Европейская криптология. История спецсвязи

24 декабря 2013 года королева Великобритании Елизавета ІІ даровала посмертное помилование Алану Тьюрингу, воспользовавшись королевской прерогативой помилования в связи с ходатайством министра юстиции Кирса Грейлинга. Этому событию предшествовала широкая общественная кампания с требованием помилования, в которой участвовали многие видные учёные и общественные деятели, в том числе физик Стивен Хокинг.

Успеху британских криптоаналитиков способствовали также ошибки немецких шифровальщиков. Так, в начале 1940 года спецгруппа английской полиции, которая занималась прослушиванием радиоэфира для выявления возможных нацистских шпионов на территории острова, случайно «выловила» необычную шифрованную немецкую радиопередачу.

Этот материал радиоперехвата был передан аналитикам английской криптослужбы, которые в то время уже занимались в условиях наистрожайшей секретности раскрытием и чтением немецкой переписки, осуществлявшейся с помощью шифромашин «Энигма». Неизвестный шифр совсем не напоминал «Энигму», но чрезвычайно заинтересовал британских криптоаналитиков, поскольку имел признаки потокового шифрования (хотя тогда это называлось иначе), а значит, можно было поискать в эфире одноключевые комплекты и попробовать их прочитать.

Целеустремлённые поиски вскоре привели к успеху, комплекты действительно удавалось изредка находить и частично раскрывать, однако и этого хватило, чтобы понять, что шифропереписка относилось к высокому уровню военного командования вермахта. Но, к сожалению, не зная конкретного устройства криптосистемы, дальше английским криптоаналитикам продвинуться никак не удавалось.

И вдруг «фортуна» преподнесла подарок. 30 августа 1941 года один из немецких шифровальщиков совершил ошибку — дважды на одном ключе передал длинную (около 4 тысяч 5-битовых знаков кода Бодо) телеграмму, причём во второй раз, немного сокращая текст, поскольку при запросах приёмной стороны на повторную передачу послания приходилось опять набивать вручную. Делать подобные вещи, то есть применять тот же ключ для неидентичных текстов, было категорически запрещено шифровальщикам всех стран. Однако это было сделано, а противник всегда был наготове.

Служба английского радиоперехвата зафиксировала обе передачи, а аналитики, поняв, какой ценный улов попал в этот раз, старательно «раскрыли» шифросообщение. В результате была не только полностью прочитана телеграмма, но — что главнее всего — с высокой точностью возобновлена огромная, длиной почти в 20 тысяч бит шифрующая последовательность. Английские аналитики не имели ни малейшего понятия, какой это был шифратор, но они уже точно знали, какой шифрующий поток он производил. Этот шифрованный обмен в дальнейшем они назвали «Рыбой» (англ. Fish).

То, что произошло дальше, было примером редкого сочетания небывалой удачи, гениальных прозрений математиков и мастерства конструкторов-инженеров. Математикам на основе раскрытой последовательности удалось полностью восстановить достаточно нетривиальную схему неизвестного шифратора (12 шифродисков с разной длиной периода и сложным законом вращения).

Настоящее немецкое название шифратора «Lorenz Schlusselzusatz», условно названную британцами «Тунцом» (англ. Tunny), и его внешний вид стали известными намного позже, в самом конце войны. Таким же сложным немецким шифратором была и машина Т-52 «Geheimschreiber» компании «Симменс и Галльске», условно названную британцами «Осетром» (англ. Sturgeon).

Двум британским дешифровщикам Джону Тильтману (1894–1982) и Биллу Тьюту (1917–2002) удалось отыскать изъяны в способе использования шифра Лоренца — те слабые места, которыми сумели воспользоваться в Блетчли-Парке и благодаря этому прочитать переписку Гитлера.

Для дешифровки сообщений, зашифрованных шифром Лоренца, было нужно осуществлять перебор вариантов, сравнивать их, проводить статистический анализ и на основании полученных результатов давать оценку, — ничего подобного «бомба» Тьюринга делать не могли. Она могла с огромной скоростью решать определённую задачу, но не имела достаточной гибкости, чтобы справиться со сложным шифром Лоренца. Способ механизации криптоанализа шифра Лоренца предложил Макс Ньюмэн (1897–1984), математик из Блетчли-Парка.

В исследовательском центре Управления почт и телеграфа в Доллис-Хилл (Северный Лондон) инженер Томми Флауэрс (1905–1998) по чертежам Ньюмена потратил пять месяцев, чтобы создать машину «Хит Робинсон» (англ. Heath Robinson), которую в июне 1943 года передал в Блетчли-Парк. Название машины было связано с именем американского мультипликатора, который рисовал юмористические сложные механические устройства.

Однако машина была малоскоростной и ненадёжной, поэтому совместная работа Флауэрса и Ньюмэна над решением проблемы дешифровки «Тунца» не прекращалась. Постоянно совершенствуя своё устройство, они уже в декабре 1943 года создали электронно-цифровую машину, которая получила название «Колосс» (англ. Colossus).