Американская криптология (История спецсвязи) - Гребенников Вадим Викторович (книги читать бесплатно без регистрации .txt) 📗
Как выяснилось впоследствии, специалисты Почтового ведомства фашистской Германии в течение длительного времени осуществляли перехват и запись радиотелефонных переговоров, которые засекречивались «А-3», со станции радиоперехвата, расположенной в Нидерландах. В результате немецкой дешифровальной службе удалось в 1941 году раскрыть принцип засекречивания телефонных разговоров в системе «А-3». Это позволило немецкой разведке регулярно получать дешифрованные записи переговоров, которые вели Президент США Ф. Рузвельт, Премьер-министр Великобритании У. Черчилль, Министр иностранных дел Великобритании А. Иден, помощник Президента США Р. Гопкинс, американский генерал М. Кларк и другие.
Переведённые с английского на немецкий язык тексты дешифрованных переговоров высокопоставленных лиц США и Великобритании докладывались командованием немецкой разведки непосредственно Адольфу Гитлеру, а также другим руководителям Третьего рейха.
Кроме того, отсутствие в распоряжении командования Вооруженных сил США надёжной засекреченной радиотелефонной связи, способной без задержек довести до соответствующих инстанций имеющуюся информацию, было косвенной причиной наибольших потерь, которых испытали США в результате внезапного массированного удара японской авиации по наибольшей военно-морской базе США на Гавайских островах «Пёрл-Харбор».
К концу 1941 года Япония развернула подготовку для захвата Индонезии, а также американских и британских владений на Тихом океане. При этом временное японское правительство вело диалог с правительством США об урегулировании японско-американских отношений. Эти переговоры имели целью усыпить бдительность США и выиграть время для подготовки внезапного удара по базам американского флота на Тихом океане.
Воскресным утром 7 декабря 1941 года начальнику штаба Армии США Д. Маршаллу стало известно о решении японского правительства прервать японско-американские переговоры. Побаиваясь, что его телефонный разговор по системе «А-3» с командованием вооруженных сил на Гавайских островах может быть перехвачен и дешифрован японской разведкой, Д. Маршалл распорядился зашифровать информацию о возможном нападении Японии на американские базы и передать её по радиотелеграфному каналу связи.
Поскольку шифрование и дешифровка информации осуществлялись вручную и требовали значительного времени, телеграмма была получена адресатом уже после того, как японская авиация нанесла массированный удар по Пёрл-Харбору. В результате из восьми линкоров, стоявших на рейде Пёрл-Харбора, пять были потоплены, а три — повреждены. Всего из строя было выведено восемнадцать кораблей, а флот потерял несколько тысяч человек.
Реально оценивая недостатки и ограниченные возможности системы «А-3», специалисты американской телефонной компании «Bell Telephone Laboratories» ещё в октябре 1940 года приступили к проведению исследований по созданию такой аппаратуры засекречивания телефонных переговоров, которая бы позволяла вести секретные разговоры, не боясь раскрытия дешифровальной службой противника. В качестве одного из новых методов «закрытия» рассматривалась маскировка речевых сигналов шумом.
Суть предлагаемого метода заключалась в том, что на передающей стороне радиолинии аналоговый речевой сигнал смешивался с псевдошумовым сигналом, а на приёмной стороне (в результате вычитания из принятого сигнала точной копии псевдошумового сигнала) происходило восстановление исходного речевого сообщения.
Основная сложность практической реализации данного метода заключалась в том, что маскировка речевого сигнала требовала достаточно высокого отношения сигнал/шум, что существенно осложняло его восстановление во время приёма.
Одновременно компанией «Bell Telephone Laboratories» проводились исследования по оценке возможности применения в интересах засекречивания телефонных разговоров «вокодера» (англ. vocoder — voice coder — голосовой кодировщик). Вокодер был создан американскими инженерами для сжатия полосы частот передаваемого речевого сигнала. Это устройство определяло основные параметры сигнала, кодировало их и передавало модулируемый радиосигнал в эфир в более узкой по сравнению с обычным телефонным сигналом полосе частот.
На приёмной стороне радиолинии осуществлялось декодирование параметров принятого сигнала и синтезирование на их основе специальным генератором исходного речевого сообщения, но поскольку звучание синтезированного языка на приёмной стороне лишь отдалённо напоминало голос, говорившего на передающей стороне радиолинии, вокодерная телефония в начале 1940-х годов широкого распространения не получила.
Анализ принципов функционирования вокодера натолкнул американских инженеров на мысль использовать при создании аппаратуры защиты телефонных переговоров принципиально новый метод, который заключался в шифровании речевых сигналов, предварительно преобразованных в цифровую форму.
Группой специалистов под руководством инженера Р. Поттера был разработан экспериментальный образец аппаратуры засекреченной радиотелефонной связи «Х-system», в которой совмещались принципы действия вокодера и устройства шифрования буквенноцифровых данных. Входной речевой сигнал поступал на десять полосовых фильтров и анализатор возбуждающего сигнала (последовательность импульсов с частотой основного тона речи для звонких звуков, или шумоподобная последовательность сигналов для глухих звуков).
В результате аналого-цифрового преобразования значения амплитуды сигнала в каждом из полосовых фильтров кодировались одной шестеричной цифрой, а частота и вид возбуждающего сигнала — двумя шестеричными цифрами. Одновременно с определением цифровых параметров речевого сигнала в разработанной аппаратуре генерировалась ключевая псевдослучайная последовательность шестеричных цифр.
В результате сложения по модулю шесть параметров телефонного сигнала с ключевой последовательностью происходило автоматическое шифрование передаваемого сообщения. Определение параметров речевого сигнала и генерация цифр ключевой последовательности осуществлялись одновременно с частотой 50 Гц.
Использование на приёмной стороне радиолинии той же ключевой последовательности позволяло расшифровать параметры и синтезировать исходный телефонный сигнал. В связи с особенностями функционирования вокодера звучание принятой речи существенно отличалось от голоса того, кто говорил на передающей стороне радиолинии. Возможность распознать говорившего больше основывалась на его манере разговора, чем на тембре голоса.
Министр обороны США Л. Стимсон, делясь своими впечатлениями после переговоров по аппаратуре засекреченной радиотелефонной связи с генералом Д. Маршаллом, рассказывал, что в телефонной трубке он услышал «роботоподобный голос, абсолютно не похожего на голос генерала Маршалла. Однако по характеру ведения разговора я мог понять, что говорю именно с ним».
Как показали испытания новой аппаратуры, разборчивость слов на приёмной стороне радиолинии в целом была достаточно хорошей и повышалась по мере привыкания слушающего лица к особенностям формирования звуков в вокодере.
Отдельные специалисты, которые испытали новое устройство, находили качество воспроизведённой речи неудовлетворительным. Тем не менее, у аппаратуры «Х-system» появилось достаточно много сторонников, готовых пожертвовать качеством звучания в обмен на гарантию секретности телефонных переговоров.
Возможно, что работы по созданию новой аппаратуры связи, проводившиеся компанией «Bell Telephone Laboratories», так и не вышли бы из стадии экспериментальных исследований, если бы не встреча Президента США и Премьер-министра Великобритании. Она состоялась 14 января 1942 года, в ходе которой Ф. Рузвельт указал на необходимость усовершенствовать засекреченный радиотелефонный канал связи между Вашингтоном и Лондоном.
И хотя присутствовавшие при встрече начальник штаба Армии США и Главнокомандующий ВМФ попробовали убедить Президента в том, что имеющиеся системы не позволяют обеспечить необходимый уровень секретности, по окончании встречи Президентом США было дано указание на активизацию работ по созданию надёжной засекреченной линии радиотелефонной связи между Вашингтоном и Лондоном.
