Ну ладно, польско-британско-американское. Битвы с сотнями тысяч бойцов – это, конечно, очень увлекательно. Но пришло время рассказать, каким образом польские инженеры-математики обеспечили ключевые победы Союзников (включая и СССР).
Что оставила после себя Польша, разгромленная Гитлером и Сталиным в 1939г.?
В большинстве «учебников» участие Польши во Второй Мировой Войне заканчивается после того, как Гитлер занимает Западную Польшу (она же ныне Восточная Польша), а Сталин – Восточную Польшу (переименованную в Западную Украину и Западную Белоруссию). Некоторые упоминают, что на самом деле добрая треть польской армии успешно отступила в нейтральные страны, там была разоружена («интернирована») и постепенно перебралась на территорию сначала Франции, а затем и Британской Империи, где заново вооружилась и приступила к войне против Гитлера на стороне Объединенных Наций. Еще добрую четверть польской армии, попавшую в советский плен, после начала войны с Гитлером СССР собрал, вооружил… а потом выслал от греха подальше в ту же Британскую Империю. Туда же, естественно, уже в первые недели войны перебрались польский флот и польская авиация.
В это же время на самой территории Польши развернулось целое «подпольное государство» (заслуживает отдельного рассказа), безуспешная борьба с которым отвлекала немало немецких сил. Поэтому «слухи о смерти Польши оказались несколько преувеличенными». Но, безусловно, существенный вклад в Победу над Гитлером польских военных не идет ни в какое сравнение с поистине гигантским вкладом в нее польских ученых, о котором и будет рассказано в этой заметке.
Какое секретное оружие стояло за всеми победами Союзников во Второй Мировой Войне?
Читая описание множество битв, обеспечивших Коренной Перелом, мы раз за разом обнаруживали поистине чудесные «случайности», менявшие исход сражения. Сначала в «Битве за Англию» англичане раз за разом «откуда-то знают», на какой аэродром или город придется удар немецкой авиации, и отражают его всеми силами своих истребителей, собранными с самых разных областей. То англичане «откуда-то знают» маршруты немецких кораблей, своевременно их перехватывая. То они обходят все позиции немецких подлодок, успешно перевозя сотни тысяч солдат в Северную Африку. То СССР «откуда-то знает», каковы немецкие силы на южном фланге Восточного Фронта – причем не только видимые ему войска на фронте, но и отсутствие резервов – и безошибочно вычисляет, где можно нанести удар. То американцы «случайно уводят» авианосцы из Пирл-Харбора как раз перед тем, как его «внезапно» атакуют японцы. То они же «откуда-то знают», что японцы атакуют именно Мидуэй (а не Алеуты или, например, Порт-Морсби) и подстраивают засаду *itsatrap.jpg*, позволившую разгромить японский флот. Множество более «скучных» примеров «телепатии» (например, действия американских подлодок на путях японских нефтяных конвоев, или как они же сбили самолет с японским адмиралом) мы даже и не упоминали.
Подозрительно, не правда ли? А что, если Союзники и правда ЗНАЛИ обо всех действиях противника? Но это же невозможно… Wait, oh shi…
Да, они правда знали. И эта история начинается с того, что в межвоенной Польше существовала удивительно развитая математическая школа, которую государство использовало для анализа военных шифров.
Шифрование и военное дело
Изучающая шифрование и дешифровку наука называется «криптография», и ее развитие в межвоенный период происходило очень быстро во многих западноевропейских странах (СССР в этом плане сильно отставал). Передача приказов по телеграфу, телефону, радио и иным специальным устройствам сильно упрощала управление войсками, но такой приказ может быть перехвачен противником. Поэтому еще в Первую Мировую приказы начали шифровать, разрабатывая для этого все более сложные устройства. Еще до прихода к власти Гитлера поляки понимали, что у Германии есть территориальные претензии к Польше, немецкая армия может быть очень сильной, и лучший шанс одержать победу в войне – знать немецкие планы. Поэтому поляки работали над немецкими шифрами и довольно быстро выяснили, что немцы используют для шифрования семейство машин Энигма.
«Энигма» стала одним из лучших механических средств шифрования в истории, за счет многоуровневого шифрования (разные механизмы взаимодействовали друг с другом, создавая от 10^23 до 10^114 комбинаций для перебора (минимум – в случае, если противнику известны технические настройки, и максимум – если не известны). «Энигмы» производились и для коммерческой продажи, что позволило полякам закупить несколько машин и изучить их конструкцию. Но им, естественно, не были известны модификации конструкции, которые вносились немцами в военные версии машин.
«Криптографическая бомба»
Криптография была молодой наукой, в первой половине XXв. еще никто не знал оптимальных способов организации шифрования (тем более что механика сильно их ограничивала). Тем более не было выработано подходов к «защите от дурака» (оператора шифровальной машины, который бы ленился выбирать разнообразные ключи шифрования). Поэтому немецкие конструкторы «Энигмы» допустили несколько ошибок, сильно упростивших для поляков выяснение свойств военных устройств шифрования.
Первые версии «Энигмы» были взломаны уже в 1933г. Однако немцы все время усложняли конструкцию. В 1938г. польские математики придумали и сконструировали аппарат, названный ими «криптографическая бомба». Эта машина (вернее, 6 частично имитирующих «Энигму» машин) использовала одну из уязвимостей системы шифрования и методом перебора вычисляла часть настроек «Энигмы» примерно за 2 часа. Следующий перебор позволял дешифровать текст сообщения, и в некоторых случаях позволял далее дешифровывать коды к следующим сообщениям.
«Криптографическая бомба» продержалась, несмотря на все большее усложнение немцами конструкции, вплоть до начала войны. К сожалению, Польша не располагала достаточными ресурсами для массового воспроизводства этой технологии, читала лишь часть немецких сообщений и потому не смогла извлечь из них большую пользу в начале войны (в частности, не смогла определить направления главных ударов немецких войск).
Однако еще летом 1939г., больше чем за месяц до начала войны, поляки передали свои разработки своим союзникам, британцам. Это были и машины, и общие алгоритмы атаки на шифр, и накопленные массивы сообщений, а главное – сама идея взлома. И, что особенно важно, польским математикам удалось (не без проблем) эвакуироваться в Великобританию вместе с отступающими польскими войсками, так что они не попали в руки немцев.
«Бомба Тьюринга»
Получив летом 1939г. польские наработки, англичане (тоже прекрасно понимавшие неизбежность конфликта с Гитлером) тут же создали собственную команду во главе с (печально) знаменитым Аланом Тьюрингом. Польских ученых в нее не включили из соображений секретности, однако поляков направили на практические работы по дешифровке кодов многочисленных немецких структур.
Вермахт, флот, СС, немецкая разведка, дипломатические службы использовали разные шифровальные машины (большинство на основе Энигмы, но с множеством отличий). «Основная» команда Тьюринга занималась развитием наиболее «сильных» технологий дешифровки, которые по мере необходимости внедрялись потом в десяток частных команд, работавших над конкретными шифрами. Из соображений секретности спонтанное взаимодействие между командами было строго исключено: это тормозило общий ход работ, но зато даже в случае утечки из одной команды немцы смогли бы понять, какие еще шифры под угрозой и каковы наработки британцев. В отличие от поляков, британские криптографы имели почти неограниченные ресурсы (особенно после прихода к власти правительства Черчилля, взявшего криптооружие под личный контроль), и перед ними была поставлена задача взломать вообще все. С чем они успешно справились.
Технически и идеологически «бомба Тьюринга» – наследник польской «бомбы» и родоначальник всей современной криптографии (да и компьютерной техники). Ее можно разделить на два подпроекта: криптографический и инженерный. Криптографический проект – это поиск уязвимостей в алгоритме шифрования (в том числе в конструкции шифровальной машины и в способах ее применения), уменьшающих количество возможных комбинаций шифра. Инженерный проект – развитие собственной вычислительной машины, способной с максимальной скоростью перебирать комбинации и выявлять в них осмысленные части. Обе этих задачи были успешно решены командой Тьюринга.
Естественно, немцы постоянно совершенствовали свои шифровальные машины, угнаться за изменениями в технике и алгоритмах было очень сложно. Несколько раз англичане попадали в «тупик», выбраться из которого удавалось, только захватив модернизированный экземпляр «Энигмы» и изучив новинки в его конструкции. Каждая такая задержка на несколько недель или месяц очень тяжело переживалась британским командованием, терявшим понимание вражеских планов. Если бы работа была начата только в 1940г., то англичане не имели бы ни единого шанса поспевать за немецкими инженерами. К счастью, материалы 10-летней работы поляков дали англичанам достаточную фору, чтобы продержаться до конца войны.
Операция «Ультра»
Насколько можно судить сейчас, весь криптографический проект англичан был выстроен в 4 уровня:
1. Команда Тьюринга (операция «Бомба») разрабатывала технологию взлома шифров. Название – не только дань уважения «бомбе» польской, но и средство маскировки: во всех официальных документах проект упоминался исключительно как бомба без какого-либо указания на криптографию. Если немцам и попадались эти упоминания, то они, несомненно, отнесли их к другому секретному британскому проекту, аналог которых у немцев был. Можно сказать, «бомба Тьюринга» была настолько секретной, что ее маскировали с помощью атомной бомбы.
2. Самостоятельные команды дешфровщиков, работавшие над конкретными версиями «Энигмы» и другими шифровальными машинами немцев (именно туда направили и польских криптографов).
3. Штаб операции «Ультра», куда поступали все расшифрованные сведения.
4. «Легализованная» информация, передававшаяся в разведки разных служб
Высший уровень секретности назывался в Британской Империи «Most Secret» (совершенно секретно). Для сведений, полученных в результате дешифровки, премьер-министр Великобритании Черчилль ввел специальный уровень «Ultra Secret», от которого и произошло кодовое название операции «Ультра». Ее смысл состоял в том, чтобы не позволить сведениям о дешифровке куда-либо просочиться. Стратегическое преимущество от чтения взломанных сообщений было столь велико, что многие важные сведения оставались неиспользованными. Один раз Черчилль даже позволил немецким бомбардировщикам разнести в труху английский город (Ковентри), направив основные силы истребителей только на перехват уже отступающих бомбардировщиков – только для того, чтобы немцы не догадались, что англичане их ждут заранее, потому что их переданные по радио приказы расшифрованы.
Информация «Ультра» пускалась в ход, только при наличии качественной «легенды», откуда она была якобы получена. Настоящий источник сведений был известен лишь нескольким министрам, генералам – и самой команде проекта «Бомба». Впрочем, все подробности внутренней организации проекта знал только лично Черчилль, который и выступал связующим звеном между разными уровнями управления. Не знали о проекте и в британской разведке, и в правительствах доминионов.
В разведывательные подразделения армии, флота, авиации и общую разведку информация «Ультра» поступала уже в «легализованном» виде (обычно как сведения от «британских агентов в немецком командовании»). Конечно, из-за этого некоторые командиры могли с недоверием отнестись к информации, ведь «источники» часто бывают неточны. Многоуровневая система проекта позволяла использовать сведения лишь на стратегическом уровне, но не непосредственно в бою. Но Черчилль справедливо полагал, что ценность этого стратегического преимущества слишком велика, чтобы рисковать им ради тактических выгод.
Международное развитие «Ультра»
Среди лиц, знавших об операции «Ультра», был президент США Рузвельт. До сих пор неизвестно, насколько много наработок англичане передали американцам – и вообще передали ли, или только объяснили идею «бомбы» (криптографический анализ и устройства перебора). Факт остается фактом: к 1941г. американцы воспроизвели проект и взломали японские коды. Благодаря этому они вообще-то знали о готовящемся нападении Японии (хоть и не успели перевести конкретно приказ об атаке на Пирл-Харбор). И тоже предпочли «не подавать виду», ограничившись «учениями» для авианосцев. Ключевые успехи под Мидуэем и на Гвадалканале тоже не были бы возможны без перехвата японских сообщений.
В случае с СССР Черчилль ограничился полумерами: он побоялся рассказывать Сталину про расшифровку «Энигмы» и других машин. То ли во избежание утечки, то ли дабы не направлять в нужную сторону науку потенциального противника (Черчилль не сомневался, что по окончании войны СССР снова станет врагом Британской Империи). Ходят слухи, что Сталин все же «что-то подозревал» (указывают на гибель в 1942г. корабля, на котором плыл в Великобританию один из трех гениальных польских криптографов: на этом корабле присутствовал криптограф из СССР). Но даже если это и правда, то благодаря параноидальности англичан, выделивших команду Тьюринга, Сталин в 1942г. мог получить лишь какие-то наработки 3-летней давности, чего было совершенно недостаточно.
Вместо полного сотрудничества (как с американцами), Черчилль рассказал Сталину, что у англичан есть агент в самом высшем руководстве Третьего Рейха, снабжающий их высокоценной и высокоточной информацией. То есть у Сталина был «четвертый» уровень доступа, как у британских генералов. Разумеется, Сталин не очень-то поверил в «британского агента», уровень которого выше, чем у «Красной капеллы», тем более, что он прекрасно помнил, какой лажей его кормила разведка советская. Но после того, как «донесения британской разведки» раз за разом оказывались достоверными (доставлявшиеся ему «на высшем уровень»: лично Черчиллем либо британским Министром иностранных дел) , доверие Сталина возросло.
Сложно найти другой проект, оказавший столь всеобъемлющее влияние на ход войны. Если Вы играли в какие-нибудь компьютерные игры-стратегии, просто представьте, что у одной стороны видно расположение сил противника (или хотя бы его базы), а у другой все скрыто «туманом войны».
Сведения, полученные от англичан, оказались очень полезными в Зимнем контрнаступлении 1942-43г. (Сталинградская битва), но решающую роль они сыграли при планировании Курской Битвы. Более подробно об этом (вернее, обо всей Европейской кампании 1943г.) мы начнем рассказывать уже в следующей заметке.
Задать вопросы автору, поделиться активными ссылками на ранее размещенные заметки или рекомендовать темы для следующих заметок можно в комментариях к этой заметке или в твиттере: @warisnotagame
