Американская криптология

Как выяснилось впоследствии, специалисты Почтового ведомства фашистской Германии в течение длительного времени осуществляли перехват и запись радиотелефонных переговоров, которые засекречивались «А-3», со станции радиоперехвата, расположенной в Нидерландах. В результате немецкой дешифровальной службе удалось в 1941 году раскрыть принцип засекречивания телефонных разговоров в системе «А-3». Это позволило немецкой разведке регулярно получать дешифрованные записи переговоров, которые вели Президент США Ф. Рузвельт, Премьер-министр Великобритании У. Черчилль, Министр иностранных дел Великобритании А. Иден, помощник Президента США Р. Гопкинс, американский генерал М. Кларк и другие.

Переведённые с английского на немецкий язык тексты дешифрованных переговоров высокопоставленных лиц США и Великобритании докладывались командованием немецкой разведки непосредственно Адольфу Гитлеру, а также другим руководителям Третьего рейха.

Кроме того, отсутствие в распоряжении командования Вооруженных сил США надёжной засекреченной радиотелефонной связи, способной без задержек довести до соответствующих инстанций имеющуюся информацию, было косвенной причиной наибольших потерь, которых испытали США в результате внезапного массированного удара японской авиации по наибольшей военно-морской базе США на Гавайских островах «Пёрл-Харбор».

К концу 1941 года Япония развернула подготовку для захвата Индонезии, а также американских и британских владений на Тихом океане. При этом временное японское правительство вело диалог с правительством США об урегулировании японско-американских отношений. Эти переговоры имели целью усыпить бдительность США и выиграть время для подготовки внезапного удара по базам американского флота на Тихом океане.

Воскресным утром 7 декабря 1941 года начальнику штаба Армии США Д. Маршаллу стало известно о решении японского правительства прервать японско-американские переговоры. Побаиваясь, что его телефонный разговор по системе «А-3» с командованием вооруженных сил на Гавайских островах может быть перехвачен и дешифрован японской разведкой, Д. Маршалл распорядился зашифровать информацию о возможном нападении Японии на американские базы и передать её по радиотелеграфному каналу связи.

Поскольку шифрование и дешифровка информации осуществлялись вручную и требовали значительного времени, телеграмма была получена адресатом уже после того, как японская авиация нанесла массированный удар по Пёрл-Харбору. В результате из восьми линкоров, стоявших на рейде Пёрл-Харбора, пять были потоплены, а три — повреждены. Всего из строя было выведено восемнадцать кораблей, а флот потерял несколько тысяч человек.

Реально оценивая недостатки и ограниченные возможности системы «А-3», специалисты американской телефонной компании «Bell Telephone Laboratories» ещё в октябре 1940 года приступили к проведению исследований по созданию такой аппаратуры засекречивания телефонных переговоров, которая бы позволяла вести секретные разговоры, не боясь раскрытия дешифровальной службой противника. В качестве одного из новых методов «закрытия» рассматривалась маскировка речевых сигналов шумом.

Суть предлагаемого метода заключалась в том, что на передающей стороне радиолинии аналоговый речевой сигнал смешивался с псевдошумовым сигналом, а на приёмной стороне (в результате вычитания из принятого сигнала точной копии псевдошумового сигнала) происходило восстановление исходного речевого сообщения.

Основная сложность практической реализации данного метода заключалась в том, что маскировка речевого сигнала требовала достаточно высокого отношения сигнал/шум, что существенно осложняло его восстановление во время приёма.

Одновременно компанией «Bell Telephone Laboratories» проводились исследования по оценке возможности применения в интересах засекречивания телефонных разговоров «вокодера» (англ. vocoder — voice coder — голосовой кодировщик). Вокодер был создан американскими инженерами для сжатия полосы частот передаваемого речевого сигнала. Это устройство определяло основные параметры сигнала, кодировало их и передавало модулируемый радиосигнал в эфир в более узкой по сравнению с обычным телефонным сигналом полосе частот.

На приёмной стороне радиолинии осуществлялось декодирование параметров принятого сигнала и синтезирование на их основе специальным генератором исходного речевого сообщения, но поскольку звучание синтезированного языка на приёмной стороне лишь отдалённо напоминало голос, говорившего на передающей стороне радиолинии, вокодерная телефония в начале 1940-х годов широкого распространения не получила.

Анализ принципов функционирования вокодера натолкнул американских инженеров на мысль использовать при создании аппаратуры защиты телефонных переговоров принципиально новый метод, который заключался в шифровании речевых сигналов, предварительно преобразованных в цифровую форму.