Криптология и секретная связь. Сделано в СССР

Послевоенное противостояние СССР и США создало несколько серьезных проблем для дальнейшего развития секретной телефонии. Для понимания этих проблем рассмотрим особенности передачи и приема речи. При разговоре друг с другом без использования канала связи мы воспринимаем речь как звуковые колебания с ограниченным спектром частот приблизительно от 50 до 15 тысяч герц. С целью экономии расходов на средства электросвязи полоса частот стандартного канала связи ограничивается приблизительно до трех килогерц (300–3400 герц). При этом обеспечивается достаточно высокая разборчивость речи и распознавание голоса корреспондента по его индивидуальным признакам.

В 1946 году в США была опубликована статья в журнале «Акустическое Общество» (англ. The Acoustical Society) с описанием анализатора спектра речи. Этот анализатор давал изображение спектра речи по трем координатам: горизонтальной оси (время), вертикальной оси (частота), а энергия в отдельных полосах спектра определялась степенью почернения бумажного носителя. В американском приборе «Саунд Спектрограф» запись осуществлялась на фотобумагу. Приблизительно через два года аналогичные приборы были изготовлены и у нас с записью на электрохимическую и термическую бумагу путем прожигания.

На фотобумаге вся площадь спектрограммы разбивалась на маленькие прямоугольники размером F Ч t, где F — ширина полосы, на которые разбивался весь спектр речи, а t — минимальная длительность отрезка передачи при разбивке ее по времени.

Считаю целесообразным дать описание «мозаичной» системы засекречивания, приведенной в книге Льва Зиновьевича Копелева «Утоли мои печали» (1981). Он вложил в уста начальника Марфинской лаборатории (жаргонное название — шарашка) Антона Михайловича Васильева такое определение, высказанное группе заключенных: «В последние годы применяются сложные системы так называемой мозаичной шифрации. В годы войны ими уже пользовались и наши союзники, и наши противники, и мы. Звуковые сигналы разделяются частотными фильтрами на три или четыре полосы и с помощью магнитного звукозаписывающего диска дробятся по времени. На короткие доли — от 100 до 150 миллисекунд. Шифратор перемешивает эти отрезки. И по проводу идет этакое крошево из визгов и шумов. А на приеме передачу декодируют и восстанавливают первоначальную речь… Такие системы более или менее устойчивы, поскольку противник не может подслушать разговор, пока не создаст аналогичный шифратор-дешифратор… Пока! Но в конце концов создаст. А наша с вами главнейшая, важнейшая задача — достигнуть АБСОЛЮТА».

Что же собой представляла «мозаичная» система шифрования? Узел шифратора, осуществлявший частотные преобразования, переставлял прямоугольники со сторонами F и t по частоте, в некоторых случаях инвертируя спектр частот, а узел временных перестановок переставлял их по времени. Так в основном из «плавной» спектрограммы речи появлялась «мозаичная» картинка. В результате необходимо было решать вопрос восстановления нормальной речи по линейной передаче с естественным исходным положением ее отрезков.

До 1944 года это казалось невозможным — спектрографа не было. Единственным методом оценки стойкости был метод прослушивания линейной засекреченной передачи, где прослушивались двузначные числа, отдельные слова и фразы. Аппараты засекречивания с шифратором обеспечивали необходимую стойкость против такой дешифровки.

Спектрограф при значениях F в сотни герц и t в 60–100 миллисекунд с глубиной временных перестановок в 200 миллисекунд позволял за время, обусловленное сложностью преобразований, осуществляемых шифратором, восстановить исходную картину спектрограммы, т. е. дешифровать передачу.

В СССР группа дешифровки под руководством сотрудника 5-го Управления (шифровально-дешифровального) НКГБ (с 1946 года — 6-го Управления МГБ) Андрея Петровича Петерсона была создана через четыре-пять лет после начала разработок сложных «мозаичных» систем. Первые результаты группа стала выдавать в середине 1944 года.

Используя многошлейфовый осциллограф (как прообраз американского «Саунд Спектрографа») группа начала «раскрывать» аппараты засекречивания один за другим. Итоговым документом явился отчет группы, утвержденный 28 декабря 1945 года. Приведем три главных положения этого отчета:

1. Все аппараты «мозаичного» типа были дешифрованы.

2. Нельзя было увеличить стойкость за счет уменьшения F и t, поскольку резко ухудшалось качество восстановленной речи.

3. Предложено было искать решение задачи создания стойкой аппаратуры двумя путями — усовершенствованием разрабатываемой в 6-м Управлении «мозаичной» аппаратуры РТС, а также использованием вокодера как речепреобразующего устройства.

После выхода отчета с начала 1946 года экспертная дешифровальная группа «бомбардировала» собственное руководство, говоря о необходимости принятия срочных мер для того, чтобы избежать утечки информации, передаваемой по каналам связи.