Реклама на сайте

Наши партнеры:

Ежедневный журнал Портал Credo.Ru Сайт Сергея Григорьянца

Agentura.Ru - Спецслужбы под контролем

© Agentura.Ru, 2000-2013 гг. Пишите нам  Пишите нам

Криптографическая деятельность в Швеции. От викингов до Хагелина

Л. С. Бутырский, Ю. И. Гольев, Д. А. Ларин, к. т. н. Н. В. Никонов, Г. П. Шанкин, д. т. н., профессор /В рамках совместного проекта с журналом "Защита информации. Инсайд"/

Этой статьей наш журнал открывает цикл публикаций, рассказывающих об истории криптографии в Швеции – стране, вклад которой в мировую криптологическую науку смело можно причислить к числу наиболее весомых.

С начала ХХ века Швеция придерживается политики нейтралитета. Шведское государство не участвовало ни в Первой, ни во Второй мировых войнах. Тем не менее, шведы уделяют огромное внимание вопросам обеспечения национальной безопасности.

Криптографией в Швеции занимались с древних времен. Тогда в Скандинавии использовалось руническое письмо. Руны (то есть знаки древнескандинавского алфавита) были разбиты на три группы по восемь штук в каждой (рис. 1). Основная система шифрования представляла собой шифр замены – каждой руне соответствовали два знака шифртекста (обычно косые черточки разной длины). Число черточек сверху обозначало номер группы, а снизу – номер руны в группе. Встречались и усложнения этой системы, например руны в группах перемешивались (рис. 2).

До наших дней сохранился памятник древней шведской криптографии – рёкский камень. Этот камень высотой более 4 метров находится на кладбище деревни Рёк. На нем нанесено 770 зашифрованных рун. Встречаются шифрованные рунические надписи и в других регионах Швеции [17], [23].

Несмотря на то, что позднее в странах Скандинавии стала применяться латинская азбука, руническое письмо использовалось до XIХ века. Однако в XVI–XVIII веках весьма немногие люди знали рунические алфавиты, поэтому руническая запись даже без шифрования обеспечивала сохранение тайны переписки. В частности руны для защиты информации использовал шведский генерал Якоб де ла Гарди во время тридцатилетней войны (1618–1646 годов).

В XVI–XVIII веках Швеция играла активную роль в европейских делах, а ее армия в этот исторический период участвовала в ряде крупных войн. Разумеется, в этих условиях задача обеспечения безопасности связи стояла весьма остро – шифрование применялось для защиты и дипломатических, и военных сообщений. Так, в 1676 году, за несколько дней до сражения между шведской и датской армиями под городом Лунд, шведский король Карл ХI отправил генералу Фабиану фон Ферсену шифрованное письмо со своими соображениями по стратегии и тактике войск в предстоящей битве. Благодаря этой информации шведы одержали победу в сражении, ставшем одним из самых кровавых в истории Скандинавии.

В этот период шведская шифрпереписка подвергалась атакам дешифровальщиков различных стран. Вот один пример.

Многим читателям известно имя знаменитого английского писателя Д. Дефо – автора книги об искателе приключений Робинзоне Крузо.

Но далеко не все знают, что Дефо был одним из крупнейших профессионалов секретной службы Великобритании того времени. Он осуществлял серьезные разведывательные операции, собирал важные сведения в интересах английского двора. В начале XVIII века якобиты (сторонники свергнутого короля Якова II) замышляли восстание против правящего короля Георга I. Шведский король Карл XII был сторонником якобитов и оказывал им поддержку. Британские правительственные агенты проникли в резиденцию шведского посла графа Юлленборга и нашли там немало «уличающих» документов, в том числе и личную переписку посла. В организации этой акции принимал участие Д. Дефо. Шведский король Карл XII стал мишенью для враждебных выпадов со стороны англичан, а Дефо составил проект «обуздания» всех шведов, не исключая их короля. Шведы использовали характерные для Европы того времени шифры, но наряду с ними были и оригинальные системы шифрования.

В 1786 году шведский специалист Фредерик Грипенстерна преподнес королю Густаву III свое изобретение, уже в XVIII веке получившее у шведов название «шифрмашина». В Швеции считается, что это был первый в мире шифратор. Мы не будем здесь оспаривать справедливость такого первенства, а перейдем к описанию устройства. Машина состояла из 57 колец, которые в сменяемом порядке располагались на общей оси. Эта конструкция помещалась в цилиндрический корпус. На одной стороне каждого колеса были нанесены буквы шведского алфавита в их естественном порядке. На другой стороне наносились числа из множества {00, 01, …, 99}. На каждом колесе имелось 29 чисел (по числу букв шведского алфавита). Эти числа являлись независимой (без повторений) выборкой из описанного множества. На разных колесах выборки были независимыми, то есть одно и то же число могло появиться на разных колесах. На каждой стороне корпуса вдоль оси цилиндра прорезалась щель, через которую можно было видеть строку из 57 символов.

Одна сторона цилиндра использовалась для набора открытого текста, другая – для считывания шифрованного.

Перед началом работы колеса (которые могли вращаться на оси независимо друг от друга) устанавливались в исходное положение таким образом, чтобы буквы алфавита и числа шифробозначений находились каждые на своей стороне. Каждую из сторон машины обслуживал свой оператор. При шифровании один из них путем вращения колес набирал открытый текст (57 букв). После этого второй на своей стороне считывал 57 соответствующих чисел шифрованного текста. При расшифровании роли менялись: один оператор набирал строку из чисел шифртекста, а другой – считывал открытый текст. Следующие 57 букв шифровались по тому же принципу и т. д. [23].

Описанная шифрмашина по своей конструкции и принципу функционирования очень напоминает американский дисковый шифратор Джефферсона1, также изобретенный в конце XVIII века. И это далеко не единственный в истории криптологии пример того, что никак не связанные друг с другом создатели шифртехники из разных стран независимо друг от друга приходили к схожим решениям. Кроме того, в Швеции велись работы в области криптоанализа, при этом использовались агентурные методы проникновения в криптографические секреты противника.

Приведем пример.

В январе 1664 года шведский представитель в Москве в донесении своему королю писал о том, что у него появился тайный и ценный осведомитель. Он отмечал: «Оный субъект, хотя и русский, но по своим симпатиям добрый швед… обещался и впредь извещать меня обо всем, что будут писать русские послы и какое решение примет Его царское Величество…».

Столь важным осведомителем был Г. К. Котошихин, служащий Приказа тайных дел (или Посольского приказа). Это ведомство занималась, в том числе, и вопросами криптографической защиты дипломатических сообщений. Котошихин получал скромное денежное содержание, но весьма добросовестно выполнял свои служебные обязанности. Однако за небольшую ошибку в царском документе (неточное именование царских регалий) по высочайшему указу был «бит батогами».

Обида на царя и недостойное материальное содержание толкнули Котошихина на сторону шведов – тогдашних противников России. Те щедро оплачивали информацию, представляемую своим новым агентом.

Однако вскоре он был вынужден бежать в Швецию, где прожил однако недолго. В 1667 году Котошихин был казнен по приговору местного суда за умышленное убийство шведского подданного [6, 7, 9].

При Петре I для защиты военных секретов в России использовали весьма оригинальные способы передачи информации. При осаде шведами Полтавы в июне 1709 года (за месяц до знаменитого сражения) гарнизон города общался с основными силами русской армии при помощи шифрованных писем, которые помещались в полые ядра и выстреливались из пушек, так как другие способы связи с осажденным гарнизоном были невозможны. При этом для подтверждения получения письма использовалась особая сигнализация. 19 июня 1709 года комендант Полтавы А. С. Келин получил от Петра I шифрованное письмо (для надежности оно было отправлено в шести экземплярах), в конце которого были такие слова: «Когда сии письма получите, то дайте в наши шанцы сегодня знак, не мешкав, одним великим огнем и пятью пушечными выстрелами рядом… что вы те письма получили» [13].

Российские спецслужбы также предпринимали попытки проникновения в шведские криптографические секреты. Так, в середине XVIII века русский посланник в этой стране барон Корф получил доступ к секретной информации, в том числе к открытым текстам дипломатической шифрованной переписки Швеции. Однако через некоторое время, почувствовав наличие канала утечки, шведы усилили защиту переписки своего МИДа [9].

При добыче информации российская сторона иногда применяла самые жесткие меры. В 1738 году главными политическими противниками России были Швеция (на севере) и Турция (на юге). Российский двор, опасаясь создания их союза, был обеспокоен слухами о переговорах между этими странами. Императрица Анна Иоанновна повелела принять все возможные меры для получения соответствующей информации. В ту пору командующим русскими войсками на юге был фельдмаршал Б. К. Миних. Под его началом служил полковник Х. фон Манштейн. Приведем выдержку из еговоспоминаний.

«Предосторожности русского министерства, принимаемые против шведских интриг, доходили до самых насильственных мер и даже до смертоубийства на большой дороге... Ходили слухи о заключении между Швецией и Портою (Турцией – авт.) договора. Русский посол в Стокгольме Бестужев уведомил, что в Константинополь послан майор Цинклер с тем, чтобы доставить оттуда ратификации договора. Тотчас после получения этого известия, граф Миних послал офицеров с несколькими унтер-офицерами в Польшу». По другим данным информация о Цинклере была получена от агентуры российской разведки в Швеции.

Офицеры получили приказ любой ценой перехватить майора и забрать имеющиеся у него документы. Посланцы Миниха поставленную перед ними задачу выполнили, при этом Цинклер был убит.

Однако в бумагах Цинклера не оказалось почти ничего интересного, и после изучения их отправили по почте в Гамбург, а откуда переслали в Швецию. Там убийство Цинклера вызвало бурю негодования. По этому поводу Манштейн пишет: «Российская императрица (Анна Иоанновна – авт.) отреклась от этого ужасного дела, торжественно объясняя, что она об этом ничего не знала... А для того, чтобы сами убийцы не проговорились, их всех арестовали и сослали в Сибирь, где они несколько лет провели в остроге. Императрица Елизавета, вступив на престол, приказала их выпустить и приписать к гарнизонным полкам далеко во внутренность России... Это верно, что императрица не знала о распоряжении, сделанном относительно Цинклера, и что большую часть происшедшего от нее скрыли, даже по учинении убийства. Всем делом распоряжались герцог Курляндский, граф Остерман и фельдмаршал Миних» [8, 13].

Несколько позже информацию о попытках создания союза между Швецией, Польшей и Турцией удалось получить из другого источника.

Одному из тогдашних руководителей российской разведки и контрразведки И. И. Неплюеву стало известно о подкупе турками киевского воеводы. С помощью внедренной в окружение изменника агентуры были получены копии шифрованных посланий последнего, затем прочитанные российскими криптоаналитиками. В них-то и содержалась вышеупомянутая политическая информация. Позже Неплюеву удалось завербовать одного из шведских агентов, работавших на Украине – капитана Болгорда. Тот сообщил русским имена еще четырех шведских разведчиков, работавших в данном регионе, характере их заданий и способах связи [13].

Продолжали россияне охотиться за шведскими криптографическими секретами и в ХХ веке. В 1904 году сотрудниками «Специального отделения о разведке военного шпионства», созданного в МВД Российской Империи, агентурным путем был добыт шведский дипломатический шифр2. Также в июле – августе 1904 года отделение установило наблюдение за шведским морским атташе Г. Ф. Крааком и контроль его переписки. В результате были зафиксированы частые встречи Краака с американцем X. Бергом, который по заданию Морского министерства России заведовал постройкой подводной лодки на Балтийском судостроительном заводе. Перлюстрация же донесений шведского морского агента показала, что ему известны некоторые секретные сведения, источником которых является Берг.

В результате правительство отказалось от услуг американца, которому не помогли его особо доверительные отношения с великим князем Александром Михайловичем, ведавшим вооружением вспомогательных судов флота [10].

Шведы тоже предпринимали попытки силового захвата русских шифров, но далеко не всегда они завершались успехом.

Следующий исторический эпизод произошел около входа во фьорды у берегов Финского и Ботнического заливов. Со времен первых русских побед над шведами при Гангуте, Гренгаме и Ревеле скандинавы не переставали думать о реванше. Война часто возвращалась в прибрежные лабиринты Финляндии. Понадобились особые боевые корабли – узкие, приспособленные к движению на веслах. Кроме судов типа галер появились еще и шхерные фрегаты, имевшие плоскодонный корпус, 20 пар весел, 24–30 орудий среднего калибра и 250 человек команды.

В составе русского шхерного флота имелся корабль под названием «Сторн-Биорн». Фрегат был захвачен у шведов, и старое название менять не стали. 7 августа 1808 года он в паре с другим русским кораблем стоял в одном из фьордов. Ночью «Сторн-Биорн» подвергся внезапному нападению многочисленных абордажных партий шведов, в итоге завладевших судном. В неравном бою пали командир и все офицеры. На ногах остался самый молодой из них – восемнадцатилетний мичман В. Ф. Сухотин. Несмотря на тяжелое ранение, ему удалось прорвать кольцо наседавших врагов, добраться до своей каюты и запереться в ней. Требование открыть дверь осталось без ответа. Тогда шведы начали взламывать дверь и стрелять через нее из пистолетов и ружей. В это время мужественный русский офицер уничтожал документацию и сигнальные книги, в которых был записан свод секретных переговорных сигналов кораблей русского флота. Когда шведы ворвались в каюту, юноша, получивший во время боя одно ножевое и пять пулевых ранений, был уже мертв. Вскоре огонь со второго русского корабля заставил неприятеля бросить захваченное судно и отступить.

В начале XX века в Швеции разработкой шифраторов занимался Арвид Герхард Дамм, начинавший свою карьеру в качестве инженера в текстильной промышленности. С юных лет он очень увлекался механикой и изобретательством. Интерес к шифровальному делу пробудился у Дамма под влиянием его брата, криптоаналитика-любителя, преподававшего математику в средней школе в шведском городе Евле. Дамм разработал шифрмашину, и ему удалось сообщить о своем изобретении своему знакомому, работавшему в шведском посольстве в Берлине, который и организовал встречу изобретателя с капитаном 3-го ранга Олафом Гюльденом, начальником Королевского морского училища в Стокгольме. В 1915 (согласно другим данным – в 1916) году Гюльден и Дамм основали фирму Aktiebolaget Cryptograph. Компаньоны собирались продавать ряд шифровальных машин, спроектированных Даммом после Первой мировой войны.

Шифровальное устройство, изобретенное Даммом (патент № 52 279 от 10 октября 1919 года), было двухдисковым: два шифрдиска вращались над и под горизонтальной неподвижной пластиной. Движением шифрдисков управляли зубчатые колеса, которые позволяли поворачивать их на различное количество позиций для каждой буквы открытого текста. Хотя шифрующий механизм оказался громоздким, сложным и никогда не был построен, А. Дамма наряду с американцем Эдвардом Хьюго Хеберном, запатентовавшим свое устройство в 1917 году, датчанином Хьюго Александром Кохом и немцем Артуром Шербиусом, можно считать изобретателем шифровального диска, то есть основоположником целой эпохи в криптографии. Огромное количество дисковых шифраторов различных моделей использовалось в разных странах в 1920–1960 годы, а в некоторых дисковые машины применяли и в более поздние времена [5].

Безусловно, наибольший из шведских специалистов вклад в мировую криптографию внес Борис Цезарь Вильгельм Хагелин. Он родился 2 июля 1892 года на Кавказе, где некоторое время работал его отец, который был управляющим российским отделением нефтедобывающей компании Альфреда Нобеля, изобретателя динамита и учредителя знаменитой Нобелевской премии. В течение нескольких лет Борис учился в Санкт-Петербурге, а затем отправился в Швецию, где в 1914 году закончил Королевский технологический институт в Стокгольме, получив диплом инженерамеханика. Затем шесть лет работал в шведском филиале американской компании General Electric, а потом около года провел в США на службе в компании Standard Oil.

Борис проявлял тягу к изобретательству, увлекался техникой. В круг интересов молодого Хагелина входила и криптография. Последней он уделял повышенное внимание. В 1920 году Хагелин сумел создать первый в мире электромеханический шифратор. В нем имелись клавиатура и индикаторные лампы для набора и вывода открытых и шифрованных текстов. В 1921 (по другим сведениям в 1922) году отец Бориса Цезарь Хагелин и племянник Альфреда Нобеля Эммануэль устроили его в фирму AB Cryptograрh, основателем которой, как говорилось выше, был А. Дамм, а Ц. Хагелин и Э. Нобель являлись основными акционерами. Борис, фактически, представлял интересы главных акционеров предприятия. Придя на фирму Дамма, Б. Хагелин активно включился в работу по созданию новых шифрмашин с приемлемыми для потенциальных потребителей размерами, ценой и криптографической стойкостью.

Первым крупным успехом Б. Хагелина стала модификация одного из дисковых шифраторов, разработанных Даммом. В 1925 году он узнал, что Генеральный штаб Швеции решил ознакомиться с немецким шифратором «Энигма». К этим шифрмашинам внимание шведских вооруженных сил привлекла одна немецкая компания, собиравшаяся заняться их поставками в Швецию при условии одобрения устройства шведской стороной. Xагелин сообщил штабу, что фирма, в которой он работает, готова разработать и предложить более подходящую шифрмашину шведского производства. Для выполнения этой работы военными было выделено 6 месяцев.

Изготовление опытного образца шифратора, получившего название «В-21», обошлось фирме AB Cryptograрh в 500 шведских крон (примерно 110 долларов в то время). Дамм весьма критически отнесся к работе своего коллеги, а вот шведские военные осталась довольны «В-21» и в 1926 году сделали крупный заказ на ее поставку. Хагелин выиграл соревнование с «Энигмой», и для последней путь в Швецию был закрыт. После смерти в начале 1927 года Дамма Б. Хагелин возглавил фирму, которая получила название Aktibolaget Cryptoteknik.

Он сосредоточил свои усилия на создании шифраторов с возможностью печати шифртекста. В «В-21», как и в шифраторе «Энигма», использовались электрические лампочки, которые загорались, отмечая текущую зашифрованную букву при наборе буквы открытого текста на клавиатуре. Для стационарного использования была создана модификация «В-22», предусматривавшая возможность подключения к стандартным электромеханическим пишущим машинкам, так что шифрованный и расшифрованный тексты автоматически распечатывались.

Однако получившееся в результате шифровальное устройство оказалось слишком громоздким. Поэтому вскоре Хагелин решил объединить в одной машине и печатающий, и шифрующий механизмы.

Позднее, в 1932 году Франция объявила конкурс на разработку шифратора для своей армии. Эта система должна была стать настолько компактной, чтобы помещаться в карман армейской шинели и применяться непосредственно на поле боя. Кроме того, шифратор следовало снабдить независимым печатающим устройством. Уже имевшиеся шифраторы не отвечали этим требованиям, поэтому принявший это предложение Хагелин создал компактное устройство «В-211».

Рассмотрим криптографические принципы работы шифратора.

Предварительно буквы алфавита открытого текста записываются в таблицу размером 5W5 (одна буква с наименьшей частотой встречаемости выбрасывается, для шведского языка – буква W). Порядок записи алфавита в таблицу может быть различным и являться дополнительным ключевым параметром. Каждая буква открытого текста представляется парой чисел, задающих положение буквы в соответствующей таблице по горизонтали и вертикали.

Процесс шифрования буквы заключается в шифровании каждой координаты в отдельности, осуществляемом двумя роторами, реализующими преобразования коммутации. Угловые положения роторов отмечаются соответствующей буквой латинского алфавита от А до К (без J) – всего 10 позиций.

Роторы «В-211» отличаются от роторов в «Энигме». Вместо 26 входов и 26 выходов (как в «Энигме») в «В-211» каждый ротор содержит 5 входных контактов и 10 выходных.

Таким образом, формируется одна из двух возможных коммутаций для каждого ротора при текущем угловом положении в зависимости от четности такта шифрования. Вращением роторов управляют четыре штифтовых колеса, имеющих различное число угловых положений: 23, 21, 19 и 17.

Угловым положениям колес соответствуют буквы латинского алфавита:

  • для 1-го – от A до Х;
  • для 2-го – от A до V;
  • для 3-го – от A до T;
  • для 4-го – от A до R.

    На каждом колесе имеются штифты (стержни), соответствующие каждому угловому положению колеса, которые могут находиться либо в рабочем, либо в нерабочем положении. В текущем такте шифрования штифты всех колес, влияющих на движение роторов, формируют текущую штифтовую комбинацию.

    Колеса 1 и 2 (с периодом обращения 23 и 21) управляют движением первого ротора по следующему принципу: если один из двух или оба штифта в текущей штифтовой комбинации этих колес находятся в рабочем положении, то первый ротор после зашифрования буквы открытого текста сдвигается на один шаг, иначе простаивает.

    Аналогичным образом движением второго ротора управляет третье и четвертое колеса. В результате движение роторов становится нерегулярным, в отличие от регулярного, последовательного движения соответствующих роторов в «Энигме». После шифрования каждой буквы колеса сдвигаются на одну позицию. Полный период колес равен 23 W 21 W 19 W 17 = 156 009.

    Начальное положение роторов и колес является сеансовым ключом и определяется набором из шести букв латинского текста: две первые буквы – для определения начальных угловых положений роторов, остальные – для положений колес. Процесс расшифрования является обратным процессу зашифрования. При этом специальная ручка на шифраторе переводится в положение «расшифрование».

    Этот шифратор весил около 17 кг, работал со скоростью 200 знаков в минуту и помещался в деревянном футляре размером с большой портфель.

    Конечно, до «карманных размеров» было еще далеко, но, тем не менее, в первой половине 1930-х годов это был самый компактный печатающий шифратор [5, 20, 23].

    Созданная Хагелином шифрмашина соответствовала потребностям французской армии того времени и была поставлена ею на вооружение. Возможно, некоторое количество этих машин было продано в СССР или хотя бы предложено для ознакомления. Во всяком случае, на сайте [23] представлена фотография «В-211» с русскоязычной клавиатурой.

    В 1934 году французский генеральный штаб уточнил задачу. Хагелина попросили создать «карманную» шифрмашину. Изобретателю удалось выполнить поручение – разработать компактный механический печатающий шифратор, пригодный для использования в полевых условиях, причем для работы с ним было достаточно одного человека. В результате появился шифратор, названный «С-35».

    Его механическую схему можно условно разделить на три блока: наборно-печатающий, блок вращающихся колес и барабан с линейками.

    Наборно-печатающий блок позволяет выставлять букву открытого текста и считывать ее шифрованный эквивалент с возможностью печати его на бумажную ленту.

    Блок вращающихся колес представляет собой пять колес с различным периодом обращения, соответствующим числу их угловых положений, помеченных буквами латинского алфавита (буква W удалена из алфавита):

  • 25 для первого: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V X Y Z;
  • 23 для второго: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V X;
  • 21 для третьего: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U;
  • 19 для четвертого: ABCDEFGH I J K L M N O P Q R S;
  • 17 для пятого: A B C D E F G H I J K L M N O P Q.

    После каждого такта шифрования все колеса сдвигаются на одну позицию. В связи с тем, что периоды обращения колес – попарно взаимно простые числа, полный период обращения всех колес равен 17 W 19 W 21 W 23 W 25 = 3 900 225.

    То есть, если при начале процесса шифрования угловым положениям колес соответствовало «А А А А А», то данная комбинация впервые появится снова через 3 900 225 тактов работы шифратора.

    На каждом колесе имеются специальные штифты, количество которых соответствует числу угловых положений колеса. Каждый штифт может быть выдвинут либо вправо и являться «нерабочим» (считаем, что при этом значение данного штифта равно «0»), либо влево и стать «рабочим» (значение штифта соответствует «1»). Расположение штифтов на колесах образует долговременный ключ шифратора.

    Над каждым штифтовым колесом с левой стороны располагаются специальные рычажки. Если на данном колесе в текущей штифтовой комбинации штифт находится в рабочем положении (значение штифта равно «1»), то соответствующий рычажок выдвигается вверх. Штифты колес, находящиеся в верхней позиции, образуют так называемую текущую штифтовую комбинацию, представляющуюся двоичным вектором, например «10101».

    Барабан с линейками состоит их двух дисков, соединенных двадцатью пятью стальными прутьями – линейками. На каждой линейке напротив колес находятся неподвижные зажимы – рейторы. Расположение рейторов на линейках в шифраторе «С-35» строго фиксировано:

  • на первой линейке – напротив 1-го колеса (всего 1 рейтор);
  • на второй и третьей линейках – напротив 2-го колеса (всего 2 рейтора);
  • на четвертой – седьмой линейках – напротив 3-го колеса (4 рейтора);
  • на восьмой – пятнадцатой линейке – напротив 4-го колеса (8 рейторов);
  • на шестнадцатой – двадцать пятой линейках – напротив 5-го колеса (10 рейторов).

    Нажатие на рукоятку шифратора с правой стороны приводит к вращению барабана с линейками.

    При этом рейторы, имеющие специальные скосы, соприкасаются с выдвинутыми рычажками и перемещают линейку, на которой они располагаются, влево. Выдвинутые таким образом линейки образуют шестеренку с переменным числом зубьев, которая, в свою очередь, через шестереночно-передаточный механизм приводит к вращению колеса наборно-печатающего блока на определенное, произвольное число угловых положений. Таким образом, рассматриваемый шифратор являет собой механический пример шифра гаммирования. Поскольку число рейторов фиксировано, сдвиг колеса может изменяться от 0 (если текущая штифтовая комбинация является нулевым вектором) до 25 (при единичном штифтовом векторе). После такта шифрования все колеса блока штифтовых колес сдвигаются на одну угловую позицию и появившаяся новая штифтовая комбинация выдвигает соответствующие рычажки.

    Инициализация шифратора заключается в установке «рабочих» и «нерабочих» штифтов на колесах (долговременного ключа) и выставлении их начальных угловых положений, которым соответствует пятиграмма букв латинского алфавита, расположенных на колесах (разовый ключ, как правило, был свой при шифровании каждой телеграммы). Для демонстрации и лучшего понимания функционирования шифратора обратимся к рис. 3, на котором в каждом такте шифрования телеграммы с содержанием «Enemy of battalion strength advancing along eastern railway» показаны: текущие штифтовые комбинации, угловые положения штифтовых колес, сдвиг (знак гаммы), буква, подлежащая шифрованию, и ее значение при зашифровании. Заметим, что начальное расположение штифтовых колес соответствует положению «А А А А А», а знаки пробелов между словами заменяются на литеру «Z» и также подлежат зашифрованию [23].

    В октябре 1937 года французы одобрили шифрмашину. Шесть экземпляров слегка модифицированного шифратора, названного «С-36», были переданы шведским военно-морским силам для испытаний. Фактически новинка представляла собой тот же «С-35», но с двумя весьма существенными дополнениями: наличием дополнительной крышки, закрывающей шифратор на ключ, и подвижных рейторов, расположение которых теперь было не фиксированным, а служило еще одним ключевым параметром (долговременным ключом). Этот аппарат реализовывал шифр гаммирования и отличался небольшими габаритными размерами (83 W 140 W 178 мм) и массой. Хагелин даже добился, чтобы «С-36» распечатывал шифртекст с разбиением на пятизначные группы, а открытый текст – в виде обычных слов. Скорость работы нового шифратора составляла в среднем 25 букв в минуту.

    «С-36» получил высокие оценки французских специалистов, и в итоге Франция заказала сразу пять тысяч шифраторов, что принесло Aktibolaget Cryptoteknik существенную прибыль. Примерно в это же время Хагелин создал миниатюрные шифраторы для французской полиции.

    Это была действительно карманная аппаратура. Она приводилась в движение большим пальцем левой руки, правой рукой можно было записывать шифртекст. Некоторое количество этих аппаратов также было закуплено Францией. После войны идея портативного карманного шифратора нашла свое развитие в моделях «CD-55» и «CD-57» [5, 20, 23].

    В предвоенные годы машины типа «С-36» кроме Франции закупили для использования на линиях связи Великобритания, Италия, Германия (по некоторым данным немцы даже организовали у себя «пиратское производство» шифрмашин и выпустили около 1000 экземпляров, которые использовались Абвером и МИД) и некоторые другие европейские страны.

    В 1936 году сын одного из основателей фирмы Ив Гюльден проанализировал стойкость «С-36» и порекомендовал внести в него некоторые изменения, которые были одобрены самим Хагелином. В результате добавилось еще одно, шестое колесо, а число линеек увеличилось до двадцати девяти. Новый шифратор получил название «С-38» и был принят на вооружение шведской армии.

    В 1939 году Хагелин создал шифратор «ВС-543» – электромеханическую реализацию «С-36».

    Однако главный успех ждал Б. Хагелина в США. Еще в 1936 году он начал переписку с американцами относительно возможных закупок «С-36», а в 1937 и 1939 годах совершил длительные деловые поездки за океан. Соединенные Штаты выразили большую заинтересованность и решили закупить модернизированный шифратор («С-38»). Однако вскоре стало ясно, что организация массового производства шифраторов в Европе и отправка их в Америку будут крайне затруднительны из-за начавшейся Второй мировой войны. Хагелин решил уехать в США и организовать производство «С-38» непосредственно в Америке, но выехать из воюющей Европы было непросто. Позднее он вспоминал: «Обычную визу получить было невозможно, поэтому я убедил шведское министерство иностранных дел послать меня в Америку в качестве дипломатического курьера. Мы с женой отправили наш багаж заранее и сели в поезд, следовавший в Стокгольм. Там мы узнали, что стокгольмские бюро путешествий отменили все поездки в США.

    Тогда мы решили попытаться отплыть из Италии. С чертежами в портфеле и двумя разобранными шифраторами в сумке мы сели в экспресс «Стокгольм – Берлин». Нам сопутствовала удача. Мы с грохотом промчались через самое сердце Германии и через три дня благополучно прибыли в Геную. В ту ночь стекла в окнах отеля, в котором мы остановились, были побиты – мы совершенно случайно решили расположиться в отеле «Лондон», а Италия уже находилась в состоянии войны с Англией. Но мы все же сумели отправиться в Нью-Йорк с последним рейсом парохода, отплывавшего из Генуи». [5, 20, 23].

    Несмотря на трудности, Хагелин добрался до США. «С-38» американцам очень понравился, и они развернули его массовое производство.

    В 1942 году в США создали компанию, выпускавшую до 400 аппаратов в день. Всего же было выпущено более 140000 шифраторов, получивших в Америке название «Converter M-209» (эта версия имела небольшие конструктивные отличия от С-38, в частности число линеек американского «С-38» было равно двадцати семи), и массово использовался в армии США (в звене от батальона до дивизии) и на флоте в период Второй мировой войны и после нее. Довольно широко «М-209» использовались американцами и их союзниками во время войны в Корее 1950–1953 годов. Кроме того, после окончания Второй мировой войны множество стран в различных регионах мира закупили и длительное время использовали на своих линиях связи значительное количество шифраторов типа «С-36/38» и их модификаций.

    Отчисления Хагелину, как владельцу патента на изобретение, составили миллионы долларов. Он стал первым человеком, нажившим многомиллионное состояние благодаря криптографии [5].

    Рассмотрим подробнее конструкцию «М-209» (рис. 4).

    Шифратор реализует шифр модульного гаммирования (модуль шифрования 26). Его устройство и схема функционирования повторяют принципы, заложенные в шифраторе «C-35», но имеют ряд особенностей. Также как и «С-35», машина «M-209» состоит из трех основных частей: наборно-печатающего блока, блока ключевых колес и барабана с комбинационными линейками.

    Наборно-печатающий блок предназначен для установки (набора) букв открытого текста на индикаторном диске и печати соответствующих букв шифртекста на бумажной ленте. Буквы открытого текста набираются напротив специально нанесенной риски, другая риска позволяет считать букву шифртекста с воспроизводящего диска. Кинематически наборно-печатный блок расположен целиком на отдельной оси, связанной путем шестереночной передачи с барабаном, несущим комбинационные линейки. Нумерации букв на индикаторном и воспроизводящем дисках являются взаимнообратными, что позволяет реализовать шифр Бофора:

    = – + 1(mod26), где – буква открытого текста, – буква открытого текста, а –выработанный сдвиг, то есть знак гаммы.

    Шифрмашина приводится в действие мускульной силой человека путем проворачивания специально предназначенной для этих целей рукоятки на один оборот. Рукоятка находится на одной оси с барабаном (снабженным расположенными на нем запрограммированными подвижными комбинационными линейками), который при шифровании одной буквы совершает полный оборот. Во время вращения барабана специальный зуб приводит к вращению блока ключевых колес на одну позицию.

    Блок ключевых колес состоит из шести колес со следующими периодами обращения:

  • 26 символов с угловыми положениями, соответствующими буквам латинского алфавита от А до Z;
  • 25 символов, от А до Z, за исключением W;
  • 23 символа, от A до X, за исключением W;
  • 21 символ, от A до U;
  • 19 символов, от A до S;
  • 17 символов, от A до Q.

    Так же как и в предыдущих моделях, на каждом колесе располага-ются штифты. Но, в отличие от «C-35» и «C-36», выдвинутый вправо штифт является «рабочим», а влево – «нерабочим».

    Барабан с линейками состоит из двадцати семи линеек с двумя рейторами на каждой линейке. Аналогично шифратору «C-38», рейторы подвижны и могут быть либо «рабочими», либо «нерабочими».

    Функционирование «M-209» повторяет логику работы «C-35». Пусть в начале процесса шифрования в шести окошках выставлены буквы «B B B B B», соответствующие начальному положению колес (см. рис. 4). В этом случае текущая штифтовая комбинация будет соответствовать двоичному вектору (0, 0, 1, 0, 0, 1). При повороте барабана с линейками на один оборот, «рабочие» рейторы напротив третьего и шестого колес (если они имеются) будут выдвигать соответствующие линейки, число которых и будет формировать сдвиг, то есть знак гаммы . После зашифрования первой буквы, каждое колесо повернется на одну позицию, и в окошках будут видны буквы «C C C C C». Тем самым, формируется новая штифтовая комбинация: (1, 0, 1, 1, 1, 0), которая будет участвовать в формировании второго знака шифрованного текста и т. д. [1, 12, 16, 20, 23].

    В 1944 году Хагелин, уже будучи мультимиллионером, вернулся в Швецию. После начала «холодной войны» и развала старых колониальных империй сформировался новый, еще более емкий рынок шифраторов. Aktibolaget Cryptoteknik стала получать многочисленные заказы, как от «старых знакомых», так и от только что образовавшихся на карте мира государств. Вскоре к ним присоединились и негосударственные организации (в первую очередь банки и крупные корпорации, закупавшие шифроборудование для защиты своих коммерческих тайн). В первые послевоенные годы Б. Хагелин сосредоточил все свои научно-исследовательские подразделения и производственные мощности в Стокгольме. Однако шведское законодательство позволяло правительству реквизировать изобретения, в которых оно нуждалось для целей национальной обороны.

    Это вынудило Хагелина в 1947 году перенести свою научно-исследовательскую работу в швейцарский город Цуг, оказавшийся настолько привлекательным для предпринимательской деятельности (в немалой степени из-за налоговых льгот), что в 1959 году он перевел туда и остальные части своей фирмы.

    Умер Борис Хагелин в 1983 году, но и по сей день основанная им фирма (теперь она называется Crypto AG) является одним из крупнейших мировых производителей криптографической техники [5, 20].

    ЛИТЕРАТУРА

  • 1. Бабаш А. В., Шанкин Г. П. Криптография. Аспекты защиты. – М.: Солон-Р, 2002.
  • 2. Бабаш А. В., Гольев Ю. И., Ларин Д. А., Шанкин Г. П. Криптографические идеи XIX века // Защита информации. Конфидент. № 1, 2004, с. 88–95; № 2, 2004, с. 92–96.
  • 3. Гольев Ю. И., Ларин Д. А., Тришин А. Е., Шанкин Г. П. Научно-технический прогресс и криптографическая деятельность в России XIX века. // Защита информации. Инсайд. № 2, 2005, с. 67–75.
  • 4. Гольев Ю. И., Ларин Д. А., Тришин А. Е., Шанкин Г. П. Начало войны в эфире. // Защита информации. Инсайд. № 3, 2005, с. 89–96.
  • 5. Кан Д. Война кодов и шифров. – М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2004.
  • 6. Коротченко И. Разоблачен еще один агент шведской разведки // Независимая газета, 25.11.99.
  • 7. Коротченко И. Провал шведской разведки // Независимое военное обозрение, 03.12.99.
  • 8. фон Манштейн Х. Г. Записки о России генерала Манштейна. – М., 1998.
  • 9. Очерки истории внешней разведки в 5-ти томах, под ред. Е. М. Примакова и С. Н. Лебедева. – М.: «Международные отношения», 1999.
  • 10. Павлов Д. Б. Российская контрразведка в годы русско-японской войны // Альманах «Войны, История, Факты». № 2 (6), июнь 2004.
  • 11. Полмар Н., Аллен Т. Б. Энциклопедия шпионажа. – М., 1999.
  • 12. Саломаа А. Криптография с открытым ключом. – М.: Мир, 1995.
  • 13. Соболева Т. А. История шифровального дела в России. – М.: ОЛМА-ПРЕСС-Образование, 2002.
  • 14. Тайные операции российских спецслужб. – М., 2000.
  • 15. Черняк Е. Пять столетий тайной войны. – М., 1991.
  • 16. Черчхаус Р. Коды и шифры. Юлий Цезарь, «Энигма» и Интернет. – М.: Весь Мир, 2005.
  • 17. Kahn D. The codebreakers. N.-Y. Macmillan Publ. Co., 1967.
  • 18. Kahn D. The Codebreakers; The Story of Secret Writing, 2 edition, Sribner. N.-Y., 1996.
  • 19. http://www.agentura.ru
  • 20. http://www.crypto.ch/pages/htm/crypto/facts.htm
  • 21. http://www.criptograf.narod.ru
  • 22. http://en.wikipedia.org
  • 23. www.hem.passagen.se
  • 24. www.nsa.gov
  • 25. www.ssl.neva.ru