операций. Так, в середине 1943 г. при проведении войсками союзников десантной операции по захвату острова Сицилия объем шифрованной радиопереписки штаба Пятой армии США достигал 23 тыс. кодовых групп в сутки, а в период Южно-итальянской операции - до 40 тыс. групп. Благодаря наличию шифрмашин М-228 штабу армии удавалось своевременно получать необходимую информацию от подчиненных частей, а также передавать им необходимые распоряжения, соблюдая при этом требования по скрытому управлению войсками. Наряду с рядом достоинств техническая конструкция машины имела и существенный недостаток - при невнимательности оператора возникали предпосылки к нарушению безопасности связи. Особенность М-228 заключалась в том, что она позволяла осуществлять передачу текста как в открытом, так и зашифрованном виде, для чего оператор должен был перед началом работы установить переключатель режима в соответствующее положение. За годы Второй мировой войны имели место по крайней мере два случая, когда по невнимательности операторов аппаратуры М-228, забывших перевести переключатель в необходимое положение, в эфир были переданы секретные сообщения в незашифрованном виде. Отдел был вторым по численности среди подразделений Службы и отвечал за своевременную поставку в войска шифраппаратуры, кодовых книг и шифрдокументов, разработку правил и инструкций по безопасности связи войск. Важное место в деятельности отдела занимали организация радиоконтроля за соблюдением правил радиообмена в войсках, а также оценка практической криптостойкости шифров, используемых подразделениями связи армии США. Специалисты отдела разрабатывали специальные инструкции, исключающие возможность утери шифраппаратуры, а также тщательно анализировали все случаи, связанные с пропажей шифрдокументов и аппаратуры. Так, специалисты отдела были достаточно серьезно обеспокоены, когда к ним поступило сообщение о "захвате японскими войсками Сайджебы в Новой Гвинее". Как выяснилось, тревога была ложной - Сайджеба оказалась не шифрмашиной, а поселком в Новой Гвинее. Более серьезный случай произошел в феврале 1945 г., когда уже настоящая шифрмашина "Сайджеба" со всеми инструкциями, документами и комплектом роторов пропала во Франции, в районе города Колмар. Утеря произошла по вине военнослужащих 28 пехотной дивизии США. Под личным руководством верховного главнокомандующего экспедиционными силами союзников в Западной Европе генерала Д. Эйзенхауэра была проведена широкомасштабная поисковая операция с привлечением воздушной разведки, проверками на дорогах, в домах и т. д. Операция продолжалась более месяца и завершилась успешно - 12 марта 1945 г. шифрмашина была обнаружена и возвращена в дивизию. Основными "поставщиками" материалов радиоперехвата для криптоаналитиков Арлингтон-Холла являлись подразделения второго батальона радиоразведки, который был создан 2 апреля 1942 г. При участии личного состава батальона в сентябре того же года была создан новый стационарный пост радиоперехвата в Винт-Хилл Фармс (штат Вирджиния), а чуть позднее - еще 2 поста, в штате Калифорния и на Аляске. В период Второй мировой войны численность батальона существенно возросла и одно время достигала приблизительно 5 тыс. человек. К середине Второй мировой войны подразделения батальона находились на территории США, Аляски, Алеутских и Гавайских островов, а также в Австралии, Индии и Африке. Посты радиоперехвата и радиопеленгования, находящиеся за пределами страны, входили в состав войск связи соответствующих армейских командований Отдельные подразделения батальона, например посты, расположенные в Беллморе (остров Лонг-Айленд) и Тарзане (штат Калифорния), использовались только для радиоконтроля за работой армейских радиостанций на территории США и к ведению радиоразведки не привлекались. Для решения возложенных на них задач подразделениями 2-го батальона использовалась различная аппаратура радиоразведки. На вооружении стационарных постов находились средне-, коротко- и ультракоротковолновые радиоприемные устройства SCR-243 и 244, SCR-607, 612 и др., а также средне- и коротковолновый радиопеленгаторы SCR-206 и 503. В состав подвижного поста, размещаемого на одной автомашине, входили радиостанция SCR-284 и комплекс радиоразведки SCR-558, состоящий из радиопеленгаторов SCR-206, 503 и радиоприемного устройства SCR-612. Подвижный пост на базе комплекса радиоразведки AN/VRD-1 размещался на двух автомашинах, каждая из которых была оборудована радиопеленгатором SCR-503, радиоприемными устройствами SCR-612, 613, радиомаяком RC-163, а также радиостанцией SCR-510. В связи с постоянной нехваткой личного состава в подчиненных ему отделах и подразделениях начальник Агентства безопасности связи полковник Кордерман обратился к руководству Женской вспомогательной службы армии WACS (Women's Army Corps Service) с просьбой выделить военнослужащих-женщин для прохождения службы в составе вспомогательных подразделений Арлингтон-Холл. Первая группа из 800 женщин прибыла в подчинение полковнику Кордерману в апреле 1943 г., а в последующем численность женского персонала в составе агентства безопасности связи возросла до 1500 человек. Высвобождавшиеся при этом военнослужащие-мужчины направлялись в подразделения батальона, дислоцированные за пределами США. В апреле 1945 года в ходе допроса 28 плененных шифровальщиков обнаружилось, что немцы зарыли более 7 тонн документов и оборудования по дешифровке рядом с руинами одного из зданий в Аугсбурге. Среди прочего там была новейшая дешифровальная машина "Рыба-меч", позволявшая читать секретные советские документы. Это была одна из самых ценных находок в истории "холодной войны". Американцы стремились к разгадке кодов Москвы в рамках проекта "Венона", но были далеки от цели. Неожиданно попавшая в их руки "Рыба-меч" сэкономила им несколько лет титанических трудов. Благодаря ей в 40-е годы американские дешифровальщики прочитали 2900 советских дипломатических телеграмм, перехватывали секретную корреспонденцию правительственных учреждений, армейских подразделений и оборонных предприятий. Эти сведения позволили составить довольно полную картину о ситуации в СССР и нанести удар по сети советских шпионов в Америке. Но в 1948 году наступил день, который в АНБ по сей день именуют "черной пятницей" - агентство враз ослепло. Дешифровальные машины, как по команде, захлебнулись, Москва кардинально сменила кодировку. Это событие, как считают, стало самой крупной утратой в истории разведки США. Американцы объясняли происшедшее успешным проникновением советской разведки в АНБ. И даже подозревали в шпионаже некоего Уильяма Вейсбанда, лингвиста русского происхождения. Но вину его доказать так и не удалось. Из отрывочных расшифровок американская контрразведка сделала некоторые выводы о значительном количестве имевшейся в годы войны у внешней разведки в США агентуры. Она попыталась разыскивать тех из этих агентов, псевдонимы которых могли фигурировать в расшифрованном частично тексте. Так, например, американцам удалось определить, что якобы четырнадцать наших агентов работали в американском Управлении стратегических служб (УСС), предшественнице ЦРУ, а пять якобы имели доступ к Белому дому (Надеин В. Даже разгадав советские шифры, США не уберегли свой атом от шпионов. Известия. 1995, 13 июня). Американцы также смогли прочесть содержание телеграммы, посланной резидентурой внешней разведки на основании важного информационного сообщения агента Маклина. Результат этого успеха американских дешифровальщиков для внешней разведки был печальным. Маклину и другому агенту группы Филби Берджесу пришлось спасаться бегством в Москву, а позже, через десять лет, и самому Филби покинуть Англию. Частичная расшифровка другой телеграммы той же резидентуры внешней разведки помогла американской контрразведке установить причастность к атомному шпионажу другого ценного агента, "Фукса", арестовать его и ряд агентов, бывших у него на связи. Таким образом, в результате ошибочного использования дважды разовых шифртаблиц был нанесен удар сразу по двум важнейшим агентурным группам внешней разведки, что подчеркивает важность сторого обращения с шифрами (Лебедев И. "Досье "Веноны". Новости разведки и контрразведки. 1996, N8). Завершающий этап войны ознаменовался для Агентства безопасности связи новыми организационными переменами. В начале 1944 г. в результате проведенной реорганизации в нем были созданы четыре отдела: разведывательный, безопасности связи, вспомогательный, комплектования и подготовки личного состава. В декабре того же года Агентство было передано в оперативное подчинение Управлению военной разведки, при этом административное руководство Агентством осталось за Начальником войск связи. 6 сентября 1945 г., через четыре дня после окончания Второй мировой войны руководством Военного министерства было принято новое решение, согласно которому Агентство безопасности связи было полностью выведено из подчинения Начальника войск связи и с 15 сентября преобразовывалось в Агентство безопасности Армии США. Пройдет еще 7 лет, и 24 октября 1952 г. президент Г. Трумэн поставит свою подпись в конце семистраничного меморандума, в соответствии с которым, Агентство безопасности Армии наряду с аналогичными службами Военно-воздушных и Военно-морских сил войдет в состав вновь образованного, одного из наиболее засекреченных ведомств Пентагона - Агентства национальной безопасности США. ТЕМА 6. Из истории Российской криптографической службы Вопрос о том, использовались ли криптографические методы сокрытия информации в Древней Руси до сих пор остается дискуссионным. До нас дошло не так много письменных памятников того времени, еще меньше среди них тех, информация которых нуждалась в сокрытии. Чаще всего для сокрытия информации на Руси использовали некириллические азбуки, чаще всего греческую, а с XVI-XVII вв. латинскую. Сообщение просто записывалось греческими буквами, но на русском языке, что представляло весьма примитивный способ шифрования сообщения. Также с XV века активно начали применять Пермскуя азбуку, созданную Стефаном Пермским, но малоупотреблявшуюся в то время. Другой весьма распространенной системой сокрытия информации сообщения была тахиграфия – изменение начертаний букв, когда писалась или часть буквы, или наоборот, ее написание дополнялось новыми элементами. Сообщение нередко записывали справа налево или кверх ногами. Часто тахиграфия совмещалась с использованием иностранных алфавитов. Существовали и шифры простой замены, примером которых может служить т.н. «литорея», предполагавшая замену согласной на противоположную (б-щ, в-ш), при этом замена гласных не производилась. Первый дошедший до нас документ, содержащий данный тип криптографической системы, датируется 1229 годом. Однако по-настоящему широкое распространение она приобретает в конце XIV-XVII вв. Одним из видов литореи была т.н. «мудрая литорея», предполагавшая замену не только согласных но и гласных. Разрабатывались на Руси и оригинальные алфавиты, которые можно считать прообразом системы простой замены. Так до нас дошел ключ XVII века от одного подобного алфавита, где буквы заменялись на специальные обозначения. Использовалась на Руси и система цифровых обозначений. Так как каждой цифре кириллического алфавита в то время соответствовала буква, то для того, чтобы зашифровать сообщение, обычно каждую букву незашифрованного текста представляли в виде двух букв, дающих в сумме исходное значение. Буквы, не имеющие цифровых обозначений оставались незашифрованными. Примерно с XVII века начинают постепенно использовать и арабские цифры. Однако информации об использовании криптографии до XVI века в дипломатии и военном деле на Руси нет. Дошедшие до нас криптографические приемы были изобретением переписчиков книг и ученых монахов и не имели значительно практической ценности. По-видимому в этот период не было особой необходимости в криптографических средства защиты письменных сообщений, однако со складыванием единого централизованного государства, потребность в них значительно возросла. Активная внешнеполитическая деятельность Ивана Грозного и связанные с ней войны оказали значительное влияние на становление и развитие тайнописного дела. Скорее всего уже с 1549 года, т.е. с момента образования Посольского приказа в России начинают активно использовать криптографические методы в дипломатической и военной переписке. С конца XVI века русские послы начинают использовать простейшие шифры замены в своих донесениях, получая из «центра» особые ключи в виде таблиц . Используются и шифры перестановки, но весьма примитивные (например перестановка букв в каждом слоге). В XVII веке ситуация незначительно отличается от предшествующего периода, однако потребность в криптографии начинает все острее ощущаться с активизацией России в европейкой политике. С налаживанием регулярного международного почтового сообщения, слабость русской криптографии проявляется со свей очевидностью, в то же время нет никаких сведений о том, что русские сами могли читать зашифрованные послания иностранных посланников. К концу XVIII века эта проблема становится особенно острой и решение ее напрямую связано с именем Петра I. Активная внешнеполитическая деятельность Петра требовала создания регулярной криптографической службы, способной обеспечить эффективную защиту собственных сообщений и вскрытие дипломатической переписки других государств. Однако отсутствие опыта в этой области и незначительное число достаточно образованных для подобного рода деятельности людей, не позволяло быстро выйти на европейский уровень криптографии. Первоначально, функции криптографической службы выполняет Посольский приказ, позже параллельно с ним начинает функционировать Походная посольская канцелярия при Петре, возглавляемая сначала Ф.А. Головниным, а с 1709 года, Г.И. Головкиным и П.П. Шафировым, активно внедрявшим криптографические методы в деятельность русского дипломатического ведомства. С учреждением Коллегии иностранных дел, в ней были сконцентрированы все основные криптологические службы страны. Однако Петр прекрасно понимал, что Россия в значительной степени отстала от ведущих европейских держав в области криптологии и ликвидировать это отставание возможно было лишь переняв европейскую криптографическую систему и пригласив ведущих криптологов Европы для работы в России. Первоначально выбор Петра остановился на одном из лучших специалистов в этой области того времени – Лейбнице, однако из-за смерти последнего, криптографическая служба России еще в течении долгого времени не могла достичь европейского уровня. Несмотря на это, сам Петр и многие из его приближенных в своей переписке активно использовали наиболее современные по тем временам криптографичекие системы – номенклаторы, сочетавшие элементы шифра и кодового обозначения . В дошедших до нас шифрах канцлера Головкина используется принцип простой замены в сочетании с использованием пустышек, кодовых обозначений для отдельных понятий, двух и более символов для замены гласных и т.д. Устойчивость русских шифров повышал и тот факт, что статистические особенности русского языка, равно как и сам язык, были не в значительно мере не изучены, особенно в странах Западной Европы. Складывавшейся криптологической службе России требовался опыт, который мог быть приобретен лишь со временем, поэтому, несмотря на все усилия Петра, российская криптология, хоть и сделала гигантский рывок вперед, по сравнению с предшествующим периодом, вышла на европейский уровень лишь в 40-е годы XVIII века. Новый этап в развитии русской криптографической службы связан с именем А.П. Бестужева-Рюмина назначенного в 1742 году главным директором почт и сделавшего в России общепринятой практику перлюстрации дипломатической корреспонденции. Однако это потребовало создания сильной криптоаналитической службы, для взлома иностранных шифров, в чем и состоит основная заслуга Бестужева. Он впервые в отечественной практике привлекает к криптоаналитической деятельности профессиональных ученых-математиков, причем лучших из них, составлявших тогда цвет европейской математической науки. Первым, кого Бестужев-Рюмин привлек к данной работе стал известный математик Христиан Гольдбах, назначенный 18 марта 1842 года статским советником при Коллегии иностранных дел с окладом в 1500 рублей . Успех пришел к Гольдбаху через год, когда он смог взломать шифр французского посланника Шетарди, а уже в августе 1743 года он дешифровал более 60 писем французского и прусского дворов (за что получил премию в размере 1000 рублей) . Интересно что другой крупнейший математик того времени Леонард Эйлер по всей видимости не был привлечен к криптологической деятельности и имел весьма смутное представление о криптографии и криптоанализе, хотя его сын, Иван Эйлер работал в секретной экспедиции Коллегии иностранных дел и составлял шифры. После смерти Гольдбаха в 1764 году к криптологической деятельности был привлечен другой известный ученый Франц Ульрих Теодор Эпинус, а также два россиянина Ерофей и Федор Каржавины, самостоятельно изучившие французский язык, латынь и комплекс естественных наук в Сорбоннском университете. Однако в течении второй половины XVIII века никаких существенных изменений в Российской криптологии не происходило, что отражало общеевропейскую тенденцию. Шел лишь количественный рост криптологических знаний, усложнялись шифры (так номенклатуры конца XVIII века в России достигали 2000 символов), перлюстрация постепенно распространялась и на частную переписку. Особо широкое распространение получили «пустышки», составлявшие часто до 90% всего текста. Постепенно установилась иерархия шифров, когда сложные системы использовали лишь для самых важных сообщений, а с понижением их ранга, упрощался и шифр. В середине XVIII века русская криптологическая службы достигла европейского уровня и в некоторых моментах превосходила его. Если составление собственных шифрсистем, прежде всего для русского алфавита, еще отставало, то криптоаналитика была на высоте. С этого времени русская криптология окончательно занимает одну из ведущих позиций в криптологии европейской и является эффективным орудием в руках дипломатических и военных ведомств страны. Система, созданная еще при Петре I продолжала практически без изменений существовать вплоть до второй половины XIX века. В первой половине XIX века главой русского криптологического ведомства П.Л. Шиллингом был создан первый русский биграммный шифр (хотя приоритет создания биграммных шифров принадлежал еще Трисемусу, впервые использованы на практике они были именно в России в 1830-е годы при непосредственном участии Шиллинга). Вследствие сложности этот шифр применялся лишь для наиболее значимой дипломатической переписки и был весьма устойчив ко взлому. Позже был создан биклавный шифр – сложная разновидность шифра многозначной замены с использованием 2 ключей, продолжавший использоваться на протяжении всего XIX века. Параллельно употреблялись «шифровальные коды» – система условных обозначений для употребляемых слов, словосочетаний, понятий и т.д.(до 10 тыс. знаков), но «шифровальные коды» не являются шифром в полном смысле слова, а потому не отражают уровень развития криптологии в России того периода. Несмотря на значительные успехи в теории критпологического дела, на практике многие достижения оказывались невостребованными или использовались с такими нарушениями, что теряли всякий смысл. Возможности сложнейших номенклаторов, содержавших несколько сотен «пустышек», практически не использовались армейскими и флотскими офицерами, считавшими их чересчур сложными и неудобными. Только секретная дипломатическая переписка МИДа была более-менее надежно защищена. Всвязи с этим в 1860-х годах для более эффективного использования криптографических систем в армии и полиции в соответствующих министерствах были созданы криптологические отделы, призванные активнее внедрять криптографию с существующие системы связи. Но несмотря на все усилия ведущих криптологов, которые по своей квалификации мало в чем уступали европейским, рядовой состав российских служб связи оставлял желать лучшего. Это становится ясно при рассмотрении шифров, которые использовали революционеры в конце XIX – начале ХХ века. Все их шифрсистемы основаны в основном на принципе простой замены, не представляли ничего нового по сравнению с шифрами предыдущего времени, и, тем не менее, многие из шифрованных писем революционеров не были дешифрованы полицией (хотя большинство шифров взламывалось). Но совсем непонятным кажется то крайнее пренебрежение, с которым русские военные относились к криптографическим средствам защиты сообщений. Появившаяся в начале ХХ века радиосвязь значительно повышала требования к стойкости армейских шифров, в условиях когда почти каждое сообщение могло быть перехвачено противником. К началу Первой мировой войны для русской армии был создан сложный шифр двойной перестановки с частой сменой ключей, представлявший проблему для самых опытных криптоаналитиков того времени, но этот шифр к началу войны поступил лишь в некоторые части, что вызвало колоссальную неразбериху – ведь в одних частях все еще действовал старый шифр, а в других он был уничтожен и приходилось передавать сообщения открытым текстом. В то же время криптоаналитические службы, в особенности соответствующие отделения МИДа работали весьма успешно. Главная проблема русской криптографической службы заключалась не в плохой теоретической и практической подготовке кадров и не в использовании устаревших приемов шифрования, а с практическим применением шифрсистем, из-за чего вся проделанная криптологами работа становилась бесполезной. И если криптология в России как наука находилась на мировом уровне, то применение ее достижений на практике оставляло желать лучшего. Сказывалась и нехватка необходимого оборудования для ведения радиоперехвата, дававшего основной материал для криптографов. Только в 1916 году удалось более-менее наладить своевременное снабжение частей новым шифрами и установить в вопросе секретной связи некоторое взаимодействие, однако события 1917 года и последовавшая гражданская война привели к почти полной ликвидации криптографических служб России. Почти все квалифицированные криптографы и криптоаналитики оказались на стороне «белых», которые небезрезультатно использовали их опыт и знания в ходе гражданской войны. На стороне большевиков также оказалась часть криптологов, но они не имели единого руководства и были распылены по отделам МИДа, ВЧК и Военных ведомств. В результате к 1920-м годам в России не существовало криптологичекого центра, способного обеспечить еще более возросшую потребность в защите информации. Предстояло воссоздать подобные службы практически с нуля, поэтому в мае 1921 года на базе криптографического отдела ВЧК был создан Спецотдел по криптографии при данном ведомстве (восьмой спецотдел) . Спецотдел не являлся однако частью этой структуры, а состоял при ней и пользовался достаточно широкой автономией. В рамках спецотдела было четко организовано разделение труда: второе отделение занималось теоретическими проблемами криптологии и разработкой новых шифров, третье отделение организовывало шифрсвязь в различных советских ведомствах, четвертое – занималось криптоаналитикой, т.е. вскрытием перехваченных шифрсообщений. Помимо этих отделов, занимавшися собственно вопросами криптологии, имелось еще несколько, курировавших смежные вопросы: первое – контроль за соблюдением гостайны при использовании шифрсистем, пятое – радиоконтроль и радиоперехват, шестое – изготовление конспиративных документов, седьмое – химический анализ документов на предмет тайнописи. Спецотдел играл роль центрального криптографического органа, хотя свои, в достаточной мере независимые криптографические службы имелись и у военных и у МИДа, а также Иностранный отдел ОГПУ, имевший в 20-е годы наверное лучшую команду криптоаналитиков, занимавшуюся вскрытием дипломатической переписки. Уже в 1921-22 годах удалось вскрыть первые дипломатические и военные турецкие шифры, к 1925 коду ведется активная и небезуспешная работа с шифрами 15 европейских государств, в 1927 году начинается чтение японских сообщений, в 1930 расшифровываются некоторые шифры США. В начале 1930-х разворачивается масштабная программа по подготовке армейских криптографов. В 1931-1932 годах свои криптографические отделы создаются уже во всех военных округах, а к середине 30-х годов численность криптографических служб СССР в центре и на местах достигла примерно 500 человек, что вполне отвечало потребностям того времени. Сложилась весьма эффективная система криптологических служб, дешифровывающая до 30% всей перехватываемой информации, что было очень хорошим показателем по тем временам. Эти достижения оказали значительное влияние на ход Второй мировой войны, хотя и в этот период русские войска нередко игнорировали шифрсвязь и передавали сообщения открытым текстом, да и стойкость самих советских шифров была далека от уровня «Энигмы». С окончанием Второй мировой войны, Советский Союз вступил в острое противостояние с Западом, что в значительной степени способствовало развитию отечественной криптологии, занявшей лидирующие позиции в ХХ веке, однако это был уже новый, современный этап развития криптологической науки. ТЕМА 7. Шифровальные машины Цифровое шифрующее колесо было изобретено госсекретарем Томасом Джефферсоном в 1790 году, ставшим потом третьим президентом США. Свою систему шифрования он назвал «дисковым шифром». Этот шифр реализовывался с помощью специального устройства, которое впоследствии назвали шифратором Джефферсона. Конструкция шифратора может быть вкратце описана следующим образом. Деревянный цилиндр разрезается на 36 дисков (в принципе, общее количество дисков может быть и иным). Эти диски насаживаются на одну общую ось таким образом, чтобы они могли независимо вращаться на ней. На боковых поверхностях каждого из дисков выписывались все буквы английского алфавита в произвольном порядке. Порядок следования букв на различных дисках - различный. На поверхности цилиндра выделялась линия, параллельная его оси. При шифровании открытый текст разбивался на группы по 36 знаков, затем первая буква группы фиксировалась положением первого диска по выделенной линии, вторая – положением второго диска и т. д. Шифрованный текст образовывался путем считывания последовательности букв с любой линии параллельной выделенной. Обратный процесс осуществлялся на аналогичном шифраторе: полученный шифртекст выписывался путем поворота дисков по выделенной линии, а открытый текст осмысленного отыскивался среди возможного варианта. параллельных Хотя ей линий путем теоретически этот метод прочтения позволял предположить появление различных вариантов открытого сообщения, но, как показал накопившийся к тому времени опыт, это маловероятно: осмысленный текст читался только по одной из возможных линий. Шифратор Джефферсона реализует ранее известный шифр многоалфавитной замены. Частями его ключа являются порядок расположения букв на каждом диске и порядок расположения этих дисков на общей оси. Общее количество ключей огромно:= (4?1026)36. Это изобретение стало предвестником появления так называемых дисковых шифраторов, нашедших широкое распространение в развитых странах в XX веке. Шифратор, совершенно аналогичный шифратору Джефферсона, использовался в армии США во время II Мировой войны. Однако при жизни Джефферсона судьба его изобретения сложилась неудачно. Будучи госсекретарем, сам Джефферсон продолжал использовать традиционные коды (номенклаторы) и шифры типа шифра Виженера. Он очень осторожно относился к своему изобретению и считал, что его нужно основательно проанализировать. С этой целью он длительное время поддерживал связь с математиком Р. Паттерсоном. В результате обмена информацией Паттерсон предложил свой собственный шифр, который, по его мнению, являлся более надежным, чем шифр Джефферсона. Он представлял собой шифр вертикальной перестановки с введением «пустышек». По стойкости он значительно уступал шифру Джефферсона, однако тот принял доводы своего оппонента и признал его шифр более приемлемым для использования. Таким образом, Джефферсон сам не оценил всей глубины своего собственного изобретения. В XX веке криптоаналитики США признали высокую стойкость шифра Джефферсона. Они даже назвали его автора «отцом американского шифровального дела». В связи с указанным эпизодом можно особо выделить два момента. С одной стороны, уже, будучи президентом, Джефферсон не навязывал употребление изобретенного им шифра. С другой стороны, поскольку его изобретение попало в архив, оно неизбежно повторилось в будущем. До обнаружения «архивного шифра» Джефферсона другие криптографы самостоятельно изобрели аналогичные шифры. В истории криптографии имеются многочисленные примеры, иллюстрирующие забвение старых идей и попытки изобретения «нового колеса». И в наши дни дилетанты от криптографии продолжают изобретать свои «недешифруемые» шифры, которые на самом деле оказываются легко раскрываемыми. 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. Похожие шифрующие устройства применялись армией США и после Второй мировой войны. Шифратор Ч. Уитстона Устройство Уитстона демонстрировалось на парижской выставке 1876 года. Смысл этого устройства заключается в следующем. В нем, так же, как и в шифраторе Уодсворта, просматривается влияние идей Альберти, а также и самого Уодсворта. Внешне устройство напоминает диск Альберти. Внешний диск – диск алфавита открытого текста – состоял из 27 знаков (26 букв английского алфавита и специального знака «+», означающего пробел). Внутренний алфавит определяет алфавит открытого текста и состоит из обычных 26 букв, расположенных в произвольном ключевом порядке (см. рисунок). Здесь просматривается парадоксальная идея: алфавит открытого текста содержит большее количество знаков, чем алфавит шифрованного. При дешифровании в этих условиях появляется неоднозначность в определении букв истинного переданного открытого текста. Как решил эту проблему Уитстон будет показано ниже. Итак, на той же оси, что и диски (алфавиты) устройства, соединенные шестернями размером 27х26 соответственно, расположены две стрелки, как в современных часах. В начале шифрования большая (длинная) стрелка указывает на знак «+» (пробел). Малая стрелка, связанная с большой резьбовой шестеренкой, ставилась в то же положение: «часы» показывали «12.00». Набор букв открытого текста производился поворотом большой стрелки по направлению движения часовой. После такого поворота малая стрелка указывает знак шифрованного текста. Таким образом, при полном повороте большого диска малый диск смещался на единицу по отношению к исходному взаимному состоянию двух дисков, что приводило к сдвиговому изменению алфавита шифрованного текста по отношению к алфавиту открытого текста. По окончании каждого слова большая стрелка становилась на знак «+», буква, на которую при этом указывала короткая стрелка, записывалась как знак шифрованного текста. Во избежание неоднозначности расшифрования, удвоение букв в открытом тексте не допускается. Повторную букву следует либо пропустить, либо ставить вместо нее какую-нибудь редкую букву, например Q. Таким образом, слово THEAPPLE при шифровании записывается так: +THE+APLE+или+THE+APQLE+. Линейка Сен-Сира В конце XIX века криптография начинает приобретать черты точной науки, а не только искусства, как это было ранее, ее начинают изучать в военных академиях. Здесь следует отметить роль французской военной академии Сен-Сир, в которой к этому времени был разработан свой собственный военно-полевой шифр, получивший название «Линейка Сен-Сира». Линейка представляет собой длинный кусок картона с напечатанными на нем буквами алфавита. Эта последовательность букв называется «неподвижной шкалой». Снизу, под неподвижной шкалой, в линейке были сделаны вырезы, через которые легко перемещался «движок» – узкая полоска из картона с нанесенным на него (с двойным повторением) тем же самым алфавитом. Алгоритм шифрования заключался в следующем. Полоска (движок) перемещается в положение, когда буква ключа-лозунга окажется под буквой «А» неподвижной шкалы. Образуется простая замена первой буквы открытого текста (буквы движка образуют нижнюю строку подстановки-замены). При шифровании второй буквы открытого текста вторая буква ключа-лозунга путем передвижения движка встает под буквой «А» неподвижной шкалы и т. д. Лозунг повторяется периодически по шифруемым буквам открытого текста. Таким образом, линейка Сен-Сира является простым механическим воплощением шифра Виженера. Она позволила существенно повысить эффективность труда шифровальщика, облегчить алгоритм реализации шифра Виженера. Именно в этой механизации процессов шифрования-дешифрования и заключается вклад авторов линейки в практическую криптографию. Развитием идеи линейки Сен-Сира явилось произвольное расположение букв алфавита на движке. Секретное (ключевое)расположение этих букв существенно усилило криптографическую стойкость шифра.Однако основная слабость – коротко периодическое продолжение ключа-лозунга сохранилось,что ипредопределило последующие успехи криптоаналитиков. Взаключение исторического эпизода слинейкой Сен-Сира отметим,что она является простейшей технологической реализацией диска Альберти.Реализация шифра Виженера на уровне картонных полосок значительно «дешевле»,чем создание оригинальных устройств типа дискового шифратора Альберти.Поэтому «линейка»получила достаточно широкое распространение. В Германии также применяли линейку Сен-Сира, однако здесь она была усовершенствована. Вчастности, ей был придано круглый вид, по сути дела повторяющий диск Альберти на новой технологической основе. Этьен Базери Важное событие в криптографии было связано с именем французского офицера Этьена Базери, который отрицательно относился к официальным шифрам и предложил несколько собственных систем шифров. В плане теории шифрования он ничего нового не создал, но практическое искусство дешифрования он поднял на новую высоту. Особенно он отличился в дешифровании исторических документов. Он же продемонстрировал эффективность дешифрования действующих в то время французских шифров. Вскрытый им военный французский шифр сразу же был заменен. Предложенный новый шифр Базери опять дешифровал. Этот факт поставил официальных криптографов Франции в тупик. Начались мучительные поиски методов шифрования, не связанных с короткопериодическим гаммированием по шифру Виженера. Основная проблема заключалась в изготовлении и распределении ключевой информации между абонентами сети засекреченной связи. Базери показал, что ограниченный объем ключевой информации, приводящий к периодическому повторению гаммы шифра, позволяет найти достаточно простые методы криптоанализа. Криптограф-любитель, француз Бор, изобрел печатающий шифратор. Будучи знакомым с Базери, он направил ему шифрованное сообщение в полной уверенности в том, что его оппонент не сможет раскрыть переданное ему шифрованное послание. Однако, поскольку в нем также был использован коротко периодический лозунг, Базери без труда дешифровал послание: «Если вы дешифруете это, то пусть меня повесят». Базери отправил Бору письмо, в котором выражал уверенность в том, что наказание не будет исполнено. Базери был привлечен к дешифрованию переписки криминальных группировок. Слабости их шифров были очевидными. Дешифровальная работа Базери позволила раскрыть центры связи преступных групп. Способности Базери в области дешифрования были эффективно использованы французскими спецслужбами в начале I Мировой войны. Современники Базери считали его Наполеоном криптоанализа. В начале I Мировой войны Базери принял участие в дешифровании немецких военных шифрованных телеграмм. Базери выдвигал и собственные предложения в области защиты секретной информации. Базери в 1891 году разработал прибор, который 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. Маркиз де Виари, противник идей Базери, доказал принципиальную возможность раскрытия шифра Базери (при наличии у противника этого цилиндра и незнания им только разового ключа-порядка расположения дисков на оси). Дешифрование облегчалось неслучайным характером расположения букв на дисках, в основе которого лежали фразы типа: «Бог хранит Францию», «Честь и Родина» и т. п. Военное министерство отказалось принять на вооружение изобретение Базери, хотя аналогичное устройство в начале 20-х годов XX века использовала армия США. Несмотря на неуспех своего изобретения Базери не остановился. Он предложил еще один военный шифр, для реализации которого нужны были только бумага и карандаш. В основу шифра была положена простая (одноалфавитная) замена, сменяемая с каждым новым сообщением, и перестановка. Буквы заменялись на числа (А = 0, В = 1 и т. д.) Разовым ключом являлись две буквы, числовые обозначения которых записывались прописью. Например, ключ SG в числовом виде есть 186 (S = 18, G = 6), и соответствующая запись-ключ (лозунг) есть ONEHUNDREDEIGHTYSIX. Из этого лозунга уже известным способом порождалась последовательность букв шифралфавита: ONEHUDRIGTYSXABCFJKLMPQVWZ. После замены по этому алфавиту (A = O, B = N, C = E, Z = Z …) полученный текст делится на трехзначные группы, и эти группы переставлялись между собой по ключу перестановки. В шифртекст вставлялись «пустышки» на заранее оговоренных «ключевых» местах. Однако и это предложение Базери было отвергнуто под тем предлогом, что данный шифр «не дает достаточных гарантий безопасности». Этот вывод был в достаточной мере обоснован. В XIX веке сочетание простой замены с перестановкой уже не являлось стойкой системой защиты информации. Обиженный Базери выпустил в 1901 году Э. Базери издал книгу "Раскрытые секретные шифры", в которой в насмешливом тоне охарактеризовал официальных криптографов военного ведомства Франции. Своего оппонента де Виари он обвинил «в ереси». В оценке «чужих» шифров он проявил явную необъективность. Тем не менее, книга Базери, в отличие от его изобретений, приобрела широкую популярность, и именно она обессмертила его имя в истории криптографии. Позитивный эффект, вызванный публикацией этой книги, заключается в разъяснении особых требований к военно-полевым шифрам. Так, Базери справедливо утверждал, что коды мало пригодны в военно-полевых условиях в связи с техническими сложностями их оперативного использования, поскольку кодирование существенно задерживает передачу требуемого сообщения. В конце XIX - начале XX в.в. применялся следующий простой прибор, состоящий из двух простых картонных кружков - большого (назовем его А) и малого, лежащего на нем (Б), скрепленных друг с другом посредством одной общей оси так, чтобы кружки имели возможность для вращения. На окружности каждого из них в алфавитном порядке написаны буквы и цифры от 1 до ноля. Для составления и прочтения тайного донесения служит какое-либо заранее условленное слово (ключ), известное только составителю и получателю донесения. Затем донесение разбивалось на группы в зависимости от числа букв в ключе. Предположим, что ключом будет слово "бой", тогда следующую фразу разобьем на группы в три буквы: "При-был-о по-дкр-епл-ени-е 3 б-ата-льо-на". Затем шифруются первые буквы в каждой группе, для чего круг А поворачивается до тех пор, пока взятая на нем первая буква ключа "Б" ("бой") не придется против буквы "А" (первая по алфавиту) на малом кругу Б. Затем первые буквы каждой группы (п-б-о-д-е-е-е-а-л-н) на малом неподвижном кругу Б заменяются в шифрованном донесении теми буквами и цифрами, которые приходятся против них на большом кругу А. Далее, шифруются вторые буквы в каждой группе (р-ы-п-к-п-н-3-т-ь-а), для чего круг А устанавливается так, чтобы взятая на нем вторая буква ключа "о" пришлась против "А" на малом кругу Б. В такой же последовательности шифруется третья группа. Полученную шифровку, не зная ключа, разобрать весьма сложно, т.к. одни и те же буквы (цифры) зашифрованы различными символами. Большое достоинство для шпиона имеет и то обстоятельство, что данный шифровальный прибор можно легко уничтожить и без особых затруднений снова произвести. Прибор Вави В 1916 году подпоручиком Попазовым было изготовлено шифровальное устройство, впоследствии названное «Прибор Вави». Устройство по своей идее было адекватно «цилиндру Джефферсона», но вместо дисков на оси имелись 20 колец, надетых на цилиндр вплотную друг к другу, которые могли вращаться на нем. На ребрах (цилиндрических поверхностях) колец был нанесены смешанные алфавиты (30 букв), а на первом и последнем – 20-м кольцах были нанесены упорядоченно цифры от 1 до 30. При заданном расположении колец на цилиндре ключом шифра являлись: цифра, например, 5 и буква, например Б, а также «ключ шага» – две буквы, например, АГ. Сообщение делилось на части по 17 букв. Для зашифрования фразы «Прибор Вави Попазова …» на первом кольце отыскивалась ключевая цифра 5. Напротив этой цифры поворотом второго кольца ставилась ключевая буква Б. Затем напротив них поворотами остальных колец выставлялась фраза из 17 букв «Прибор Вави Попазов…». Эта часть текста заменялась на другие буквы с параллельных строк ключа шага АГ. А – строка, соответствующая букве А на втором кольце. Вторая аналогичная строка начиналась с буквы Г второго кольца. Буква П заменялась буквой Ж 3-го кольца на строке А, Р – буквой Э, стоящей в 3 кольце на строке Г. Таким образом шифрованные буквы брались поочередно, то со строки А, то со строки Г. Шифртекст имел вид: ЖЭУФВЮОШГЕКЫФДЧГИ. Процесс расшифрования очевиден. Заметим, что принципиальное отличие «Прибора Вави» от шифра Джефферсона заключалось в единственности выбора шифртекста (по шагу ключа). Прибор не нашел широкого применения. Предпочтение отдавалось ручным шифрам. Шифровальные устройства позволяют защитить информацию, передаваемую по радиоканалу от прочтения посторонними лицами, и прежде всего, спецслужбой противника. В общем случае буквы и цифры сообщения заменяются другими символами, делая его совершенно непонятным. Простейшие шифры, применявшиеся на протяжении веков, использовали схему прямого замещения одной буквы другой, причем каждый раз одной и той же. Между мировыми войнами появляются во всех ведущих странах электромеханические шифраторы. Первая практически используемая криптографическая машина была предложена Жильбером Вернамом 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. Механическое шифровальное устройство “KRYHA”, созданное в 1924 году, активно использовалось немецкими дипломатами в годы Второй мировой войны, не знавшими того, что этот шифр был раскрыт американцами. Специальный шифровальный диск приводился в действие при помощи пружинного двигателя. Шифровальные машины Хеберна Эдвард Хеберн (1869 1952) был американским изобретателем-самоучкой. С 1909 года он разработал целую серию электромеханических шифровальных машин с вращающимися дисками. Шифровальные машины Хеберна предназначались для защиты секретной переписки между различными компаниями от возможного перехвата конкурентами. В 1915 году Э.Хеберн предложил конструкцию из двух пишущих машинок, соединенных проводами с центральным диском. Для своего времени это было весьма оригинальное решение. Впоследствии оно было использовано японцами при создании шифровальных машин для защиты дипломатической переписки. Поначалу руководство американского военно-морского флота с большим вниманием отнеслось к достижениям Э.Хеберна, однако, предложенного во шифра, время испытания выдающемуся стойкости криптографу Уильяму Фридману удалось “взломать” его. Но неутомимый Эдвард разработал новую машину Mark II (SIGABA), которая оказалась самой надежной американской шифровальной системой в годы Второй мировой войны. Они были двух типов - на коммутационных дисках или роторах и на цевочных дисках. Предшественницей современных криптографических машин была роторная машина, изобретенная Эдвардом Хеберном в 1917. Промышленные образцы этой машины изготовляла фирма Siemens.). Шифратор представлял собой устройство из коммутационных дисков и механизма изменения их угловых положений. Она имела несколько модификаций. Одну идею в криптографическом отношении можно считать революционной - каждый диск дважды участвовал в шифровании, что усложняло анализ шифра. Машина Шербиуса Еще в 1919 году Хьюго Кох запатентовал шифровальную машину. Патент был приобретен немецким инженером Артуром Шербиусом, который в 1923 году выпустил первую партию шифровальных машин. Машина Шербиуса 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. ЭНИГМА Теоретические работы по проблемам шифрования в Польше начались в 20-е годы в Познаньском университете, лидером здесь был Мариан Режевский. Уже в середине 30-х польские военные радиоперехватов. с успехом Режевским декодировали была изобретена огромное машина количество bomba германских kryptologiczna - криптологическая бомба. С 1928 года Польская разведка перехватывала сообщения, зашифрованные на "Энигме", но безуспешно пыталась их расшифровать. В 1932 к работам по дешифровке подключилась группа из трех молодых математиков (Jerzy Rozycki, Henryk Zygalski, Marian Rejewski), они приблизились к разгадке, но так и не смогли ее разгадать. Даже наличие экземпляра машины не могло помочь. Полученные французской разведкой с помощью известного шпиона Ханса-Тило Шмидта (псевдоним "Аш") и переданные полякам несколько экземпляров секретных книг с военными кодами, таблицы их ежемесячных изменений, образцы шифровок и отвечающие им незашифрованные тексты, а также другие важные документы позволяли расшифровать только некоторые из сообщений. Казалось бы, сделано все для невозможности вскрытия шифровок "Энигмы". И все же английские криптографические службы в Блетчли Парке уединенном поместье в 80 километрах севернее Лондона, отведенное британским криптологам, почти всю войну читали немецкие шифры. Это стало возможным лишь благодаря ряду событий, инициатором которых стал польский еврей Ричард Левинский, работавший в качестве инженера и математика на берлинском заводе, где была сконструирована "Энигмы". В один из дней 1938 года, Левинский пришел в здание разведки в Варшаве и предложил продать информацию об "Энигме" за 10000 английских фунтов стерлингов и паспорт, который позволил бы ему и его семье эмигрировать в Великобританию, в то время союзника Польши. Польская и британская разведки не могли поверить такой удаче, тем более, что становилось совершенно понятно, что вскоре они вступят в войну с Германией. После нападения гитлеровцев на Польшу чертежи немецкой шифровальной машины были переданы Англии. Машина состояла из трех (а позднее и больше) вращающихся барабанов (роторов), на каждом из которых помещалось 26 букв, причем они были и в левой, и в правой части барабана. Указанные буквы были соединены определенным образом проводниками. Кроме того, проводники соединяли барабаны между собой. Набор барабанов и их исходных положений и определял шифр. Например, в первом барабане провод от контакта, соответствующего букве U, присоединен к контакту буквы R на другой его стороне. При нажатии на клавиатуре буквы U ток протекал к соединенной с ней букве R . Затем ток поступал на второй барабан, допустим, к букве Т, от нее к A, потом на третий барабан к В и далее к X. В результате при нажатии клавиши "U" загоралась лампочка в окошке "X". Ее-то и записывали в шифровку вместо "U". При следующем нажатии на какую-либо клавишу первый барабан сдвигался на одну позицию, и кодировка любой буквы изменялась. После 26 смещений первого барабана смещался на одну позицию и второй барабан. Аналогично после 26 смещений второго смещался и третий. А всего три барабана обеспечивали 17576 (26*26*26) отличающихся друг от друга положений. Таким образом, каждая последующая буква кодировалась по-новому (т.е. в одном и том же тексте буква U, например, могла кодироваться по-разному), что и являлось главным достоинством "Энигмы". Меняя исходные положения барабанов, можно было достигнуть практически неограниченного числа комбинаций. Указанные исходные положения, одинаковые для целой группы машин (у каждого рода войск были свои типы машин), задавались специальными шифровальными таблицами. А ведь менять можно было не только исходные положения барабанов, но и сами барабаны! Недаром немецкие специалисты считали, что коды Энигмы невозможно раскрыть. Всего в гитлеровской армии использовались десятки тысяч таких машин. 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 юговостоке 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. С началом Второй мировой войны резко возрос объем сообщений, передаваемых по радиотелеграфу в зашифрованном виде. Командование вермахта справедливо решило: нужны специальные средства для механизации этого процесса - и заказало нужное ему устройство, сочетающее в себе свойства телетайпа и шифровальной машины, фирмам Lorenz и Siemens. Заказ был выполнен, на вооружение поступила шифровальная машина Lorenz SZ40 (позже SZ/42), совмещенная с телетайпом Siemens und Halske T52. Она обеспечивала передачу в эфир или в проводные каналы закодированной информации в стандартном коде Baudot teleprinter code. Шифровальная техника России Теоретическую основу создания шифровальной техники, радикально отличающаяся от западных образцов, впервые предложил на заседании научного совета РККА 29.6.1930 года инженер-конструктор Волосок Иван Павлович. Впоследствии именно он стал ведущим конструктором многих образцов шифровальной и кодировочной техники довоенного и послевоенного периодов. За основу был взят принцип наложения комбинаций так называемой гаммы бесконечного ключа на комбинации знаков открытого текста. В итоге получалась нечитаемая криптограмма с гарантированной стойкостью. В качестве носителя знаков гаммы использовалась перфолента, изготовленная с помощью специального устройства, получившего название – “X”. Это было оригинальным и удачным изобретением, позволяющим получать шифрленты с гаммой случайной последовательности, что обеспечивало необходимую гарантированную стойкость шифрования любых сообщений. В 1931 году при 8-м отделе Главного штаба РККА (а именно с этого времени шифровальная служба получила условное наименование – “8–й отдел”) была создана техническая лаборатория. И уже в 1932 году под руководством инженера Волоска И.П. был создан 1-й опытный образец советской шифровальной машины, получившей название “ШМВ –1”. В том же году были разработаны опытные образцы механических шифрующих приспособлений к телеграфным аппаратам, которые, впрочем, не получили дальнейшего развития. В силу своей громоздкости и механической ненадежности “ШМВ1” не пошла в серию, однако послужила прототипом для последующего создания новых серийных образцов. И вскоре, 31 января 1934 года начальник Главного штаба РККА маршал Егоров А.И. утверждает “Акт о принятии на вооружение электромеханической шифровальной машины “В-4”, получившей впоследствии индекс “М-100”. Именно с этого образца инженерно-криптографической шифровальных машин, мысли обеспечивающих и начался поныне отсчет создания гарантированную серии стойкость применяемых шифров. Шифровальная машина М-100 состояла из трех основных узлов (клавиатура с контактными группами, лентопротяжный механизм с трансмиттером и приспособление, устанавливаемое на клавиатуру пишущей машинки) и семи дополнительных. Общий вес комплекта достигал 141 килограмма. Только одни аккумуляторы для автономного питания электрической части машины весили 32 килограмма. Тем не менее, данная техника выпускалась серийно и в 1938 году была успешно испытана в боевых условиях на Хасане, в 1939 году – на Халхин-Голе, в Испании и в 1939-1940 годах – во время финской войны. Шифрованная связь в этих конфликтах осуществлялась в звене Генеральный штаб – штаб армии. Непосредственное руководство эксплуатацией техники осуществлял Волосок И.П. Полученный боевой опыт осуществления скрытого управления войсками показал, что для успешного применения машинного шифрования необходима обособленная работа шифровальных органов РККА. Кроме того, необходимо было обеспечить конспирацию в работе шифровальщиков и их достаточную мобильность при передислокации войск. Для этих целей в 1939 году в США были закуплены 100 автобусов “Студебеккер” и переоборудованы под спецаппараты-шифрорганы. Стало возможным зашифровывать и расшифровывать телеграммы не только во время остановок, но и во время движения колонн. К этому времени лаборатория 8-го отдела Генерального штаба РККА переросла в довольно мощное конструкторское бюро. Сам 8-й отдел возглавлял с 1938 года Белюсов Петр Николаевич. Это был талантливейший руководитель шифровальной службы, великолепный администратор, тонкий психолог, прослуживший на своем посту до 1961 года. Под его началом находилась сильная команда конструкторов первых советских шифровальных и кодировочных машин – Волосок И.П., Судаков П.А., Рытов В.Н., Строителев П.И., Гусев Н.И., Шарыгин Н.М., Козлов М.С. Шифрмашина М-101, пришедшая на смену морально устаревшей М-100, состояла уже из двух основных узлов и по габаритам была уменьшена более, чем в 6 раз, а по весу – более, чем в 2 раза. Некоторые узлы и механизмы данной техники были разработаны и изобретены лично офицером Козловым М.С. Ведущим конструктором этой модели был Шарыгин Николай Михайлович. Общее руководство проектом осуществлял бессменный Волосок И.П. За создание и внедрение шифровальной машины М-101 “Изумруд” в 1943 год Волоску И.П., Судакову П.А. и Рытову В.Н. были присуждены государственные премии. Орденами были награждены Шарыгин Н.М., Козлов М.С., Строителев П.И., и Гусев Н.И. Кроме того, Волоску И.П. была присвоена ученая степень “кандидат технических наук” (без защиты диссертации). В этом же году в войска было отправлено свыше 90 комплектов М-101. К тому времени в войсках уже несколько лет успешно эксплуатировалась малогабаритная дисковая кодировочная машина К-37 “Кристал”, призванная собой заменить документы ручного кодирования в оперативном звене управления (армия – корпус – дивизия). Это было довольно компактное устройство, состоящее из одной упаковки весом 19 килограммов. Только за 1940 год было выпущено 100 комплектов К-37. А всего, к началу Великой Отечественной войны было принято на вооружение шифрорганов СССР свыше 150 комплектов К-37 и 96 комплектов М-100. К июню 1941 года всего на шифровальной службе насчитывалось 1857 человек. Шифровальная техника позволила в 5-6 раз по сравнению с ручным способом повысить скорость обработки телеграмм, сохраняя при этом гарантированную стойкость передаваемых сообщений. Появившаяся в 20-е годы специальная радиоаппаратура для передачи разведывательных сообщений активно использовалась во время Второй мировой войны. Зачастую она размещалась внутри небольших чемоданов таким образом, чтобы радистыразведчики, работавшие на территории оккупированной немцами Европы, легко могли перевозить ее, не вызывая подозрений у окружающих. Развитие радиоэлектроники позволило уже в то время существенно уменьшить габариты агентурных радиостанций. Появление транзисторов, заменивших громоздкие радиолампы, позволило еще больше сократить их размер и вес. Чаще всего разведывательная информация передавалась в телеграфном режиме при помощи азбуки Морзе. Это позволяло осуществлять устойчивую связь на большие расстояния. К тому же сообщения, передаваемые кодом Морзе, куда легче зашифровать, чем речь (телефонию) при помощи так называемого скремблирования. Таким образом, перед второй мировой войной все ведущие страны имели на вооружении электромеханические шифрсистемы, обладающие высокой скоростью обработки информации и высокой стойкостью. Считалось, что применяемые системы недешифруемы и наступил конец криптографии. Впоследствии в ходе войны это мнение было опровергнуто и все участники военных действий имели криптографические успехи, а шифровальные службы были непосредственным участником военных действий. Знание действий противника и его намерений, полученных посредством перехвата и дешифровки радиопередач, вместе с адекватной защитой собственных средств связи, были главнейшими факторами успеха боевых действий. Учитывая большой прогресс в этой области электроники военного применения и возрастающие требования, предъявляемые к командованию и управлению вооруженными силами, стало абсолютно необходимым защищать связь не только от дешифровки, но также и от РЭП (перехвата, постановки помех и введения в заблуждение). Сегодня, защита средств связи, фактически, стала высшим приоритетом обороны во всех странах и, как считается, столь же важна, как и закупка вооружений, подготовка войск и все другие основные компоненты современной войны. Высокое развитие криптографической техники стран западных союзников в значительной степени предопределило ход многих боевых операций во время Второй мировой войны. ТЕМА 8. Начала стеганографии Человечество изобрело большое число способов секретного письма, многие из них были известны еще в древности. В некоторых способах тайного письма используются физические особенности носителей информации. В штат «черных кабинетов», помимо криптографов и дешифровальщиков, входили и другие специалисты, в том числе и химики. Наличие специалистов-химиков было необходимо из-за активного использования так называемых невидимых чернил. Чернилами для секретной переписки, то есть симпатическими, пользовались еще в древние времена. Симпатические чернила представляют собой химические растворы, бесцветные после высыхания, но образующие видимое соединение после обработки другим химикалием (реагентом). Искусство изготовления хороших чернил для тайнописи состоит в том, чтобы найти вещество, которое реагировало бы с минимальным количеством химикалий (лучше всего лишь с одним). В I веке нашей эры Филон Александрийский описал способ изготовления «тайных» чернил из сока чернильных орешков с последующей обработкой написанного раствором железомедной соли, римский поэт Овидий предлагал использовать для написания текста молоко, проявляющееся после присыпания его порошком из сажи. Плиний Старший в своей "Естественной истории", написанной им в I в. до нашей эры, рассказывает, каким образом можно использовать сок растений из семейства молочаев в качестве симпатических чернил. Овидий упоминает о них в книге "Искусство любви". Несколько видов симпатических чернил описывает Калкашанди. Упоминает о них и Альберти. Порта посвятил вопросу о невидимом письме отдельную книгу. А вот китайский император Цин Шихуанди (249-206 г.г. до н.э.), во время правления которого появилась Великая Китайская стена, использовал для своих тайных писем густой рисовый отвар, который после высыхания написанных иероглифов не оставляет никаких видимых следов. Если такое письмо слегка смочить слабым спиртовым раствором иода, то появляются синие буквы. А император для проявления письма пользовался бурым отваром морских водорослей, видимо, содержащим иод. В период средневековья рецептами простых симпатических чернил широко пользовались для дипломатической переписки. Еще в 1653 г. парижанин П.Борель описал реакцию «свинцового сахара», т. е. взаимодействия ацетата свинца Pb(CH3COO)2 с Н2S и осаждение черного РbS. В конце XVII в. некто Леморт в Лейпциге именно этот состав предложил для составления симпатических чернил. Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги. Стеганографические методы активно использовались и в годы гражданской войны в Америке между южанами и северянами. Так, в 1779 году два агента северян Сэмюэль Вудхулл и Роберт Тоунсенд передавали информацию Джорджу Вашингтону, используя специальные чернила. Популярные исторические книжки сообщали, что российские революционеры в тюрьмах использовали в качестве симпатических чернил даже обычное молоко - и это правда. Для проявления письма в этих случаях достаточно прогладить бумагу горячим утюгом или подержать ее несколько минут над огнем. Дейл Карнеги полагал, что для "проявления" такой тайнописи достаточно было погрузить письмо в горячий чай. Здесь он не прав, что читателям просто проверить на кухне. Литератор Куканов в своей повести о Ленине "У истоков грядущего" рассуждал так: "Молоко в роли чернил - не самый хитрый способ тайнописи, но порой, чем проще уловка, тем она надежнее". В документе под номером 99312 из архива российской охранки: "Переписка химией состоит в следующем. Пишут на шероховатой, не глянцевой бумаге. Пишут сначала обыкновенными чернилами какой-нибудь безразличный текст, то есть что-либо совершенно безобидное, ни слова о делах. Когда это письмо написано, то берут совершенно чистое мягкое перо и пишут между строками, написанными чернилами, уже то, что хотят сказать о конспиративных делах. Это конспиративное письмо пишут химическими чернилами, то есть раствором какой-нибудь кислоты...". Была приведена выдержка из письма, сделанного химией революционерами партии РСДРП, которое было отправлено в Россию редакцией газеты "Правды" из Вены. Выявить и прочесть эту тайнопись Департаменту полиции не составляло никакого труда, ведь именно в России были разработаны и развиты способы чтения скрытых и стертых текстов с помощью фотографии и подбора освещения, применяемые и поныне. Интересно, зачем долгие годы упорно распространялась легенда о трудности прочтения "молочной" тайнописи? Позднее, физик Роберт Вуд предложил использовать для чтения скрытых текстов явление люминесценции, потрясшее эффективностью английские секретные службы, занимавшиеся этой проблемой. Биограф Сибрук со слов Вуда описывает это так: "Мне принесли большой гладкий чистый штамп военной цензуры. Я натер его вазелином, затем, как следует вытер платком, пока он не перестал оставлять следы на бумаге. Затем, я плотно прижал его к шпионоупорной бумаге, не давая соскользнуть в сторону. - Можете ли вы обнаружить здесь запись? - спросил я. Они испытали бумагу в отраженном и поляризованном свете и сказали: - Здесь ничего нет. - Тогда давайте осветим ультрафиолетовыми лучами. Мы взяли ее в кабинку и положили перед моим черным окошечком. На бумаге яркими голубыми буквами, как будто к ней приложили штамп, намазанный чернилами, светились слова: Секретных надписей нет." В 1878 году Вера Засулич стреляла в петербургского градоначальника Трепова. Судом присяжных Засулич была оправдана, но жандармы пытались снова арестовать ее при выходе из здания суда. Однако ей удалось скрыться, сообщив заранее своим друзьям о плане побега по окончании суда при любом его решении. Записка с просьбой принести кое-что из одежды содержала на обратной стороне листка информацию, написанную водным раствором хлорида железа FeCl3 (Засулич принимала это вещество как лекарство). Такую записку можно прочесть, обработав ее ватным тампоном, смоченным разбавленным водным раствором тиоцианата калия: все невидимые буквы станут кроваво-красными из-за образования тиоцианатного комплекса железа. Члены тайной организации "Черный передел" тоже использовали в переписке невидимые чернила. "Черный передел" - одна из двух социально-революционных организаций, на которые распалась "Земля и воля" вскоре после Воронежского съезда 1879 г. В состав ее вошли многие из прежних землевольцев (Г.Плеханов, В.3асулич, Л.Дейч, П.Аксельрод и др.). Чернопередельцы своей ближайшей задачей ставили организацию широкой народной боевой партии, но условия и обстановка революционной деятельности в России к концу 1879 г. настолько изменились, что выполнение этой задачи при данных политических условиях стало совершенно невозможным. Прежние землевольческие поселения в деревнях совершенно распались; попытки к их восстановлению потерпели неудачу, и всю свою деятельность чернопередельцам пришлось сосредоточить в городах на пропаганде народнических идей среди интеллигенции и рабочих. Но и тут они не имели успеха; призыв к деятельности в народе утратил к этому времени свое прежнее обаяние. Партийно-организационная работа "Черного передела" шла также крайне неудачно. Среди лиц, вошедших в "Черный передел" (в типографскую группу), был рабочий Жирнов, который оказался предателем и вскоре выдал всех членов группы. Из-за предательства Жирнова, знавшего секрет расшифровки писем, почти все были арестованы. Тайные письма были написаны разбавленным водным раствором медного купороса. Проявлялся написанный такими чернилами текст, если бумагу подержать над склянкой с нашатырным спиртом. Буквы окрашиваются в ярко-синий цвет из-за образования аммиачного комплекса меди. Уже в XX в. немецкие шпионы писали бесцветным раствором нитрата свинца Рb(NО3)2, который не менял цвета ни при высушивании, ни при нагревании, не реагировал на изменение кислотности среды, а проявлялся лишь при обработке Н2S или любым растворимым сульфидом. Один германский шпион, находившийся во французском городе Бельфоре, применял такой способ. Разведчик садился в поезд, который шел в нейтральную Швейцарию, и занимал отдельный столик в вагоне-ресторане. Пообедав, он сходил с поезда, приближавшегося к границе. На первой швейцарской станции место шпиона за столиком сразу занимал другой, разведчик. Во время еды он проливал как бы случайно немного вина на скатерть и, прикрыв это место салфеткой, продолжал есть. Первый шпион писал симпатическими чернилами сообщение. Второй проявлял его вином и, быстро прочитав, ждал, пока появившиеся на скатерти буквы снова не исчезали. Оперную певицу арестовали при переезде франко-швейцарской границы из-за... несоблюдения моды. Чрезмерно накрахмаленная юбка показалась подозрительной таможенникам. На ней действительно симпатическими чернилами было написано разведывательное донесение. 12 февраля 1917 года знаменитая авантюристка Мата Хари вернулась в Париж и поселилась в элегантном отеле "Плаза-Атене" на авеню Монтень. На следующий день ее арестовали и предъявили обвинение в том, что она работала как двойной агент в пользу Германии. Уликами, поддерживавшими обвинение, были неоплаченный чек на сумму в 5000 франков, выписанный на банк, указанный в немецком послании, и пузырек, содержавший, как было определено, симпатические чернила - водный раствор хлорида кобальта, - и то и другое обнаружили у нее в номере гостиницы. "Симпатические чернила", как объяснила Мата Хари на допросе, не что иное, как обычное дезинфицирующее средство, которым она пользовалась. Бывшую любимицу Европы и любовницу высокопоставленных мужчин отправили в тюрьму Сен-Лазар и определили в камеру под номером 12. с Хлорид кобальта можно успешно использовать для тайнописи: буквы, написанные его раствором, содержащим в 25 мл воды 1 г соли, совершенно невидимы и проявляются, делаясь синими, при легком нагревании бумаги. Настоящее имя Мата Хари – Маргарета Гертруда Зелле. Она родилась в 1876 году в Леевардене (Голландия). После неудачного брака с офицером голландской колониальной армии, в течение которого шесть лет провела на Яве, Маргарета приехала в Париж в 1905 году под именем Мата Хари («Утренний Глаз»), исполнительницы эротических индийских танцев. Некоторые танцы она исполняла обнаженной[7]. Успех её был ошеломляющим, и до войны Мата Хари много выступала в Париже, Берлине, Лондоне и Риме. Проститутка экстракласса не была сногсшибательной красавицей и уже приближалась к 40-летнему рубежу, тем не менее привлекала к себе внимание многих высокопоставленных личностей в этих европейских столицах, и они платили огромные деньги за её прелести. Начало войны застало Мата Хари в Берлине. Являясь гражданкой нейтральной страны, она свободно передвигалась между Германией, Францией, Италией, Великобританией и Испанией. Немецкая, французская и британская разведки подозревали её в шпионаже, но никто не мог получить никаких доказательств, кроме того, что она спала с немецкими офицерами и членами французского кабинета министров. Как-то, доведенная до белого каления продолжительным допросом, учиненным ей сэром Бэзилом Томсоном, главой Скотленд-Ярда, она заявила, что прибыла в Англию как шпионка – французская! Мата Хари была арестована в Париже в 1917 году и предстала перед военным трибуналом 24 – 25 июля. Основной уликой был список денежных переводов, которые сделали немцы, частью офицеры НД, в 1916 и 1917 годах. Французы выявили эти переводы, перехватив телеграммы, посланные немецким военным атташе из Испании в Берлин. Трибунал признал её виновной и приговорил к расстрелу. Она была расстреляна в Венсенской крепости 15 октября 1917 года, с руками, стянутыми за спиной, и незавязанными глазами. Армейский хирург нанес ей coup de grace (удар милосердия), выстрелив из револьвера в ухо. Мата Хари была расстреляна не из-за того, что была опасной шпионкой, а потому, что с политической и военной точки зрения было целесообразно её расстрелять. И. А. Зыбин в одной из докладных записок (начало ХХ века) описал рецепты проявления«химических чернил» в следующем виде: «1. Растворить азотнокислое серебро при подкуривании аммиаком и при освещении вольтовой дугой. 2. Раствором эскулина (флюоресцирующих мест незаметно при освещении вольтовой дугой). 3. 5-процентным раствором ализариновых чернил (контроль – бумага с чистой водой). 4. Раствором желтой кровяной соли (0,5 %). 5. Раствором сернистого аммония (1 %). 6. Раствором аммиака (1 %). 7. Раствором красной кровяной соли с бромистымкалием (1 %). Ввиду проб (1, 2, 3) пробы йодом, нагреванием иполуторахлористым железом как менее чувствительные и бесполезные применены не были». С йодом Зыбин ошибся. В начале ХХ века немцы убедились в эффективности применения паров йода для проявления стеганографических посланий. Со времен Первой мировой войны над составами «тайных» чернил изрядно потрудились химики, существенно усовершенствовав и разнообразив их. В состав современных симпатических чернил могут входить как в чистом виде, так и в виде составных частей практически любые вещества - кровь, слюна, соки растений, мыльные растворы, кислоты, основания, соли, соль, сахар, крахмал и т.д. Это зависит только от фантазии и профессионализма химика. Хотя не стоят на месте и те специалисты, которые занимаются способами проявления внешне невидимых записей. Для их обнаружения применяют различные методы с использованием механических, термических, химических и оптических методов, что делает такой способ переписки малоперспективным. Несмотря на давнюю известность и слабую стойкость, они настолько удобны, что применялись даже во время Второй мировой войны. Граф Вильгельм Рауттер, американец немецкого происхождения, занимавшийся шпионажем в пользу родной Германии, был вынужден использовать мочу, когда у него кончился запас невидимых чернил. Во время Второй мировой войны американские цензоры "полосовали" письма, чтобы выявить наличие в них невидимых чернил. Лаборант водил по письму несколькими щетками, закрепленными в одном держателе и смоченными в растворах различных проявителей. Эти проявители обладали различными свойствами и реагировали даже на выделения человека, так что после обработки на бумаге появлялись отпечатки пальцев и капли пота. Письма также проходили проверку в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах. Написанный крахмалом текст, невидимый при дневном или электрическом свете, начинал светиться под воздействием ультрафиолета. Инфракрасные лучи помогали различать цвета, неотличимые п ри обычном освещении, например зеленые надписи на зеленой почтовой марке. Местные отделения американской цензуры подвергали проверке все подозрительные письма, а также проверяли наугад некоторую часть обычной почты. Иногда в течение недели они профильтровывали всю исходящую и входящую переписку какого-либо города. За время войны в ФБР было передано более 4,5 тысяч подозрительных писем. 400 из них представляли определенную оперативную ценность. Проблемы, в которых местные отделения не могли разобраться своими силами, передавались в лабораторию отдела безопасности. Одна из таких проблем заключалась в том, что немецкие агенты расслаивали лист бумаги пополам, писали текст невидимыми чернилами на внутренней поверхности, а половинки затем вновь соединяли между собой. Поскольку чернила оказывались внутри листа, никакой реагент, нанесенный на его внешнюю поверхность, не мог их проявить. Эта уловка была обнаружена лишь после того, как один немецкий агент использовал для своего письма слишком много чернил, и их избыток просочился сквозь бумагу. В декабре 1940 г. один из сотрудников органа цензуры, который англичане создали на Бермудских островах в просторном отеле "Принцесса", обратил внимание на письмо, отправленное из Нью-Йорка в Берлин. Это письмо вызвало подозрение, так как в нем подробно говорилось о морских перевозках англичан и использовались некоторые выражения (например, при описании вооружения кораблей употреблялось слово "cannon"* вместо "gun"), которые наводили на мысль, что автором письма был немец. В конце письма стояла подпись: "Джо К.". В результате наблюдения, установленного с целью выявления других писем, написанных этим же почерком, был обнаружен целый ряд посланий, направленных в Испанию и Португалию. Их язык показался цензорам несколько неестественным. Поэтому они попытались установить, не является ли это признаком тайнописи, и по возможности определить подлинное содержание писем. Среди этих цензоров была Надя Гарднер, молодая женщина с упорным характером, которая пришла к выводу, что в письмах использовались невидимые чернила. Традиционные проверки с помощью химикалий, которые выявляют обычные симпатические чернила, дали отрицательные результаты. Но Надя не отступила. По ее просьбе химики произвели проверку с помощью паров йода (этот метод был изобретен еще в Первую мировую войну), и, к их удивлению, на оборотной стороне листов писем действительно проступил другой текст: "Англичане имеют в Исландии о коло 70 тысяч солдат. Пароход Вилль де Пьеж" потоплен приблизительно 14 апреля. Спасибо... 20 ноября 1940 г. 20 самолетов Б-17" были переданы Англии армией США. Эти послания были написаны раствором пирамидона, который часто применяется как лекарство от головной боли и продается почти в любой аптеке. Другой немецкий разведчик, выявленный английской цензурой на Бермудах, получил смертный приговор. В ноябре 1941 г. у бдительного цензора вызвал подозрение почерк письма, написанного по-испански и отправленного из Гаваны в Лиссабон. Он подверг это письмо обычной проверке с целью обнаружения симпатических чернил. Предположение цензора подтвердилось: было найдено длинное сообщение, в котором перечислялись суда, грузившиеся в порту Гаваны, и затрагивался вопрос о строительстве на Кубе военного аэродрома. Всем цензорам было дано задание разыскивать письма с таким почерком. Вскоре был выявлен подлинный адрес их отправителя в Гаване, написанный симпатическими чернилами. Накопив достаточное количество улик, 5 сентября 1942 г. американская полиция арестовала некого Гейнца Лунинга. Он был послан в Гавану из Германии в сентябре 1941 г. Из отправленных им в Европу 48 писем английские цензоры перехватили 43. Лунинг был расстрелян за шпионаж 9 ноября 1942 г. В послевоенный период, когда между Востоком и Западом опустился «железный занавес», американская разведка для передачи агентурных сообщений активно использовала почтовый канал, по которому письма якобы бытового содержания, между строк заполненные тайнописью, направлялись в подставные, контролируемые разведкой адреса в США и других странах. Формула тайнописи и шифры периодически менялись. Надо было лишь надежно закамуфлировать средства тайнописи и тщательно прятать шифрблокноты. В следственных делах разоблаченных агентов можно прочитать о самых разнообразных камуфляжах. Для нанесения текста существовала специальная бумага. Тайнописные средства камуфлировались под таблетки от головной боли, могли быть вмонтированы в грифель карандаша, зашиты в кончике галстука. У одного меломана средства тайнописи находились на внутренней стороне конверта музыкальной пластинки. Надо заметить, что российская контрразведка довольно легко научилась находить и читать тайнописные агентурные донесения. Горничная одной английской леди при пересечении границы была подвергнута личному досмотру. Когда производившая досмотр женщина-полицейский с восторгом сообщила, что на ягодицах у горничной была обнаружена «тайнопись», последнюю немедленно арестовали, «тайнопись» сфотографировали и отправили на проявление и расшифровку в военную разведку. Выяснилось, что «тайнопись» на ягодицах являлась не чем иным, как отпечатком статьи из газеты «Франкфуртер цайтунг», которой горничная из гигиенических соображений накрыла сиденье унитаза, зайдя в поезде в туалет незадолго до пересечения границы. Основная трудность при применении симпатических чернил была связана с невозможностью обеспечить быструю обработку огромного количества информации, которую приходилось передавать разведчикам. Один из способов стеганографирования информации большого объема состоял в том, что специальным раствором отмечались необходимые буквы в какой-либо газете. В обычных условиях эти отметки были невидимы, но при обработке ультрафиолетовыми лучами они начинали фосфоресцировать. Однако поскольку газеты пересылались со скоростью обычной почты, подобный способ едва ли обеспечивал быструю доставку информации к месту назначения. Совсем недавно секретарша из Америки украла у своего работодателя 793 000 долларов, используя симпатические чернила. Таким образом, она получала необходимую подпись на чеках, а потом меняла указанную сумму денег. Жительнице Нью-Йорка Анамари Джиамброне предъявлено обвинение в мошенничестве и фальсификации документов, за то, что она подделывала банковские чеки. Для начала тридцатичетырехлетняя Анамари, которая работала в компании «Bear Stearns», обзавелась симпатическими чернилами, но ничего не сказала своему боссу об этом приобретении. Этими самыми чернилами секретарша вписывала правильную сумму в чек, а потом давала чек на подпись начальнику, который с кристально чистой совестью ставил свой автограф. Через несколько минут сумма, прописанная секретаршей, исчезала, и Анамари вписывала ту цифру, которая ей была необходима – на этот раз обычной ручкой. В результате фирма несла убытки, но найти виновника до поры до времени не удавалось. Но тщательное расследование обстоятельств пропажи денег привело к секретарской чернильнице. Как только стало ясно, что чернила в ней симпатические, стало очевидно, у кого из сотрудников компании рыльце в пуху. Анамари Джиамброне призналась в своей вине, однако она также сообщила, что подделывала чеки исключительно под давлением, которое на нее оказывал муж, вынуждая свою благоверную зарабатывать таким образом на хлеб насущный. За свои махинации жадная секретарша была осуждена судом Манхэттена на шесть лет тюремного заключения. Процесс употребления хороших симпатических чернил (не говоря об их изготовлении) включает следующие нюансы: - запись ведется на листе бумаги повышенного качества тонким и длинным деревянным острием, пропитанным нужными чернилами (к примеру, зубочисткой или спичкой в обкрутке ватой), тоненьким стерженьком фломастера, либо тонкой кисточкой; главное, чтобы данное "перо" не царапало бумагу; - и до, и после написания лист тщательно разглаживается с обеих сторон по разным направлениям мягкой материей, скрывая тайнопись в поверхностном слое бумаги; - лист с тайнописью обрабатывается паром, а после зажимается между страницами объемной книги и хорошо высушивается. Если на нем появятся следы от "химии" или они будут видны под ультрафиолетовыми лучами - запись бракуется; - если все в порядке - то на листе со скрытой информацией пишут открытое письмо или же некую другую безобидную фактуру (например, стихотворение). Страхуясь от любительских попыток выявить тайнопись случайным образом, можно задействовать различные уловки, включая, скажем, нитрование (вспыхнет при избыточном нагреве) или же выполнение (светодиодом) на записи бумаги "светопером" очень чувствительной к свету бумаге (написанное исчезает на фоне от засветки при освещении дневным светом...). Для проявления тайнописи надо воспользоваться соответствующим реактивом и подобающей методикой. Сам проявитель здесь наносится через касание протирку губкой (ватным тампоном), через обрызгивание из пульверизатора, другим доступно-оптимальным способом. или В температурных вариациях задействуют проглаживание утюгом или нагрев возле электролампочки. В качестве приемлемых чернил для тайнописи можно использовать очень многие из подворачивающихся под руку веществ: лекарства, бытовую химию, отдельные продукты и даже человеческие выделения. Короткий список симпатических чернил подобного рода с упоминанием их проявителя представлен нами ниже. Сухие вещества здесь растворяются в воде или же в спирте, а концентрация состава устанавливается на опыте. 1. Пиво и белое вино - пепел сожженной бумаги (текст слегка увлажняется дыханием...). 2. Сахарная вода и фабричный яблочный сок - пепел бумаги (при увлажнении текста). 3. Яблочный сок (при "макании" в яблоко) и молоко (разбавленное) - нагрев. 4. Сок лука и брюквы - нагрев. 5. Пищевая лимонная кислота - бензилоранж. 6. Пирамидон (в спиртовом растворе) - нагрев. 7. Вяжущие средства для дезинфекции рта и глотки - нагрев. 8. Аспирин - соли железа. 9. Фенолфталеин - всякая разбавленная щелочь (например, гашеная известь...). 10. Квасцы - нагрев. 11. Серная (аккумуляторная) кислота (при 10-15%) - нагрев. 12. Воск (хоть как-то заостренный фрагмент свечи...) - кальция карбонат, или зубной порошок (посыпать и стряхнуть). 13. Стиральный порошок - свет лампы ультрафиолета (например, от пробника валюты...). 14. Слюна - очень разбавленные водой чернила. 15. Моча - нагрев. 16. Кровь - (при изрядном разбавлении) - слабый (0,1%) раствор люминола (1 ч) с двуукглекислой содой (5 ч). Очень удобным способен оказаться иной раз метод так называемого "водяного давления", следуя которому надо смочить водой лист нелинованной бумаги и поместить его на некую стеклянную подложку (например, на зеркало...). На этот лист кладут другой сухой бумажный лист, и затем твердым карандашом или густым стержнем от шариковой ручки пишут необходимый текст. Пока бумага влажная текст будет виден, а как только она высохнет - исчезнет. После того как лист станет сухим, на нем нерастворимыми в воде чернилами пишут какое-либо маскировочное послание. Чтобы сокрытое сообщение появилось, надо всего лишь сунуть лист в любую воду и тут же вытащить его обратно. Если приготовитье слабый раствор хлористой меди и сделать им рисунки на бумаге, то при нагревании бумаги рисунок проявится, а при остывании опять исчезнет. Для изготовления подобной краски можно использовать и следующий состав: 10г хлористого кобальта или 90 мл воды и 2г глицерина. Еще один рецепт секретных чернил включает применение 10%-го водного раствора желтой кровяной соли. Написанные этим раствором буквы исчезают при высыхании бумаги. Чтобы увидеть надпись, надо смочить бумагу 40%-м раствором хлорида железа. Ярко-синие буквы, которые появляются при такой обработке, уже не исчезают при высыхании. Появление букв связано с образованием комплексного соединения, известного под названием "турнбулева синь". Исчезающие чернила можно приготовить, если смешать 50 мл спиртовой настойки иода с чайной ложкой декстрина и отфильтровать осадок. Такие синие чернила полностью теряют цвет через 1-2 дня из-за улетучивания иода. В одном из рассказов о Шерлоке Холмсе преступник руководил своей бандой, посылая из тюрьмы приказы, написанные невидимыми чернилами. Для этого он использовал сок сырого картофеля. Кроме крахмала есть и другие простые средства для тайной переписки, называвшиеся раньше симпатическими чернилами. Этим чернилам посвящена специальная статья в «Энциклопедическом словаре» Брокгауза и Ефрона, причем один из авторов этой статьи - Д.И.Менделеев. Краткое сообщение о невидимых чернилах появилось в английском журнале «Education in Chemistry» (1997, v. 34, № 4, р. 89). Соли многих переходных металлов обесцвечиваются при удалении связанной с ними гидратной влаги. Так, обычный медный купорос СuSO4•5H2О, имеющий характерный голубой цвет, обесцвечивается при полном удалении воды. Следовательно, можно написанный водным раствором сульфата меди (II) текст обесцветить простым нагреванием, а проявить — смачиванием водой. При проявлении лучше действовать газообразным аммиаком или парами над концентрированным аммиачным раствором, поскольку образующийся комплексный ион [Cu(NН3)4] 2+ имеет более интенсивную синюю окраску. Способ неудобен тем, что для обезвоживания гидрата требуется довольно сильный нагрев и есть опасность сжечь или обуглить бумагу. По-иному ведет себя дихлорид кобальта СоСl2. Его гексагидрат СоСl2•6Н2О окрашен очень слабо в бледно-розовый тон, так что написанное водным раствором почти невидимо. При нагревании гидратная вода удаляется, оставляя темно-синий безводный СоСl2. Предполагается, что еще Т.Парацельс в XV в. использовал соли кобальта (возможно, в смеси с солями никеля) для создания «волшебного» рисунка: на зимнем ландшафте при небольшом нагревании проступали зеленые листочки, наступало лето. Первым же, кто описал подобные превращения солей кобальта (в 1737 г.), был французский химик Белло. Проявить написанное нитратом кобальта можно, действуя щавелевой кислотой; при этом получаются голубые надписи и рисунки. Если писать раствором АuСl 3 и проявлять раствором SnСl2, можно получить пурпурные надписи из-за образования так называемого кассиева пурпура (предположительно он содержит коллоидное золото). Для тайнописи можно применять и кислотно-основные индикаторы — вещества, которые обратимо обесцвечиваются при изменении кислотности среды. Чаще других используют тимолфталеин, который в щелочной среде окрашен в синий цвет, а в кислой бесцветен. Чтобы приготовить «чернила», надо тимолфталеин растворить в спирте и добавить небольшое количество NаОН. Таким раствором можно писать, как обычными чернилами. При выдерживании на воздухе надпись постепенно обесцвечивается: NаОН поглощает из воздуха СО2, и щелочность понижается. Исчезнувший текст или рисунок проявляются вновь, если их смочить слабым раствором щелочи или, что лучше, поместить в атмосферу NН3. Описаны чернила из хлорида ртути (II) — сулемы, которые проявляются при взаимодействии с раствором SnCl2: ртуть выделяется в коллоидном виде и имеет бурый цвет. Что же касается крахмала, то эта смесь полисахаридов растительного происхождения - главным образом амилазы и амилопектина - и сегодня производится из картофельной кашицы, из зерен кукурузы, реже - из семян пшеницы и риса. Крахмал содержится также в горохе и бобах. Его окрашивание при действии йода объясняется образованием особых соединений - клатратов. Амилаза дает синие клатраты, а амилопектин - красные.
