Изобретение радио совершило революцию в криптографии. Любой, у кого есть радиоприемник, настроенный на нужную частоту, может услышать сообщения, передаваемые по радио. На этом основан успех радиовещания и телевидения. Однако такая «открытость» оказалась новым вызовом для безопасности связи. Ко Дню радио мы поговорили с Александром Дюльденко (старший аналитик-исследователь, НПК «Криптонит») и Егором Ефремовым (автор-исследователь, НПК «Криптонит») и разобрались, что же такое радиосвязь, и как передать сообщение по радио так, чтобы его понял только тот, кому оно адресовано.
Радиотелеграф
До появления радио перехватить сообщение можно было только физически — поймать почтового голубя или гонца. С появлением телеграфа злоумышленник мог подключиться к проводам, по которым идет секретная связь, и перехватить телеграмму. Однако подключение к проводу или повреждения на линии также можно обнаружить. Радио же представляет собой целый океан сигналов: волна распространяется во все стороны и, хотя ее распространению могут помешать физические преграды, есть технические способы направить радиосигнал. Как только радиосвязь получила распространение, армии, государства и телеграфные компании столкнулись с большой проблемой: любые переговоры по радио могут быть перехвачены.
Впервые радиосвязь в военных целях была применена во время англо-бурской войны в Южной Африке 1899 — 1902 года британцами, причем никакого шифрования британская армия не использовала — у бурских республик даже не было элементарных радиоприемников, чтобы перехватить сообщение. Однако к Первой мировой войне радиосвязь было невозможно представить без радиоперехвата и защиты информации при помощи шифрования. Исход войны во многом решался не на поле боя, а в кабинетах криптоаналитиков и на станциях радиоразведки.
В начале первой половины XX века для защиты передаваемых с помощью радио сообщений широко использовали ручные шифры. Шифровальщик на специальном бланке предоставлял радисту уже зашифрованное сообщение, после чего радист передавал зашифрованный, непонятный для него самого текст на определенной частоте. Принимающая сторона настраивала радиоприемник на ту же частоту, получала это сообщение и с помощью такого же кода или шифра получала исходный текст. Бланки с зашифрованными сообщениями обязательно уничтожались.
При передаче по радио невозможно было выяснить, перехвачено сообщение или нет, и невозможно понять, сколько вообще человек включили приемник и услышали твое сообщение. Только стойкость шифра могла гарантировать сохранность секрета.
Гордость французской криптографии — «Радиограмма Победы»
Весной 1918 года германская армия предприняла последнее отчаянное наступление на Францию. Чтобы сохранить фактор внезапности, немецкие криптографы разработали новый шифр ADFGVX. Чтобы снизить количество ошибок при приеме радиограмм, при шифровании текст превращался в последовательность из шести символов – A, D, F, G, V, X, которые в азбуке Морзе сильнее всего отличаются друг от друга. 30 мая 1918 года шифр был разослан по германским военным частям, а уже 3 июня 1918 года французский криптограф Жорж Пенвен сумел взломать его. За 26 часов непрерывной работы Пенвену удалось дешифровать перехваченное сообщение (по легенде, он похудел после этого на 15 килограммов). На следующий день в штаб Верховного главнокомандующего Франции Фердинанда Фоша была доставлена следующая радиограмма: «Ускорить снабжение амуницией тчк если не видно [противнику, то] даже днем». Сопоставив разведданные о передвижениях германских сил с содержанием сообщения, Фердинанд Фош понял, что вот-вот начнется масштабное нападение на французский город Компьень, и атаку удалось отбить.
Во время Первой мировой войны стало очевидно, что существующие коды и шифры либо слишком ненадежные, либо слишком медленные и неудобные для использования в военных условиях. Множество изобретателей по всему миру бросили свои силы на создание способов механизировать процессы шифрования. Во-первых, чтобы ускорить этот процесс, во вторых — повысить его стойкость и надежность, а в третьих — снизить вероятность человеческой ошибки.
Уже в 1915 году нидерландские военные офицеры Тео ван Хенгель и Рудольф Шпенглер создали первую роторную шифровальную машину для связи в Королевском военно-морском флоте Нидерландов. В том же году американский изобретатель Эдвард Хеберн создал свой прототип однороторной машины, а в 1923 году Артур Шербиус запустил в производство трехроторную шифровальную машину — первую модель легендарной «Энигмы». Своего расцвета шифровальные машины достигли во Вторую мировую войну.
Радиолюбители против шпионов
Всем известна история про взлом «Энигмы» в Блетчли-парке, но вряд ли очевидно, что все сообщения туда попадали благодаря радиоперехвату. Ведь сообщения, зашифрованные «Энигмой» отправлялись по радиосвязи. Для перехвата такого количества сообщений радиоразведке понадобилось развернуть сеть радиоперехвата по всему Восточному побережью Британского архипелага. Однако откуда взять столько радиостанций?
В МИ-8, британской службе радиоразведки, догадались, что такая сеть фактически уже существует. Разведчики решили обратиться к президенту Британского общества радиолюбителей (RSBG), Артуру Уоттсу. Сам Уоттс во время Первой мировой служил в Комнате 40 (криптографическом отделении Адмиралтейства Британского флота), и прекрасно понимал важность такой работы. Ему удалось мобилизовать для службы в МИ-8 добровольцев-радиолюбителей по всей Великобритании. На пике работы в штате Mи-8 состояло более 1500 человек, большая часть из них — радиолюбители. Служба занималась перехватом вражеских переговоров, обнаружением и ликвидацией незаконных радиостанций на территории Британии. Многие перехваченные сообщения были зашифрованы при помощи «Энигмы» и других шифровальных машин, и для дешифровки Mи-8 перенаправляла их в Блетчли-парк. Уже через три месяца после начала сотрудничества общества радиолюбителей с МИ-8 удалось выявить более 600 передатчиков и полностью ликвидировать сеть германской агентуры на территории Британии. Многие агенты были завербованы для радиоигры, то есть продолжили поддерживать связь с Германией, но передавали заведомо ложную информацию, подготовленную британской разведкой.