Шифровальные машины СССР История создания и характеристики В-4, М-100, М-101, К-37, М-105, М-125, М-105, М-205. Ключевые документы шифровальных машин.
1. Необходимость автоматизации процесса шифрования
Внедрение технических средств связи (телеграф, телефон, радио) в конце 19 -начале 20 века, позволило многократно повысить оперативность передачи шифрованных сообщений.
Открылись самые широкие возможности для их перехвата. Это потребовало кардинального повышения стойкости шифров, ведущей к их усложнению.
Разрыв между скоростью шифрования сообщений и скоростью их передачи еще более увеличился.
В то же время, задержка доведения информации, способна нанести ущерб больший, чем ее перехват и дешифровка противником.
Выход был найден в автоматизации процесса шифрования
После окончания первой мировой войны началось создание первых шифровальных машин, в том виде, в котором мы их знали на протяжении двадцатого столетия.
Наиболее часто в них использовались шифраторы, в которых преобразование текста реализовывалось следующими методами:
- Наложение на открытый (или уже преобразованный по несложному алгоритму) текст внешнего шифра, представляющего собой случайную равновероятную гамму.
- Многоразовой заменой знаков открытого текста сдвигаемым по заданному закону алфавитом, с периодом равным модулю шифрования
- Наложением на открытый или преобразованный текст псевдослучайной гаммы, вырабатываемой самой шифровальной машиной.
Наиболее значимыми изобретателями шифровальной техники того периода являлись:
Гилберт Вернам (США) — изобрел шифровальную машину с внешним носителем шифра (1919 г.).
Хуго Кох (Нидерланды) — изобрел машину с шифратором, состоящим из 3 подвижных дисков и штепсельного коммутатора (1919 г.).
Арвид Дамм (Швеция) — разработал несколько типов механических шифровальных машин и электромеханическую В-1.
Артур Шербиус (Германия) — изобрел знаменитую «Энигму».
Борис Хагелин (Швеция) — вероятно самый продуктивный из изобретателей шифровальных машин. Среди его разработок и прототип американской М-209.
2. Начало работ по созданию шифровальных машин в СССР
1931 году при 8-ом отделе Штаба РККА было создано 2 отделение —техническая лаборатория.
В 1932 г. в ней были разработаны и изготовлены два образца шифровальной машины «ШМВ-1». Ввиду ее громоздкости и механической ненадежности работы были прекращены.
Однако использованный в ней принцип гаммирования стал основным для советских шифровальных машин на несколько десятилетий.
В этот же период офицеры 8 отдела совместно с сотрудниками Спецотдела ОГПУ разработали проект технического задания на конструирование отечественной шифровальной машины.
В конце 1933 г. из сотрудников Спецотдела НКВД и командиров РККА была создана совместная группа для выбора предприятия наиболее пригодного для разработки и изготовления отечественной шифровальной машины.
Выбор остановился на заводе № 209 (Завод им. Кулакова, бывший завод Гейслера, построен в 1896 г.)
В ноябре 1934 г на завод приехал начальник Второго отделения Восьмого отдела штаба РККА капитан 1 ранга И.П. Волосок. После ознакомления с заводом и разговора с его директором В.И. Голубиным 20 ноября было подписано соглашение, произвольной формы, о создании на заводе специальной группы для конструирования и изготовления шифровальной техники
Была создана первая в СССР научно-техническая и производственная структура по выпуску отечественной документирующей техники предварительного и линейного шифрования.
В июне 1935 г. между заводом и 8 отделом штаба РККА был подписан договор на проведение ОКР под шифром «В-4» и на заводе был открыт заказ № 1001
Для выполнения ОКР была создана, и утверждена Спецотделом ОГПУ, специальная группа. В ее состав вошли: В.М. Демичев, В.Н. Рытов, О.А. Примазова, Е.П. Изотова.
Эти четыре человека положили начало новому направлению в отечественной технике, обеспечивающей скрытое управление войсками.
Выпуск конструкторской документации на шифровальную аппаратуру «В-4» был завершен в 1937 году.
8 февраля 1938 г. был создан Комбинат техники особой секретности.
Маленькая спецлаборатория (4 человека, 30 м2) превратилось в современное предприятие, оснащенное новейшим оборудованием и принадлежностями.
В новом корпусе площадью 800 м2 трудились 18 разработчиков и около 100 рабочих.
В 1940 г. изделия ТОС занимали 5,6% в общем объеме выпуска продукции завода № 209. Руководителем комбината был назначен Г. С. Кукес.
Руководство 8 управления понимало, что такую сложную задачу, как создание отечественной шифровальной техники, можно решить только с привлечением лучших ИТР и рабочих.
Высочайший уровень секретности требовал исключения/минимизации «текучести кадров». Для решения этих задач в полном объеме были задействованы методы экономического стимулирования.
Финансовые средства перечислялись заказчиком непосредственно на счет лаборатории, минуя бухгалтерию предприятия, что являлось грубейшим нарушением финансовой дисциплины.
Однако такой порядок позволил уже в 1936 г. после вычета затрат на зарплату, электроэнергию и прочие расходы получить прибыль в несколько сотен тысяч рублей, и направить ее на нужды лаборатории.
Уровень зарплаты работников был в 2 — 2,5 раза выше, чем у работников основного производства.
В 1940 г заказчик стал отчислять определенный процент, от суммы оплаченной продукции, непосредственно в фонд оплаты труда комбината, и размер заработной платы еще более увеличился.
Работники комбината уходили в отпуск в основном в летний период. Все желающие получали путевки в санаторий которые, как и билеты в оба конца, оплачивал комбинат. Те, кто не мог или не хотел отдыхать в санатории, получал денежную компенсацию.
Большое внимание уделялось семейному отдыху. Так за счет комбината организовывалось посещение театра им С.М. Кирова (Мариинский) Билеты приобретались на все спектакли сезона.
Рабочий день зачастую заканчивался поздно, дорога домой занимала час-полтора, люди уставали и не могли работать с требуемой отдачей.
Для таких случаев на комбинате была организована «гостиница». Трехразовое питание для работников, находящихся в «гостинице», обеспечивалось за счет комбината.
В цеху проходы были устланы ковровыми дорожками, а в комнате отдыха можно было в любое время отдохнуть и расслабиться.
Такой вот «хозрасчет по-Сталински»
3. Шифровальная машина М-100 (В-4) «Спектр»
В январе 1938 г. шифровальная аппаратура В-4 прошла Госиспытания, и в мае 1938 г. была принята на вооружение. В конце года начались ее поставки в войска. Время на обработку информации сократилось 5-6 раз. Скорость обработки составляла 300 знаком в минуту.
Использование термина «аппаратура» вместо «машина» было полностью обоснованным. «В-4» состояла из 8 оригинальных узлов и немецкой электромеханической пишущей машинки «Мерседес», общим весом 141 кг. Шифровальная машина (аппаратура) В-4 считается первой советской шифровальной машиной
В 1939 г под руководством Главного конструктора Н.М Шарыгина были завершены работы по модернизации аппаратуры «В-4». Модернизированный вариант получил название шифровальная машина М-100 «Спектр».
Ее выпуск был начат в 1940 г. параллельно с «В-4». Вес данной машины был снижен до 116 кг.
Однако главным успехом была разработка собственного буквопечатающего устройства, которое позволило впоследствии, отказаться от использования немецкой электромеханической печатной машинки «Мерседес».
Специализированные печатающие устройства стали неотъемлемой частью отечественных машин предварительного шифрования. Это придало им дополнительное качество — способность документирования информации.
Отпечатанный шифровальной машиной текст становился юридически значимым документом.
4. Кодировочная машина К-37 «Кристалл»
В 1937 г под руководством главного конструктора В.Н. Рытова начались работы над малогабаритной дисковой кодировочной машиной.
Прототипом стала разработанная Б. Хагелином, для французской армии (500 шт.), шифровальная машина «В-211». Две такие машины были приобретены в Стокгольме нашим торговым представительством
В 1939 г. кодировочная машина К-37 «Кристалл» была принята на снабжение РККА. Вес машины составлял 19 кг.
В процессе эксплуатации выяснилось, что машина имеет низкую надежность, да и ее криптографическая стойкость была не высока. В том числе из-за ряда «упрощений» которые внесли в конструкции наши разработчики.
Часть недостатков была устранена, однако дальнейшее совершенствование остановилась, в том числе и по причине выхода Постановления ГКО № 3596 от 16 июня 1943 г. требующего ускорения поставки кодировочных машин в войска.
В сентябре 1941 года К-37 была захвачена немцами. После ее изучения немецкие криптографы пришли к выводу, что машина «примитивна» и безопасной ее можно считать лишь условно. Это не было секретом и для советских криптографов.
Интересно, что сегодня, многие "эксперты" и авторы, утверждающие, что советская шифровальная техника не попадала в руки немцев (и все такое прочее) используют для иллюстрации описания К-37 фотографии как раз из немецкого отчета.
Было принято решение об использовании кодировочной машины К-37 на Дальнем Востоке.
На советско-германском фронте она не использовалась. Во время допросов немецких криптоаналитиков американцами, те утверждали что трафик этой машины никогда не перехватывался.
Машина в период 1940-1941 гг. выпускалась на заводе № 209, а в период 1942-1945– заводом № 707 в Свердловске.
Эту машину вряд ли можно назвать удачной. В 1946 г она была взломана американцами с помощью специально созданного аналога «Sauterne Mk-I», а в 1947 г. снята со снабжения. Тем не менее эта машина положила начало семейству машин второго поколения, состоявшего из 18 моделей.
5. Шифровальная машина М-101 «Изумруд»
Дальнейшим развитием серии В-4 стала машина М-101 «Изумруд». Машина разрабатывалась конструкторами Шарыгиным и Козловым под общим руководством И. П. Волоска.
Машина состояла из двух узлов и весила 64,5 кг, а ее объем был уменьшен в 6 раз.
В 1942 г. «Изумруд» был введен в эксплуатацию. В 1943 в войска было отправлено свыше 90 комплектов шифровальной машины М-101.
Производство этой машины было освоено в Свердловске, на заводе № 707, который считался филиалом завода № 209.
В июле 1941 г. производство ТОС было эвакуировано из Ленинграда в Свердловск. Двумя эшелонами было вывезено более 150 единиц наиболее ценного оборудования и 300 сотрудники комбината.
Ввиду негативного отношения партийного руководства Ленинграда к эвакуации предприятий, завод № 209 вывезти не успели. Впрочем, такая же судьба постигла и многие другие предприятия колыбели революции
За создание и внедрение шифровальной машины М-101 «Изумруд» И. П. Волоску, П. А. Судакову, В. Н. Рытову была присуждена Сталинская премия 3 степени.
Н. М. Шарыгин, М.С. Козлов, П. И. Строителев и Н. И. Гусев — награждены орденами.
И.П. Волоску также была присвоена ученая степень кандидат технических наук без защиты диссертации и воинское звание генерал-майор войск связи.
Для обеспечения подвижности шифровальных органов и ведения работы в процессе движения в 1939 г. в США были закуплены 100 автобусов «Студебеккер». На заводе № 209 было разработано специализированное рабочее место шифровальщика, размещенное в автобусе. В декабре 1940 г. были сданы заказчику 5 таких автобусов. Однако в условиях войны эта задача решена не была.
6. Советские шифровальные машины послевоенного периода
К началу Великой Отечественной войны было изготовлено немногим более 150 комплектов К-37 и 96 комплектов В-4/М-100.
По состоянию на май 1945 г. на вооружении более 130 шифровальных органов РККА находилось 396 комплектов шифровальной техники.
На середину 1941 года, в Германии было произведено порядка 50 000 шифрмашин «Энигма», а ко времени ее поражения, общее производства этих машин превысило 100 000 шт. Следует добавить, что «Энигма» не единственный тип подобной техники, производимой в этой стране.
В США за период войны было изготовлено около 140 000 ШМ «М-209» и 10 600 значительно более криптостойких «SIGABA», а также 450 000 шифдисков к ним. Производилось до 500 шифровальных машин «М-209» в сутки.
В СССР же основной системой шифрования были коды с перешифровкой. Количественное превосходство западных стран в шифротехнике, перешло в качество, СУВ было значительно улучшено.
В условиях разворачивающегося противостояния, в СССР были предприняты все возможные меры направленные, как на разработку новых образцов шифровальной техники, так и на насыщение ею ШО всех уровней и различной ведомственной принадлежности.
В послевоенные годы было разработано несколько десятков типов шифровальной техники. Буквой Т- стали обозначать технику линейного шифрования, а М- технику предварительного шифрования.
Уже в 1945 г. была разработана шифровальная машина М-102 «Малахит», в 1946 М-150 «Рубин», в 1952 освоено производство шифровальных машин М-152 (А и Б) «Гранит», М-103 «Малахит – 2М». В 1955 М-153 «Аметист- А». Далее последовали М-161 «Апатит», М-111 «Мрамор» В 1967 г. под руководством Н.М. Шарыгина была разработана дисковая машина М-120 «Жемчуг».
Свое место в этом ряду заняли СМ-1 «Василек» и СМ-2 «Сирень» имеющие незначительные отличия.
Производилась и специализированная шифровальная техника, например шифровальная машина М-130 «Коралл», предназначенная для закрытия метеорологической информации. На клавиатуре этой машины было всего 10 значащих клавиш, соответствующих цифрам от 0 до 9.
В 1980 гг.. в ВС СССР стали поступать шифровальные машины 3-го поколения М-200 «Уран», АРМ шифровальщика «Тобол» и другое оборудование.
Войска, в необходимых количествах были обеспечены спецаппаратными на разнообразной транспортной базе.
Однако долгие годы, практически до конца существования Советского Союза, основой машинного парка шифровальных служб СССР, государств ОВД и многочисленных друзей являлись: кодировочная машина М- 125 «Фиалка» (и ее модификации серии 3М) и шифровальная М-105 «Агат».
В просторечье получившие названия «цветок» и «камень».
Скоро продолжение с подробным рассказом о самых распространенных шифровальных машинах советского периода "Фиалка" и "Агат"
Еще про шифры: