Европейская криптология. История спецсвязи

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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