Криптография во Второй мировой войне

Криптография во Второй мировой войне

Криптография во Второй мировой войне

Перед началом Второй мировой войны ведущие мировые державы имели электромеханические шифрующие устройства, результат работы которых считался невскрываемым. Эти устройства делились на два типа — роторные машины и машины на цевочных дисках. К первому типу относят «Энигму», использовавшуюся сухопутными войсками Германии и её союзников, второго типа — американская M-209 (англ.).[1]

В СССР производились оба типа машин.[1]

Содержание

Германия: «Энигма», «Fish»

Трёхроторная военная немецкая шифровальная машина «Энигма» (версия с метками)
Основные статьи: Энигма, Криптоанализ «Энигмы»

История самой известной электрической роторной шифровальной машины — «Энигма» — начинается в 1917 году — с патента, полученного голландцем Хьюго Кохом. В следующем году патент был перекуплен Артуром Шербиусом (англ.), начавшим коммерческую деятельность с продажи экземпляров машины как частным лицам, так и немецким армии и флоту.[2]

Германские военные продолжают совершенствовать «Энигму». Без учёта настройки положения колец (нем. Ringstellung), количество различных ключей составляло 1016.[3] В конце 1920-х — начале 1930 годов, несмотря на переданные немецким аристократом Хансом Тило-Шмидтом данные по машине, имевшиеся экземпляры коммерческих вариантов, британская и французская разведка не стали браться за задачу криптоанализа. Вероятно, к тому времени они уже сочли, что шифр является невзламываемым. Однако группа из трёх польских математиков так не считала, и, вплоть до 1939 года, вела работы по «борьбе» с «Энигмой», и даже умела читать многие сообщения, зашифрованными «Энигмой» (в варианте до внесения изменений в протокол шифрования от декабря 1938 года). Среди результатов, переданных британским разведчикам перед захватом Польши Германией, были и «живые» экземпляры «Энигмы», и электромеханическая машина «Bomba», состоявшая из шести[4][5] спаренных «Энигм» и помогавшая в расшифровке (прототип для более поздней «Bombe» Алана Тьюринга), а также уникальные методики криптоанализа.[2]

Дальнейшая работа по взлому была организована в Блетчли-парке (англ. Bletchley Park), сегодня являющемся одним из предметов национальной гордости Великобритании. В разгар деятельности центр «Station X» насчитывал 12 тысяч человек, но, несмотря на это, немцы не узнали о нём до самого конца войны.[2] Сообщения, расшифрованные центром, имели гриф секретности «Ultra» — выше, чем использовавшийся до этого «Top Secret» (по одной из версий отсюда и название всей британской операции — «Операция Ультра»). Англичане предпринимали повышенные меры безопасности, чтобы Германия не догадалась о раскрытии шифра. Ярким эпизодом является случай с бомбардировкой Ковентри 14 февраля 1940 года, о которой премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю было известно заранее благодаря расшифровке приказа. Однако Черчилль, опираясь на мнение аналитиков о возможности Германии догадаться об операции «Ультра», принял решение о непринятии мер к защите города и эвакуации жителей.[6]

Война заставляет нас все больше и больше играть в Бога. Не знаю, как бы я поступил…

— Президент США Франклин Рузвельт о бомбардировке Ковентри[6][7][8]

Хотя для СССР существование и даже результаты работы «Station X» секрета не представляли. Именно из результатов сообщений, дешифрованных в «Station X», СССР узнал о намечающемся «реванше» Гитлера за Сталинградскую битву и смог подготовиться к операции на Курском направлении, получившем названии «Курская дуга».[2]

С современной точки зрения шифр «Энигмы» был не очень надёжным, но только сочетание этого фактора с наличием множества перехваченных сообщений, кодовых книг, донесений разведки, результатов усилий военных и даже террористических атак позволило «вскрыть» шифр.[2]

Основная статья: Машина Лоренца
Германская криптомашина Lorenz

Однако с 1940 года высшее германское командование начало использовать новый метод шифрования, названный британцами «Fish». Для шифрования использовалось новое устройство «Lorenz SZ 40», разработанное по заказу военных. Шифрование основывалось на принципе одноразового блокнота (шифр Вернама, одна из модификаций шифра Виженера, описанная в 1917 году) и при правильном использовании гарантировало абсолютную криптостойкость (что было доказано позже в работах Шеннона). Однако для работы шифра требовался «надёжный» генератор случайной последовательности, который бы синхронизировался на передающей и принимающей стороне. Если криптоаналитик сумеет предсказать следующее число, выдаваемое генератором, он сможет расшифровать текст.[9]

К сожалению для Германии, генератор, используемый в машинах «Lorenz SZ 40» оказался «слабым»[9]. Однако его взлом всё равно нельзя было осуществить вручную — криптоаналитикам из Блетчли-парка потребовалось создать устройство, которое бы перебирало все возможные варианты и избавляло бы криптоаналитиков от ручного перебора. Таким устройством стала одна из первых программируемых вычислительных машин «Colossus», созданная Максом Ньюменом (англ. Max Newman) и Томми Флауэрсом (англ. Tommy Flowers) при участии Алана Тьюринга в 1943 году (хотя некоторые источники[10][11] указывают, что она была сделана для взлома «Энигмы»). Машина включала 1600 электронных ламп и позволила сократить время, требуемое на взлом сообщений, с шести недель[9] до нескольких часов.[12]

СССР

В армии и флоте СССР использовались шифры с кодами различной длины — от двух символов (фронт) до пяти (стратегические сообщения). Коды менялись часто, хотя иногда и повторялись на другом участке фронта. По ленд-лизу СССР получил несколько M-209 (англ.), которые использовались как основа для создания своих собственных шифровальных машин, хотя об их использовании неизвестно.[13]

Также для связи высших органов управления страной (в том числе Ставки Верховного Главнокомандования) и фронтами использовалась ВЧ-связь. Она представляла собой технические средства для предотвращения прослушивания телефонных разговоров, которые модулировали высокочастотный сигнал звуковым сигналом от мембраны микрофона. Уже во время Второй мировой войны механизм заменили на более сложный, который разбивал сигнал на отрезки по 100—150 мс и три-четыре частотных полосы, после чего специальный шифратор их перемешивал. На приёмном конце аналогичное устройство производило обратные манипуляции для восстановления речевого сигнала. Криптографической защиты не было, поэтому используя спектрометр можно было выделить используемые частоты и границы временных отрезков, после чего медленно, по слогам, восстанавливать сигнал.[14]

Во время советско-финской войны (1939—1940) Швеция успешно дешифровывала сообщения СССР и помогала Финляндии. Так, например, во время битвы при Суомуссалми успешный перехват сообщений о продвижении советской 44-й стрелковой дивизии помог Карлу Маннергейму вовремя выслать подкрепления, что стало залогом победы. Успешное дешифрование приказов о бомбовых ударах по Хельсинки позволяло часто включить систему оповещения о воздушном ударе ещё до того, как самолёты стартуют с территории Латвии и Эстонии.[13]

30 декабря 1937 года был образовано 7-е отделение (в дальнейшем — 11-й отдел) Управления разведки Наркомата ВМФ, задачей которого являлось руководство и организация дешифровальной работы. В годы войны на дешифровально-разведочной службе СССР состояло не более 150 человек, однако всё равно, по мнению Вадима Тимофеевича Кулинченко — капитана 1 ранга в отставке, ветерана-подводника, ДРС показала «удивительную результативность и эффективность». В 1941—1943 годах ДРС Балтийского флота было взломано 256 германских и финляндских шифров, прочитано 87 362 сообщения. ДРС Северного флота (всего — 15 человек) взломала 15 кодов (в 575 вариантах) и прочитала более 55 тыс. сообщений от самолётов и авиабаз противника, что, по оценке Кулинченко, «позволило полностью контролировать всю закрытую переписку ВВС Германии». ДРС СФ также раскрыто 39 шифров и кодов используемых аварийно-спасательной, маячной и радионавигационной службами и береговой обороны противника и прочитано около 3 тыс. сообщений. Важные результаты были получены и по другим направлениям. ДРС Черноморского флота имело информацию и о текущей боевой обстановке, и даже перехватывало некоторые стратегические сообщения.[15]

Если бы не было разведки Черноморского флота, я не знал бы обстановки на Юге.

— Верховный главнокомандующий Сталин, лето 1942 года[15]

Успешные результаты по чтению зашифрованной японской дипломатической переписки позволили сделать вывод о том, что Япония не намерена начинать военные действия против СССР. Это дало возможность перебросить большое количество сил на германский фронт.[16]

США

Криптографическая машина M-209 (англ.)
Основная статья: M-209

Американская шифровальная машина M-209 (англ.) (CSP-1500) являлась заменой M-94 (англ.) (CSP-885) для передачи тактических сообщений. Была разработана шведским изобретателем российского происхождения Борисом Хагелиным в конце 1930-х годов. Несколько экземпляров было приобретено для армии США, после чего дизайн был упрощён, а механические части — укреплены. Впервые машина была использована в Североафриканской кампании во время наступления в ноябре 1942 года. До начала 1960-х годов компанией Smith Corona (англ.) было изготовлено около 125 тысяч устройств.[17]

Машина состояла из 6 колёс, комбинация выступов которых давала значение сдвига для буквы текста.[1] Период криптографической последовательности составлял 101 405 850 букв. Хотя машина не могла использоваться для шифрования серьёзного трафика (не была криптографически стойкой), M-209 была популярна в армии из-за малого веса, размера и лёгкости в обучении.[17]

Также США во время Второй мировой войны набирали связистов из индейского племени Навахо, язык которого за пределами США никто не знал.[18] При этом была учтена проблема, возникшая ещё во время Первой мировой войны с использованием языка племени Чокто для похожих целей — в обоих языках просто не было достаточного количества военных терминов. Поэтому был составлен словарь из 274 военных терминов, а также 26 слов алфавитного кода. Последний был впоследствии расширен для предотвращения частотных атак. Как указывает Сингх, именно отсутствие знания языка племени Навахо стало причиной того, что данных код так и остался нерасшифрован японцами. Информация об использовании столь экзотического средства шифрования радиопереговоров была рассекречена лишь в 1968 году.[19]

Примечания

  1. ↑ Ошибка цитированияНеверный тег <ref>; для сносок nosov не указан текст
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Леонид Черняк. Тайны проекта Ultra
  3. ↑ Ошибка цитированияНеверный тег <ref>; для сносок singh-crack-enigma не указан текст
  4. ↑ David Link. Resurrecting Bomba Kryptologiczna: Archaeology of Algorithmic Artefacts, I (англ.) // Cryptologia. — April 2009. — В. 2. — Т. 33. — P. 166—182.
  5. ↑ Анин Б.Ю. Прочие. Поляки. «Бруно» против «Энигмы» // Радиоэлектронный шпионаж. — М.: ЗАО Изд-во Центрполиграф, 2000. — С. 449—451. — (Секретная папка). — 10 000 экз. — ISBN 5-227-00659-8
  6. ↑ 1 2 Д. А. Ларин, к. т. н., Г. П. Шанкин, д. т. н., профессор. Вторая мировая война в эфире: некоторые аспекты операции «Ультра» (рус.) // Защита информации. Инсайд.
  7. ↑ Kathleen Cushman. The Broken Code: Churchill’s Dilemma at Coventry (англ.) // Horace. — 1990, Sept. — В. 7, #1.
  8. ↑ James Hugh Toner. Preface // The sword and the cross: reflections on command and conscience. — Greenwood Publishing Group, 1992. — 186 p. — ISBN 0-275-94212-0
  9. ↑ 1 2 3 Sale, Tony The Lorenz Cipher and how Bletchley Park broke it (англ.). Проверено 5 января 2010.
  10. ↑ Скляров Д.В. 5.2 Криптография и наука // Искусство защиты и взлома информации. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 288 с. — 3000 экз. — ISBN 5-94157-331-6
  11. ↑ Asiado, Tel Colossus Computer and Alan Turing: Machine that Broke the Enigma Code and the Cryptographer Behind it (2008-08-26). Проверено 5 января 2010.
  12. ↑ Sale, Tony The Colossus — its purpose and operation (англ.). Проверено 5 января 2010.
  13. ↑ 1 2 David Kahn Russkaya Kriptologiya // The Codebreakers — The Story of Secret Writing. — New York: Charles Scribner's Sons, 1967. — 473 с. — ISBN 0-684-83130-9
  14. ↑ Анин Б.Ю. «Марфинская шаражка» // Радиоэлектронный шпионаж. — М.: ЗАО Изд-во Центрполиграф, 2000. — С. 67—70. — (Секретная папка). — 10 000 экз. — ISBN 5-227-00659-8
  15. ↑ 1 2 Кулинченко, Вадим Тимофеевич Русские против «Энигмы» (рус.). Новая газета (2004-03-12). Проверено 5 января 2010.
  16. ↑ Андреев Н. Н. Россия остается в числе лидеров мировой криптографии // Защита информации. Конфидент. — 1998. — В. 5. — С. 12—17.
  17. ↑ 1 2 Mark Sims, George Mace, R. C. Blankenhorn. M-209 (CSP-1500) (англ.). Проверено 6 января 2010.
  18. ↑ Жельников В. Язык сообщения // Кpиптогpафия от папиpуса до компьютеpа. — М.: ABF, 1996. — 335 с. — ISBN 5-87484-054-0
  19. ↑ Simon Singh The Language Barrier // The Code Book — The Secret History of Codes & Code-breaking (англ.). — London: Forth Estate, 2000. — P. 191—201. — ISBN 1-85702-889-9

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "Криптография во Второй мировой войне" в других словарях:

  • Коллаборационизм во Второй мировой войне — См. также: Коллаборационизм …   Википедия

  • Румыния во Второй мировой войне — История Румынии …   Википедия

  • Великобритания во Второй мировой войне — Великобритания участвовала во Второй мировой войне с самого её начала 1 сентября 1939 года ( 3 сентября 1939 года Великобритания объявила войну) и до её конца (2 сентября 1945 года). Содержание 1 Политическая ситуация накануне войны …   Википедия

  • США во Второй мировой войне — Американская пехота во время высадки. Операция «Оверлорд» Соединённые Штаты Америки во Второй мировой войне участвовали с декабря 1941 года на Тихоокеанском театре военных действий. С н …   Википедия

  • Польша во Второй мировой войне — Плакат «Польша  Первая в войне» Данная статья рассматривает аспекты участия государства Польша во Второй мировой войне, начиная от нападения немецких сил на эту страну 1 сентября 1939 года, и оканчивая действиями по взятию Берлина в… …   Википедия

  • Турция во Второй мировой войне — Турция в годы Второй мировой войны занимала позицию нейтралитета и присоединилась к Антигитлеровской коалиции лишь на последнем этапе войны. Однако, учитывая важное стратегическое положение Турции, противоборствующие стороны предпринимали… …   Википедия

  • Бразилия во Второй мировой войне — Истребитель бомбардировщик P 47 бразильского авиаотряда в Италии. Бразилия участвовала во Второй мировой войне на стороне Антигитлеровской коалиции …   Википедия

  • Дания во Второй мировой войне — Содержание 1 Предшествующие события и захват Германией 2 Оккупация 2.1 …   Википедия

  • Тува во Второй мировой войне — Указ Президиума Верховного Совета СССР о вхождении Тувы в состав СССР на правах автономии (1944) Тувинская …   Википедия

  • Греция во Второй мировой войне —   Средиземноморский театр военных действий Второй мировой войны Средиземное море • Северная Африка • Мальта • Греция (1940) • Югославия • Греция (1941) • …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»