Американская криптология. История спецсвязи

Это была стойкая шифросистема. Подавляющее большинство систем шифрования были абсолютно стойкими лишь на практике, поскольку криптоаналитик мог найти пути их раскрытия при наличии у него определённого количества шифротекста и достаточного времени для его исследования. Одноразовый же шифроблокнот был абсолютно стойким как в теории, так и на практике. Каким бы длинным не был перехваченный шифротекст, сколько бы много времени не уделялось на его исследование, криптоаналитик никогда не сможет раскрыть одноразовый шифроблокнот, использованный для получения этого шифротекста. И вот почему.

Раскрытие многоалфавитного шифра означало объединение всех букв, зашифрованных с помощью одного шифралфавита, в одну группу, которую можно изучать на предмет выявления её лингвистических особенностей. Методы такого объединения могли быть разными в зависимости от вида «гаммы». Так, метод Казиского заключался в выделении идентично «гаммированных» букв открытого текста при повторяемой «гамме». Связная «гамма» могла быть вскрыта путём взаимного восстановления открытого текста и «гаммы». А «гамма», использованная для зашифрования двух или больше сообщений, поддавалась раскрытию путем одновременного возобновления открытых текстов этих сообщений, причем правильность прочтения одного текста контролировалась читанием другого. Почти для всех разновидностей многоалфавитных шифров был разработан свой метод раскрытия, основанный на их отличительных чертах.

Совсем другой была ситуация с одноразовым шифроблокнотом. В этом случае криптоаналитик не имел отправную точку для своих исследований, поскольку в одноразовой шифросистеме «гамма» не содержала повторений, не использовалась более одного раза, не была связным текстом и не имела внутренние структурные закономерности. Поэтому все методы дешифровки, в той или иной степени основанные на этих характеристиках, не давали никаких результатов. Криптоаналитик заходил в тупик.

Оставался лишь метод тотального испытания. Ведь прямой перебор всех возможных ключей, в конечном счёте, обязательно приводил криптоаналитика к открытому тексту. Однако успех, достигнутый этим путём, был иллюзорным. Тотальное испытание действительно позволяло получить исходный открытый текст. Но оно также давало и каждый другой возможный текст той же длины, поэтому сказать, который из них является правильным, было невозможно.

Вместе с тем, этот совершенный шифр не нашёл широкого применения из-за огромного количества «гамм», необходимых при его использовании. Проблемы, возникающие при изготовлении, рассылке и уничтожении «гаммы», человеку, не осведомлённому во всех тонкостях организации шифросвязи, могут показаться пустяковыми, однако в военное время объёмы переписки становятся очень большими. На протяжении суток может понадобиться зашифровать сотни тысяч слов, а для этого нужно изготовить миллионы знаков «гаммы». И поскольку «гамма» для каждого сообщения должна быть единственной и неповторимой, то её общий объём будет эквивалентен объёму всей переписки за время войны.

Таким образом, практические проблемы не позволили применять одноразовые шифроблокноты в быстро меняющихся ситуациях, например, в ходе проведения военных операций. Этих проблем не существовало в более стабильных условиях: в генеральных военных штабах, дипломатических представительствах или агентурной переписке одноразовые шифроблокноты были достаточно практичными и нашли применение. Однако и здесь возникали непреодолимые трудности, если объём переписки был слишком большим.

Это и случилось, когда Моборн, устроив первое большое испытание шифросистемы Вернама, установил его машины сразу в трёх городах. Даже, при сравнительно небольшом объёме переписки (до 135 коротких сообщений ежедневно) оказалось невозможным изготовить достаточное количество качественной «гаммы». Поэтому, не найдя другого выхода из трудного положения, Моборн стал комбинировать с двумя относительно короткими «гаммами» с целью получения из них более длинной «гаммы», как это сначала и предлагал сделать сам Вернам.

В сентябре 1918 года Вернам отправился в Вашингтон и подал там заявку на патент. Первая Мировая война успела закончиться раньше, чем шифросистема Вернама сумела хоть как-то проявить свои достоинства на практике. Тем не менее, 22 июля 1919 года на неё был выдан патент № 1310719 – важнейший в истории криптологии. Эксперты из вашингтонского патентного бюро признали возможную полезность этого изобретения и в мирное время.

Хотя созданный Вернамом прибор несомненно был ценным результатом творческого инженерного мнения талантливого изобретателя, в коммерческом плане он испытал полный «провал». Телеграфные компании и коммерческие фирмы, которые, по мнению «AT&T», должны были массово закупать запатентованные шифроприставки Вернама к своим телетайпам, отдавали преимущество старомодным кодам, существенно снижавшим длину сообщений, тем самым уменьшая телеграфные расходы и одновременно обеспечивая хоть какую-то, даже небольшую, безопасность переписки.