НАУЧТЕХ

Русская шифровальная машина оставалась засекреченной до недавнего времени

На днях свой профессиональный праздник отмечала Служба защиты государственной тайны ВС РФ. Шифровальные органы – важнейшая составляющая этой службы, поэтому сегодня мы поговорим об одной из самых закрытых и засекреченных наук – криптографии. С древнегреческого это слово так и переводится − "тайнопись"
Архив.
pixabay

Вместе с экспертами первого в России Музея криптографии, который откроется в декабре этого года, Metro проследилo эволюцию шифровальных устройств. Многие из них рассекретили только недавно, поэтому их ещё никто не видел.

1. СКИТАЛА. ДРЕВНЯЯ ГРЕЦИЯ, III ВЕК ДО Н. Э.

Устройство, состоящее из стержня и узкой полоски кожи, намотанной вокруг него по спирали. Считается первым устройством для шифрования в истории, о котором нам известно. Послание писалось вдоль скиталы, но, если полоску развернуть, оно становилось нечитаемым. Для прочтения текста требовалась скитала такого же диаметра, только в этом случае буквы ставились в ряд, чтобы восстановить оригинальное сообщение. По современным стандартам скиталу было бы очень просто взломать, но более двух тысяч лет назад она обеспечивала древним грекам защищённую связь.

Скитала.
Московский музей криптографии

2 ДИСК КОНФЕДЕРАЦИИ. США, 1860 ГОД

Устройство для ручного шифрования. В основе алгоритма лежит полиалфавитный шифр, или шифр Виженера (исходный алфавит записывается в первой строке, под ним – алфавит, сдвинутый на некоторое число позиций, а последним – алфавит, сдвинутый ещё на несколько позиций). Состоит из двух дисков: одного фиксированного, с выгравированным на нём стандартным алфавитом, и другого – подвижного. Отправитель, поворачивая подвижный диск, может сопоставить стандартный алфавит с различными шифроалфавитами в зависимости от числа поворотов диска. Такой шифр очень устойчив к частотному анализу, а его безопасность зависит от сохранения в тайне кода, то есть числа поворотов диска. Диск Конфедерации использовался во время Гражданской войны в США и был самым известным из всех подобных устройств.

Диск конфедерации.
Московский музей криптографии

3. ЦИЛИНДР ДЖЕФФЕРСОНА. США, КОНЕЦ XVIII ВЕКА

Первое механическое устройство для шифрования, изобретённое третьим президентом США Томасом Джефферсоном. Является своеобразным мостиком от механических элементарных шифраторов к электромеханическим и роторным машинам. Шифратор состоял из 36 вращающихся на оси дисков, на каждый из которых было нанесено 26 букв английского алфавита. Изобретение Джефферсона было переизобретено во Франции и США и использовалось американскими военными до конца Второй мировой войны. Чтобы зашифровать сообщение, нужно составить исходный текст в одной из строк цилиндра. Зашифрованным текстом будет любая другая строка. Получатель сообщения должен расположить диски в правильном порядке, после чего составить строку зашифрованного текста на цилиндре. Затем быстрый визуальный осмотр цилиндра сразу выявит текст исходного сообщения.

Цилиндр Джефферсона.
Московский музей криптографии

4. КРИХА-ЛИЛИПУТ. ГЕРМАНИЯ, 1924 ГОД

Устройство в виде карманных часов, созданное изобретателем Александром фон Крихе, эмигрировавшим после революции из Российской империи в Германию, состояло из двух концентрических колец с алфавитом, шаговой шестерёнки и рычага. Символы на внешнем диске соответствовали буквам незашифрованного текста, а на внутреннем – зашифрованного. После шифрования каждой буквы нужно было, нажав на рычаг, сместить внутренний диск на несколько позиций, количество которых определялось последовательностью зубцов на шестерёнке. Чтобы расшифровать сообщение, нужно было знать исходные позиции шестерёнки и внутреннего диска, а также направление движения кольца – по часовой стрелке или против, которое переключалось ещё одним рычагом.

Криха-лилипут.
Кирилл Сосков / Московский музей криптографии

5. CX-52. ШВЕЙЦАРИЯ, 1952 ГОД CX-52

Первое устройство компании Бориса Хагелина Crypto AG, созданное в рамках секретного соглашения с Агентством национальной безопасности США. Crypto AG производила одни из самых стойких шифровальных машин в XX веке, однако поставляла в страны, которые не являлись союзниками США, устройства со специально добавленными уязвимостями. Представленная в музее модель CX-52/RT (от random tape – «случайная перфолента») использует записанный на перфоленту одноразовый код, обеспечивая таким образом гарантированную стойкость шифрования. Эта версия CX-52 поставлялась только в Швецию, Швейцарию и страны НАТО.

CX-52.
Московский музей криптографии.

6 NEMA TD 592. ШВЕЙЦАРИЯ, 1946 ГОД

NEMA разработали сотрудники Бернского университета к концу Второй мировой войны. Новая машина заменила немецкую «Энигму» (самая известная шифровальная машина в истории, во время Второй мировой войны использовалась немецкими военными силами). Несмотря на то что принципы работы этих устройств были схожи, конструкция NEMA имела несколько усовершенствований. В частности, количество роторов швейцарской машины было увеличено до десяти: пять из них были шифрующими, а остальные пять управляли нерегулярным шагом роторов. При нажатии на клавишу клавиатуры контур замыкался. От батареи ток проходил через различные цепи и в результате включал одну из лампочек, отображающую искомую букву кода. Постоянное изменение электрической цепи давало возможность создать многоалфавитный шифр подстановки. Это делало его более устойчивым и надёжным. В отличие от «Энигмы», механизм перемещения роторов у NEMA был более сложный.

NEMA.
Московский музей криптографии

7 М-125-ЗМ, "ФИАЛКА-ЗМ". СССР, 1970–1980 ГОДЫ

"Фиалка" – самая известная советская дисковая шифровально-кодировочная машина, которая оставалась засекреченной до недавнего времени и никогда ранее не была показана широкой публике. Первая модель М-125 была разработана в 1950-х годах на ленинградском заводе №209 под руководством главного конструктора Николая Гырдымова по заказу Вооружённых сил СССР. Машина была названа «Фиалкой», вероятно, из-за её небольших размеров. Это кодовое слово использовалось при обсуждении и в переписке во время разработки устройства. А позднее так стали называть и алгоритм шифрования. Как в «Энигме», так и в «Фиалке» был рефлектор, соединяющий пары проводов вместе. Использование разборных шифровальных дисков со специальным вкладышем повышало устойчивость машины к взлому. Всего было создано несколько её модификаций, в том числе для стран – участниц Варшавского договора. В Музее криптографии будет представлена М-125-3М, принятая на вооружение Советской армии в 1970 году.

"Фиалка".
Московский музей криптографии