Работа криптоаналитиков, которые занимаются взломом кодов и шифров, редко становится достоянием общественности. Да и о самих шифровальных устройствах обычно знают только специалисты. Однако об «Энигме» — самой совершенной шифровальной машине гитлеровской Германии — слышали многие. Как так вышло, что главный секрет «Энигмы» был раскрыт, а история ее взлома стала любимой темой писателей и киносценаристов? О том, что предприняли криптоаналитики, чтобы получить доступ к самой секретной информации Третьего рейха, и почему об этом стало известно спустя тридцать лет, — в материале Александра Дюльденко, научного сотрудника Музея криптографии.
Появление «Энигмы»
«Энигма» — одна из самых известных и массовых электромеханических шифровальных машин в мире. В основном использовалась гитлеровской Германией в годы Второй мировой войны.
Первая модель электромеханической дисковой машины «Энигма» была разработана еще в 1918 году немецким изобретателем Артуром Шербиусом, а позднее на ее основе было создано целое семейство одноименных шифровальных устройств.
Первые выпущенные машины использовались для шифрования коммерческих сообщений, однако в начале 1930-х ею заинтересовались военные, и для них была создана специальная модификация Enigma I, ставшая первой в линейке военных «Энигм».
Сложная и простая машина одновременно
«Энигма I» производила шифрование электромеханическим способом. То есть, какие-то части машины приводились в движение человеком, а какие-то с помощью электричества. Так, при каждом нажатии на клавишу возникал электрический сигнал, который проходил долгий и сложный путь через разные «части» машины: коммутационную панель, шифровальные диски, рефлектор.
Внешне это выглядело так: человек нажимал на клавишу «А», диски начинали двигаться, щелкали вращающиеся части машины , и на специальной панели загоралась, например, буква «С». Это означало, что символ «А» преобразован и в зашифрованном виде выглядит как «С».
«Энигма» — не печатная машинка
Да, стандартные и массовые версии машины типа «Энигма I» больше ничего не делали:
не печатали, не подключались к радиостанции или телеграфу, не готовили кофе.
Один человек нажимал на клавиши, другой записывал появляющийся зашифрованный текст, третий передавал их, например, с помощью радиостанции.
Принимающий такой текст человек имел такую же «Энигму», с такими же настройками, и расшифровывал сообщение, то есть производил все те же действия, но в обратную сторону.
«Энигма» считалась стойкой
В 1930-е считалось, что огромное количество комбинаций прохождения электрического сигнала через шифровальные диски и другие части машины делали такое шифрование очень надежным. Ведь диски ежедневно переставлялись, контакты коммутационной панели менялись, и такая ежедневная настройка машины делала шифр достаточно надежным.
Взломать «Энигму» — задача века
Взломать, то есть дешифровать сообщение, зашифрованное «Энигмой», оказалось непростой задачей для криптоаналитиков середины XX века.
Во-первых, нужно было где-то достать такую «Энигму», а они все были с индивидуальными серийными номерами, и доступ к машине имел как правило только один человек в условной воинской части — шифровальщик. Потеря даже одной «Энигмы» было чрезвычайным происшествием огромного масштаба, которое приводило к замене ключей и настроек всех таких машин.
Во-вторых, нужно было создать математический алгоритм, а лучше устройство дешифрования, так как вручную пытаться перебрать сотни тысяч вариантов настройки машины было трудновыполнимой задачей..
Как и во многих других случаях, большую роль играл человеческий фактор. Ежедневно в зашифрованном виде передавались одинаковые слова, метеосводки. Некоторые данные утекали с помощью разведки. Да и сама машина имела техническую уязвимость: буква «А» никогда не могла быть зашифрована в букву «А», а это минус одна вероятность, для криптоаналитиков это важно.
Польша или Великобритания
Еще в начале 1930-х годов польские специалисты получили руководство по эксплуатации «Энигмы», по которому изготовили точную копию машины, а вскоре разработали и метод вычисления ее начальных настроек, то есть ключа.
Эти наработки были использованы и усовершенствованы британцами. Для взлома «Энигмы» они создали электромеханическое устройство, которое получило название «Бомба». Важную роль в ее создании сыграл знаменитый английский математик Алан Тьюринг.
В начале 1940-х работа по взлому «Энигмы» проходила в секретном центре британской разведки Station X, известном впоследствии как Блетчли-парк.
Благодаря «Бомбе» весь процесс дешифрования сообщения стал занимать всего 20 минут. А использование нескольких таких машин позволяло обрабатывать тысячи зашифрованных сообщений в день.
Операция «Ультра»
Весь процесс дешифрования был строго засекречен и получил условное название — операция «Ультра». В ней принимали участие тысячи специалистов: одни занимались радиоперехватом, другие — конструкторы и инженеры — создавали аппаратуру, криптоаналитики разрабатывали алгоритмы взлома и искали уязвимости в системе, операторы расшифровывали сообщения и т. д. И многие из них даже не подозревали о существовании такой машины как «Энигма», они просто выполняли свою часть работы.
Как рассказывал один из бывших сотрудников британской разведки МИ5 Тони Сейл, при приеме на работу в Блетчли-парк на столе у офицера обычно лежал револьвер, и он откровенно предупреждал претендента, что его просто застрелят, если он кому-то расскажет о своей работе. В эту категорию входила даже родная мать. Лишняя болтовня могла стоить жизни целому городу.
Секретность операции «Ультра» сохранялась до середины 1970-х годов, а некоторые ее документы до сих пор остаются засекреченными.
«Энигма» после окончания Второй мировой войны
В 1950-1960-е об «Энигме» никто особенно не говорил, в печати того времени данные о ней почти отсутствуют. В целом о шифровальной аппаратуре было не принято открыто говорить, и «Энигма» никак не выделялась на фоне остальных. Например, машины Hagelin, разработанные шведским изобретателем Борисом Хагелином, были в то время не менее, а может и более известны.
По мнению Девида Кана, одного из самых известных историков криптографии, после Второй мировой войны Великобритания собрала несколько десятков тысяч «Энигм», сколько смогла найти, а затем продала их нескольким развивающимся странам, которые использовали их до середины 1970-х годов.
Фредерик Уинтерботэм
Фредерик Уильям Уинтерботэм — сотрудник британской разведки, который впервые открыто рассказал об операции «Ультра» и взломе «Энигмы». Он сам участвовал в этой операции и отвечал за набор и обучение персонала, который распространял полученные сведения.
В 1974 году в Великобритании была опубликована его книга The Ultra Secret («Секрет «Ультра»). В ней Уинтерботэм рассказал не только о существовании этой операции, но и о том, как были использованы полученные данные, как они повлияли на ход войны и насколько важную и сложную задачу выполнили его коллеги.
В книжном обзоре «Нью-Йорк таймс» было написано, что эта книга раскрывает величайшую после появления атомной бомбы тайну Второй мировой войны. Книга стала бестселлером.
Они молчали до 1974 года
Конечно, Уинтерботэм, опытный сотрудник разведки, подписавший массу документов о неразглашении, не мог по своей воле раскрыть тайну. Его книга была санкционирована и тщательно изучена британскими спецслужбами перед публикацией.
Считается, что британская разведка этой публикацией хотела показать, насколько продвинутой была страна в области коммуникационных технологий еще в 1940-е. А также сказать о том, что разведка — это не только шпионы и агенты, но и серьезная научная работа ведущих мировых специалистов в математике, лингвистике, радиотехнике и других областях знаний.
В 1974 году, почти через 30 лет с момента окончания операции, сотни или даже тысячи сотрудников Блетчли-парка были еще живы. Они были освобождены от обязанности хранить эту тайну, однако многие восприняли книгу негативно и предпочли и дальше сохранять молчание.
Публикация книги Уинтерботэма стала поворотным моментом в истории криптографии XX века. В ней мало технических подробностей, но есть объяснение роли полученных сведений, о том, какое преимущество они дали в конкретных военных операциях в Средиземноморье, Северной Африке, в атлантической блокаде или во вторжении в Нормандию. Уинтерботэм первым нарушил молчание, установленное Черчиллем, показал драматичность событий и привлек внимание общества к этой теме.
В 1978 году его книга была переведена и опубликована в СССР.
Удар для Дэвида Кана
В 1967 году в США была опубликована книга Дэвида Кана «Взломщики кодов» — фундаментальный труд по истории криптографии, написанный в научно-популярном стиле и познакомивший с этой наукой десятки тысяч людей.
Кан рассказал о криптографии почти все, сделал это интересно, понятно, корректно, но ничего не написал об операции «Ультра». Он просто о ней не знал. По утверждениям самого автора, он знал, что в Блетчли-парке работало несколько тысяч людей, которые занимались перехватом и взломом, но совершенно не подозревал, какой результат имела эта работа. Он даже писал письма Уинстону Черчиллю и Дуайту Эйзенхауэру, спрашивая, какое влияние на войну оказал взлом шифров, но ни один из них ему не ответил.
После публикации книги Уинтерботэма Дэвид Кан написал: «Для меня это был тяжелый удар. Я это пропустил. Я чувствовал себя просто ужасно из-за этого». В своем позднем издании 1996 года он все же добавил главу об операции «Ультра».
Фильмы и деньги
Книга Уинтерботэма сделала тему взлома «Энигмы» не просто известной, но и коммерчески успешной. Об этом были написаны десятки научных и псевдонаучных книг, было снято несколько документальных и художественных фильмов и сериалов. Достаточно вспомнить нашумевший фильм 2014 года «Игра в имитацию» режиссера Мортена Тильдума с Бенедиктом Камбербэтчем в роли Алана Тьюринга.
Благодаря массовой культуре «Энигма» стала самой знаменитой шифровальной машиной в истории, а цена ее различных модификаций постепенно стала сопоставима с ценой элитных спорткаров и сегодня уже приближается к нескольким сотням тысяч долларов.
Что было бы если …
После завершения войны генерал армии и будущий президент США Дуайт Эйзенхауэр отметил, что взлом «Энигмы» имел решающее значение для победы армий союзников. А историки полагают, что это сократило войну на два года и тем самым спасло жизни миллионам людей.
Как известно, история не знает сослагательного наклонения, и сегодня никто не сможет сказать, что было бы если бы «Энигму» так и не смогли взломать.
Подробнее о том, как британским криптоаналитикам удалось разгадать секрет кода самой известной шифровальной машины времен Второй мировой войны, можно узнать в Музее криптографии, где также представлены оригинал машины и симулятор, с помощью которого можно попробовать самостоятельно зашифровать или расшифровать сообщения.
Книги по теме:
- Frederick Winterbotham. The Ultra Secret. London: Weidenfeld and Nicolson. 1974
- Фредерик Уинтерботэм. Операция «Ультра». Пер. с англ. П.Н. Видуэцкого. Предисл. В.М. Михайлова. Москва. Воениздат. 1978
- Dominik Landwehr. Mythos Enigma: Die Chiffriermaschine als Sammler- und Medienobjekt. (MedienAnalysen, 2). Bielefeld: transcript Verlag. 2008
- David Kahn. The Codebreakers. The comprehensive History of Secret Communication from Ancient Times to the Internet. New York. 1996
