ГЛАВА VII. НА ПУТИ К ПЕРВОМУ УСПЕХУ

(ИЮНЬ 1948г. - ИЮНЬ 1949г.)

7.1. Введение

В главе VII описан период работы Марфинской лаборатории, начиная со второй половины 1948 г., когда в основном сформировался ее коллектив, и, кончая 17 июня 1949 г., когда на экспертизу в 6 управление МГБ было направлено описание трех аппаратов секретной телефонии и предварительный анализ их стойкости.

Перечислим главные события этого периода:

1. Постановка и интенсивное исследование основных проблем, сформулированных в главе V, и определение оптимальных вариантов систем секретной телефонии. Одновременно с целью подстраховки разрабатывалось три варианта системы для использования на стандартном телефонном канале связи, так как работа по созданию системы секретной телефонии шла при отсутствии аналогов. Успех в решении поставленной задачи означал стать первыми в мире в этой области.

2. В составе Марфинской лаборатории не было

специалистов криптографов, без которых трудно было в короткие сроки решить проблему синтеза и анализа стойкости телефонных шифраторов - проблему "черного ящика". В связи с этим перед руководством Министерства был поставлен вопрос о временном прикомандировании специалистов 6 управления МГБ.

3. Начальник Марфинской лаборатории А.М.Васильев принял правильное решение, организовав "особое совещание" с участием прикомандированных представителей 6 управления МГБ и руководителей основных групп разработчиков с обсуждением вопроса - что же такое высокая, гарантированная или абсолютная стойкость.

4. Оформление и отправка на экспертизу в 6 управление МГБ материалов с описанием вариантов трех аппаратов секретной телефонной связи.

 

7.2. Расстановка кадров и задачи групп

Представляет интерес количественный состав специалистов Марфинской лаборатории (без учета производства) на 27 апреля 1949 года.

Группы

Число штатных сотрудников

Число заключенных специалистов

Всего

Особый сектор

Группа №1 Волошенко

Группа №2 Калачев

Группа №4 Нейман

Группа №5 Назаров

Группа №6 Воробьев

Группа №7 Кузнецов

10

9

7

4

8

7

11

10

3

8

13

13

21

19

10

12

21

20

Всего по особому сектору:

45

58

103

Общий сектор

Акустическая Трахтман

Измерительная Ершов

Конструкторская Горелов

Фильтровая Вольфтруб

Химическая Комова

Вакуумная Бучинский

10

2

13

6

4

7

10

3

7

9

8

10

20

5

20

15

12

17

Всего по общему сектору:

42

47

89

Таким образом, в составе лаборатории (без учета производственного сектора) к концу апреля 1949 года было 192 человека, из которых 45% - штатных сотрудников и 55% - заключенных специалистов.

Рассмотрим задачи, поставленные перед каждой из групп №1,6,7, разрабатывающих аппарат в целом. Каждая из этих групп должна была разрабатывать проект аппарата засекречивания с высокой стойкостью засекречивания, а затем после выбора наилучшего варианта все имеющиеся силы и средства должны были быть привлечены к изготовлению лабораторного образца.

В разрабатываемых проектах должны быть выбраны решения для всех трех основных блоков аппаратуры: речепреобразующего устройства, шифрующего устройства с системой синхронизации и модема для передачи информации по стандартному телефонному каналу связи. Взаимодействие речепреобразующего устройства и шифратора должно было определяться выбранной системой засекречивания.

Группа № 1 работала над вариантом с использованием вокодера. В случае успеха обеспечивалась максимальная компрессия спектра речи по сравнению со всеми другими вариантами, что практически обеспечивало простое решение проблемы создания модема и шифратора, повышение качества речи. Основная трудность состояла в решении задачи по повышению качества восстановленной речевой информации, так как в начале работы оно не удовлетворяло требованиям ОПС.

Группа № 6 работала над вариантом с использованием клиппированной речи. Новая система преобразования речи - предельное ограничение амплитуд (клиппирование) - впервые опубликована в печати через 10 лет после публикаций о вокодере, в период организации Марфинской лаборатории.

Группа № 7. В начальный период в этой группе не была определена система преобразования речи: надеялись использовать результаты работы других групп (№ 1,6,4). Характерным для работы этой группы являлся выбор многоканальной системы передачи засекреченных сигналов по каналу связи в отличие от одноканальных вариантов групп № 1 и № 6.

7.3. О ходе работ в лаборатории

В справке для заместителя министра Н.М.Селивановского за подписями Ф.Ф.Железова и А.М.Васильева указано, что план на 1949 год предусматривает три этапа.

I этап. Разработка макетов, составление технического проекта. Срок 15 мая.

II этап. Предъявление производственного образца и всей технической документации серии. Срок 15 октября.

III этап. Выпуск головной серии. Срок 31 декабря.

В справке указано, что работы ведутся по четырем темам (М-801, М-803, М-804, М-805), и изложена просьба утвердить представляемый план. Заметим, что предлагалось первое отступление от директивного срока, установленного постановлением Правительства: предъявить 1 мая к сдаче опытные образцы (а не макеты и техпроекты).

Несомненной заслугой А.М.Васильева является то, что он имел достаточную информацию о ходе работ во всех подразделениях Марфинской лаборатории, делая ежемесячные обзоры о ходе работ в группах, анализируя их достижения и недостатки, давая советы по улучшению работы. Анализ занимал 5-10 страниц машинописного текста и чувствовалось, что писал автор " с душой ". За вторую половину 1948 года и I кв. 1949 года составлено 6 месячных обзоров работы групп.

Группы № 1,2 в основном получали положительные оценки, вольные и заключенные группы № 1 заслужили благодарности за хорошую работу;

Группы № 4,6 в разные месяцы имели и положительные и негативные оценки;

Работа групп № 3,5,7 подвергалась резкой критике и к концу 1948 г. была расформирована группа № 3, весной 1949г. - группа № 5, а к концу 1949 г. - группа № 7. Специалисты этих групп были переведены в другие группы.

Рассмотрим, как в разрабатывающих группах 1,6,7 решались основные проблемы, сформулированные в главе V.

В трех основных разрабатывающих группах № 1,6 и 7 в начале рассматриваемого периода велась разработка систем преобразования речи в дискретную последовательность, пригодную для шифрования методом, подобным шифрованию телеграфных сигналов. При проведении этих работ обращалось особое внимание на качество восстановленной речи и максимальное снижение скорости передачи двоичных сигналов речевой информации. Одновременно велись работы по повышению пропускной способности канала связи в 2-3 раза.

В этот период всеми тремя группами делались попытки по упрощению аппаратуры, отходя от методов телеграфного шифрования. В следующем подразделе 7.4. это будет рассмотрено более подробно.

7.4. О работе группы № 2

В соответствии с квалификацией группы она могла решать проблемы криптографии только "инженерными методами". Работы было много, но работали дружно и с огоньком. После того, как группа № 2 постепенно перепрофилировалась на решение чисто криптографических задач, ведущий инженерный состав группы переходил на работу в разрабатывающие группы (№ 1, № 6, № 7), занимая там ведущее положение.

Осенью 1948 г. в группу № 2 пришло подкрепление: из 6 управления МГБ Андрей Петрович Петерсон, работавший в 1940-41 г. в лаборатории В.А.Котельникова, а из другого подразделения МГБ - В.С.Салтыков.

Васильев А.М. уделял работе группы № 2 большое внимание, она была предметом его особых забот. В начале 1949 г. выпускается распоряжение по реорганизации работы нескольких групп, в том числе и № 2 с расширением фронта исследований.

В группе создаются три бригады:

- аналитическая бригада для проведения анализа стойкости предлагаемых способов шифрования инженерными методами и разработки аппаратуры для обеспечения проведения статистических исследований: А.П.Петерсон (бригадир), В.Г.Ромашов, Н.П.Бобров, А.Н.Кабатов, А.В.Новосадов, Н.М.Лагутина.

- криптографическая бригада для выбора криптосхем шифраторов и анализа их стойкости, а также формулирование требований на их конструирование: В.С.Салтыков (бригадир), А.В.Кротов, Е.М.Червяков, В.Г.Владимиров (заключенный).

- статистическая бригада для подготовки материалов по статистической структуре речи и выходным последовательностям шифраторов: Баруткин С.М. (бригадир), заключенные: П.М.Герценберг, В.М.Горностай-Польский, В.Б.Тейван, Г.А.Джафаров и др.

Руководителю группы № 2 К.Ф.Калачеву приходилось больше заниматься делами первой и второй бригад. Работу статистической бригады умело и технологично организовал С.М.Баруткин. В напряженные моменты к работе по статистике цифровых последовательностей привлекались все сотрудники группы № 2. Рекордсменом был В.Б.Тейван, выполнявший за 10-часовой рабочий день до 40 тысяч двоичных операций, за что был отмечен несколькими благодарностями.

Приведем краткое описание совместной работы группы № 2 с тремя разрабатывающими группами особого сектора

(№ 1, № 6, № 7). Эта совместная работа одновременно была битвой за высокую стойкость засекречивания, приемлемое качество речи и за снижение требований к пропускной способности канала связи. Каждая из сторон "воевала" за свои параметры, но с максимальным учетом интересов другой стороны. Работа шла в "челночном" режиме и к весне 1949г. система засекречивания и шифратор приобрели "товарный" вид.

Детально этот процесс изложен в архивных делах группы №2.

7.4.1. Разрабатывающая группа № 6. Система М-803.

Работа с клиппированной речью по обеспечению необходимого качества и высокой стойкости засекречивания прошла через несколько этапов до того, как были созданы материалы, направленные на экспертизу в 6 управление МГБ.

В первых вариантах использовалась клиппированная речь с неквантованными точками перехода через нуль и с чистыми паузами в разговоре. Отметим главное - клиппированная речь имеет точки перехода через нуль в произвольные моменты времени, а импульсы гаммы квантованы по времени. Много сил у группы № 2 ушло на то, чтобы добиться квантования по времени точек перехода через нуль в речи и совмещения этих квантованных точек с аналогичными точками в гамме шифра. В ходе совершенствования самой системы клиппированной речи была введена огибающая энергии речи, а паузы речи заполнялись помехой.

Над клиппированной речью много работали сам начальник лаборатории А.М.Васильев, вездесущий А.П.Петерсон и заключенные Г.А.Измайлов с И.Е.Брыксиным.

В очень кратком хронологическом изложении приведем некоторые материалы по анализу трех вариантов системы засекречивания с использованием клиппированной речи.

Вариант №1 поступил в группу №2 24.11.48 г., заключение по этому варианту, подписанное А.П.Петерсоном и К.Ф.Калачевым, дано 25.12.48г. и утверждено начальником лаборатории А.М.Васильевым 28.12.48г. Предложенная система была дешифрована практически, поэтому даны были и рекомендации по ее изменению.

Вариант № 2 был представлен разработчиками И.Е.Брыксиным, Г.А.Измайловым и И.Я.Воробьевым в группу № 2 2.02.49г. В негативном заключении, подписанном К.Ф.Калачевым и В.С.Салтыковым, предложен новый метод дешифрования, основанный на очень медленном изменении периода основного тона речи. К анализу второго варианта привлекался Л.З.Копелев, оценивший возможность определения спектра речи на участках гласных звуков и двух-трех вариантного определения звука речи.

Наконец к июню 1949 г. "родился" третий вариант, который 17.06.49 г. был направлен на экспертизу в 6 управление МГБ. В этом варианте речь предельно ограничивается и квантуется частотой 4500 гц. Таким образом переход через нуль может осуществляться для речи только в точках, разнесенных друг от друга на расстояние по времени в 1/4500 сек. Этой же частотой квантуются и знаки гаммы, а зашифрование осуществляется апериодической гаммой шифратора по принципу "знак на знак" путем сложения по модулю два.

Таким образом, только в третьей попытке удалось выбрать систему шифрования для группы № 6.

7.4.2. Разрабатывающая группа № 7. Система М-804.

Совместная работа с группой № 7 складывалась с большими трудностями. Причина заключалась в том, что группой № 7 не была четко определена система преобразования речи, как это сделали группы №6, №1. Авторы разработки назвали свою систему засекречивания счетно-импульсной, и смысл ее заключался в том, что речь преобразовывалась в дискретную форму с помощью ИКМ (8 уровней) с последующим применением шифров перестановки на глубину в 24 знака. Для каждого цикла перестановки необходимо не менее 70 знаков гаммы шифра. События развивались в следующей последовательности. Группа № 2 запросила данные 20.11.48г., а получила их 27.11.48г. Так как в данных были обнаружены ошибки, то 29.11.48 г. был сделан повторный запрос. А.М.Васильев приказал выдать данные 30.11.48 г. к 13.00 (!). Предварительное изучение материалов заставило сформулировать 4.12.48г. еще 4 вопроса, на которые был получен ответ 7.12.48г. После этого через две недели был дан обстоятельный анализ на 25 машинописных листах, утвержденный А.М.Васильевым. В заключении были сделаны выводы о том, что данная система шифрования не годится для интервалов времени в 200 мсек и необходимо переходить на шифрование "знак на знак".

10 февраля 1949 г. работы по счетно-импульсной системе были прекращены и группа №7 избрала в качестве речевого тракта вокодер.

7.4.3. Разрабатывающая группа № 1. Система М-801.

Распоряжением начальника лаборатории А.М.Васильева от 8.01.49 г. произведена реорганизация группы №1 и акустической группы. С этого времени разработкой вокодера для групп № 1, № 7 стала заниматься акустическая лаборатория, техническим руководителем которой был А.М.Трахтман.

Первый вариант системы засекречивания был передан в группу № 2 в ноябре 1948 года, а отрицательное заключение на нее составлено 18.12.48г.

Второй и третий вариант поступили в группу №2 соответственно в марте и мае 1949г. В этих последних вариантах система шифрования строится по принципу "бит на бит", стойкость которой доказана в июне 1941г. В.А.Котельниковым и позднее доказательство опубликовано К.Шенноном ("совершенная система шифра").

Это означает, что на один знак открытой информации накладывается случайный равновероятный знак гаммы шифра.

Таким образом, в группе № 2 за короткий срок в 8 месяцев небольшая группа криптографов Марфинской лаборатории проанализировала и довела до обоснованных выводов 9 вариантов систем шифра.

Параллельно с этим началась разработка шифраторов, вырабатывающих гамму шифра. Прежде чем перейти к созданию таких шифраторов рассмотрим события, которые предшествовали этому.

7.5. "Варяги"

7.5.1. Прибытие.

Пришло время широко развернуть работы по созданию надежно работающих быстродействующих шифраторов. Нужны были опытные конструкторы, так как проблема относилась к категории фундаментальных. К.Ф.Калачев, А.П.Петерсон, В.С.Салтыков, Н.П.Бобров были скорее криптографами инженерного профиля, а требовались опытные математики. Среди заключенного состава требуемых специалистов также не было, хотя инженер Д.Панин в "Записках Сологдина" и считал профессора В.А.Тимофеева гениальным криптографом, но кроме перевода книг о ручных шифрах, он ничего не дал, а этими переводами практически воспользоваться для решения наших задач было невозможно. Осталось воспользоваться опытом 6 управления МГБ, если таковой в области быстродействующих шифраторов имелся.

13 января 1949 г. Калачевым К.Ф. была составлена служебная записка, (предварительно согласованная с А.М.Васильевым), в которой говорится, что Марфинская лаборатория разработала систему шифрования импульсов речи. Разработка шифраторов для таких систем может быть произведена криптографическими методами. В лаборатории нет специалистов криптографов, что может вызвать значительную задержку в выполнении решения Правительства. Настоятельно необходимо пригласить на временную работу криптографов из 6 управления МГБ СССР, работающих в области конструирования и оценки стойкости шифраторов.

На этой служебной записке стоит резолюция А.М.Васильева: "Подан рапорт начальнику отдела о командировании Тюрина и Верченко." 19.02.49г. Подпись А.М.Васильева.

Примерно через месяц - 12.03.49г. поступил рапорт от начальника отдела ОТ министру В.С.Абакумову. Приведем концовку рапорта: " ... работа криптографов является решающей, прошу перевести в лабораторию ООТ до окончания разработки криптографов 6 управления МГБ СССР - специалистов Верченко и Тюрина, а также продолжить срок пребывания прикомандированного к лаборатории специалиста Петерсона".

Министр наложил резолюцию: "Тов. Шевелев. Позвоните мне. В.Абакумов".

Вскоре в Марфинской аборатории появилось не двое приглашенных, а трое: И.Я.Верченко, Н.А.Тюрин и .Л.Дайчик.

22 марта 1949г. А.М.Васильев собрал организационное совещание представителей лаборатории и прикомандированных представителей 6 управления МГБ, объяснил задачу, ее трудности и организовал в дальнейшем под своим председательством "особое совещание" по проблемам криптографии быстродействующих шифраторов.

На совещании 22.03.49г. шесть основных криптографических работников были распределены по трем разрабатывающим группам. Казалось, что успешно дан старт работе, но ... дальнейшие события с детективным оттенком отодвинули начало активной работы еще на три недели.

7.5.2. Временный перерыв

Группа прикомандированных доложила руководству 6 управления МГБ, что их смущает тот факт, что в разработку шифраторов нового типа включается большая группа заключенных, которым станут известны последние сведения по теории шифрования и дешифрования, по устройству разрабатываемых систем. При этом обращается внимание, что срок заключения у ряда заключенных кончается через 2-3 года.

Так как от руководства 6 управления МГБ не было четких и ясных указаний прикомандированным, они обратились 15 апреля 1949года к заместителю министра государственной безопасности Н.М.Селивановскому. Текст записки был подписан И.Я.Верченко, Н.А.Тюриным и М.Л.Дайчиком.

На докладной записке размашистая резолюция заместителя министра: "Т. Железову. Надо создать такие условия работы, чтобы арестованные не могли знать всей системы шифрования".

Ф.Ф.Железов направил этот документ Васильеву А.М. лишь три месяца спустя (11.07.49г.) : "Товарищу Васильеву, к исполнению".

Затем последовала резолюция А.М.Васильева (16.08.49г.): "Тов. Калачеву. Прошу представить точный перечень работающих з/к с указанием, кто из них к какой части работы допущен, какие сроки заключения, каковы наши перспективы в отношении этих людей. Это представим к санкции в министерство".

Список по группе № 2 (5 человек в криптографической бригаде и 6 - в статистической) был передан руководству и со сведениями других групп в конце августа ушел в министерство.

В дальнейшем указания о предосторожности ознакомления заключенных с материалами, особенно по анализу шифраторов, выполнялись, но нельзя сказать, что это давало полную гарантию нераспространения секретных данных.

Марфинская лаборатория не имела права терять время, поэтому Ф.Ф.Железов проявил удивительную оперативность, обратившись с рапортом (на другой день после 15.04.49 г.) на имя министра. Рапорт составлен в довольно резких тонах. В рапорте указывается, что прикомандированные считают, что их участие в работе Марфинской лаборатории приведет к разглашению секретов 6 управления среди сотрудников ООТ и заключенных. Что прикомандированные сотрудники смогут работать только после письменного разрешения руководства Министерства, так как ссылка на соответствующий пункт Постановления правительства по организации Марфинской лаборатории об использовании труда заключенных прикомандированных не удовлетворяет. К рапорту приложена выписка из Постановления правительства и докладная записка на имя Н.М.Селивановского. При такой "тональности" рапорта можно было предположить реакцию министра. Черным карандашом, размашисто наложена резолюция: "Заставить работать. В.Абакумов".

Ознакомленные под расписку "отказники", получив руководящее указание, приступили к активной работе в Марфинской лаборатории. Надо выразить большую благодарность за помощь в работе И.Я.Верченко и А.П.Петерсону. Хорошо и добросовестно работал Н.А.Тюрин.

М.Л.Дайчик внес своими советами и высказываниями определенный вклад в работу, но бывал в лаборатории довольно редко: очевидно был занят в своем подразделении в 6 управлении МГБ.

По рассказам Ю.Я.Волошенко "противостояние" М.Л.Дайчика с Министром было и раньше. Незадолго до описанного эпизода, при одной из встреч с Министром М.Л.Дайчик заметил, что ему непонятно почему руководить работами по секретной телефонии в стране будет бывший заключенный А.М.Васильев. Министр, посмотрев на М.Л.Дайчика, коротко сказал: "Хотите, мы и Вас "посадим" для работы над этой проблемой?"

Не ожидавший такой реплики М.Л.Дайчик все же ответил: "Товарищ Министр, и все же я остаюсь при своем мнении".

Вспоминал ли Министр свой разговор с М.Л.Дайчиком, когда писал резолюцию на рапорте, не известно; те, кто знали его близко, рассказывали, что память у него была отличная.

Итак, прикомандированные "варяги" включились в работу Марфинской лаборатории.

 

7.5.3. О совместной работе с экспертами 6 управления МГБ

После проведения совместного совещания с сотрудниками 6 управления с обсуждением вопросов о том, что такое гарантированная стойкость, Антон Михайлович Васильев быстро понял, что эта фундаментальная проблема доставит хлопот не меньше, если не больше, чем проблема обеспечения компрессии и качества речи.

Вскоре после указанного совещания он пишет трехстраничное письмо на имя Н.М.Селивановского, оценивая сложившуюся ситуацию. В письме отмечается, что центральным вопросом безопасности связи является гарантия, доказательность стойкости системы шифрования и самого шифратора. Мы ожидали, что такой опыт и школа есть в 6 управлении, но оказалось, что этого нет. Созданные к тому времени телеграфные шифраторы для телефонного засекречивания были непригодны и по скорости, и по надежности работы. Далее говорится, что перед Марфинской лабораторией встала задача создать новую школу теоретических и практических основ проектирования быстродействующих шифраторов. Предлагается:

1. Организовать в Марфинской лаборатории ООТ исследовательскую лабораторию для теоретической разработки всех вопросов стойкости телефонных шифраторов по специальному плану.

2. Объединить для этой работы соответствующих работников из ООТ МГБ СССР и 6 управления МГБ СССР, приняв все меры пополнения состава математиков и инженеров, используя также заключенных на большие сроки.

После этого через некоторое время в 6 управлении МГБ под руководством И.Я.Верченко была создана группа специалистов в 29 человек - для анализа шифраторов, разработанных в Марфинской лаборатории. Причем первичный анализ проводился в Марфинской лаборатории, а экспертизу осуществляло 6 управление МГБ. Так решился организационно вопрос, поставленный А.М.Васильевым.

7.6. "Особое совещание" лаборатории

7.6.1.Организационное собрание.

А.М.Васильев поступил очень мудро, организовав такое совещание: надо было уточнить, что и как мы собираемся построить без аналогов, впервые в мире и почти при полном отсутствии научного задела. Совещание работало с перерывом с 22 марта по 9 июня 1949г. Материалы, характеризующие его работу, изложены в 10 протоколах на 44 страницах. Первые 5 наиболее важных по содержанию протоколов подписывались всеми участниками совещания. В группу постоянных участников совещания входили: А.М.Васильев, зам. нач. лаборатории А.М.Трахтман, рук. группы № 2 К.Ф.Калачев (он же оформлял протоколы) и представители 6 управления МГБ М.Л.Дайчик, И.Я.Верченко, Н.А.Тюрин и А.П.Петерсон. На обсуждение работ приглашались ведущие специалисты, в том числе и из состава заключенных (на 5 заседаниях присутствовало 13 человек).

На первом совещании 22.03.49г. рассматривался вопрос об основном содержании работы прикомандированных специалистов 6 управления МГБ. Присутствовали и выступили все 7 постоянных участников совещания. Было одобрено представленное распределение работников по группам с целью совместной разработки общеминистерской сложнейшей задачи:

Группа № 1 (М-801) - Тюрин, Владимиров

Группа № 6 (М-803) - Верченко, Петерсон.

Группа № 7 (М-804) - Калачев, Дайчик.

Для учебы была сформирована группа в 15 человек (из них 5-6 заключенных) по списку, утвержденному руководством министерства (Вот такая высокая инстанция!).

 

7.6.2. Обсуждение фундаментальной проблемы

Для лаборатории не ясен был главный вопрос: как сформулировать количественные и качественные требования к основному параметру аппаратуры - ее стойкости. Этого не мог сделать ни заказчик, ни разработчик, ни ... даже 6 управление МГБ.

Еще в 1941 г. В.А.Котельниковым было доказано, что можно создать математически недешифруемую систему засекречивания, если каждый знак сообщения будет засекречиваться выбираемым равновероятно знаком шифра, или как тогда говорили - шифрование "знак на знак".

К апрелю 1949 г. были определены три варианта системы засекречивания. При этом самая низкоскоростная имела скорость около 2000 бит/сек. Чтобы реализовать такую математически недешифруемую систему нужно было готовить заранее для каждого разговора продолжительностью 15 минут бумажную телеграфную 5-и разрядную ленту, содержащую 1,8х106 знаков шифра или около 1 км ленты.

Практически использовать такую систему было нереально. Поэтому встал вопрос о создании так называемых программных шифраторов, когда в шифратор вводится ключ в несколько сотен бит, на основе которого путем сложных преобразований по программе, определяемой криптографической схемой, вырабатывается существенно большее количество знаков шифра, используемых для засекречивания информации.

После трехнедельного перерыва 13 апреля 1949года совещание возобновило свою работу с обсуждением трех кардинальных вопросов, сформулированных начальником лаборатории А.М.Васильевым.

Приведем в несколько сокращенном виде эти вопросы, отражая их основное содержание:

1. Есть ли уверенность в том, что системы шифраторов, основанные на размножении вводимых в них знаков ключа в совокупности с мерами по снижению статистических признаков открытой информации, обеспечат абсолютно стойкое шифрование телефонных переговоров.

2. Если на первый вопрос нельзя ответить утвердительно, то в каких формулировках может быть установлена степень гарантируемой стойкости.

3. Что может быть предложено для того, чтобы можно было ответить утвердительно на первый вопрос.

13 апреля состоялось "длинное", трудное и содержательное совещание, хоть и не давшее четких ответов на любой из трех вопросов, но заставившее всех взяться энергичнее за практическое решение задач для трех разработок Марфинской лаборатории. Протокол совещания изложен на 7 страницах. Дадим краткое изложение выступлений участников:

Калачев К.Ф. По первому вопросу ответ отрицательный. По третьему вопросу мнения разделились: часть товарищей (группы №2) считает, что стойкость программных шифраторов может быть обоснована математически, другие считают, что этого можно добиться только при шифровании с соблюдением принципа: знак случайной равновероятной гаммы на знак открытой информации.

М.Л.Дайчик. Математически стойкие системы могут быть только при шифровании "хаотической лентой" при условии "знак на знак". Математического аппарата для анализа стойкости быстродействующих шифраторов нет, его нужно разрабатывать. Надо научиться задачу оценки стойкости решать оценкой сложности решения математических уравнений, определяющих данный шифратор.

Н.А.Тюрин. Любое размножение знаков хаотической гаммы (ключа) не обеспечивает абсолютной стойкости: здесь нарушается основная закономерность хаотической гаммы - независимость последующих знаков от предыдущих.

И.Я.Верченко. По существу первого вопроса можно сказать, что шифратор может быть стойким, либо нестойким. На практике часто бывает так, что мы не можем сказать ни да, ни нет. Идеальная машина с хаотической гаммой ("ленточный шифратор") стойкая, но люди, пользуясь таким шифратором и нарушая правила эксплуатации, делают ее иногда нестойкой. Предлагается следующее: если в результате анализа мы получим очень много равноправных осмысленных решений, среди которых есть и истинное, то надо признать шифратор стойким. Для правительственной комиссии нужно представить доказательство, что разработанная система нерасшифруема, поэтому надо срочно переходить к конкретной позитивной работе.

Ю.Я.Волошенко. Абсолютно стойкие системы, кроме "ленты", создать нельзя. Однако из этого не надо делать практических выводов, так как мы можем создать системы практически стойкие, сколь угодно близко подходящие к системам абсолютным.

А.П.Петерсон. Предлагает исключить из обращения термин "абсолютно стойкая система". Надо идти на определенный риск. Практические системы должны применяться и в то же время усовершенствоваться. На риск надо идти с открытыми глазами, опробовав все методы анализа.

А.М.Васильев. Очевидно, все согласны с тем, что системы должны обладать практической стойкостью с обязательным доказательством того, что она этой стойкостью обладает. Нам не увернуться от того, чтобы определить и норму этой стойкости. Надо создавать математический аппарат и на примерах анализа М-801, М-803 и М-804 доказать, что они практически не дешифруются, что возможно размножение знаков ключевой информации. В то же время следует обратить внимание на разработку носителей с большим объемом информации, в перспективе обеспечивающих шифрование по принципу "знак на знак".

Совещание приняло решение о переходе к практической оценке разрабатываемых систем М-801, М-803 и М-804 (конец протокола №2).

7.6.3. Некоторые итоги работы совещания

В остальных 8 протоколах в апреле-мае 1949 г. были данные о рассмотрении предлагаемых криптосхем и технических решений по трем вариантам шифраторов М-801, М-803, М-804 и приняты соответствующие решения. Были рассмотрены доклады о методах шифрования и критериях оценки стойкости, подготовленные первый - И.Я.Верченко, второй - инженером В.Г.Владимировым.

В протоколах № 8,9,10 приводятся данные об уточнении ключей шифратора М-803 и о длительности сеанса его работы. Последние два заседания проходили в "узком" составе: А.М.Васильев, И.Я.Верченко, А.П.Петерсон, Калачев К.Ф.

В июле 1949 г. "особое совещание" закончило свою работу. Оно ярко высветило состояние криптографии того времени и тем самым помогло сформулировать задачи на ближайшие годы и успешно решить их в дальнейшем.

7.7. Первый успех

7.7.1. Основные трудности в создании быстродействующего шифратора.

Решая проблему синтеза быстродействующего шифратора, казалось проще всего задействовать уже длительное время эксплуатируемые телеграфные шифраторы. Наиболее широко использовались в то время ленточные шифраторы с внешним носителем шифра и дисковые машины - последовательно включенные диски, входные-выходные контакты каждого из которых имеют разную коммутацию после каждого шага вращения дисков.

Как уже отмечалось для вокодерного варианта (2000 бит/сек) расход ленты для обеспечения даже 15 мин. разговора составит около 1 км, а для круглосуточной работы - в сто раз больше. Да и техника конца 40-х годов не могла обеспечить "снятие" знаков, нанесенных на ленту, со скоростью сотни шагов в секунду. Поэтому использование ленточного шифратора отпадало.

В случае использования дисковой машины с 32 контактами необходимо было бы делать 2000/32 = 62,5 шага в секунду, что не обеспечивало надежной работы системы и приводило бы к быстрому износу контактов и частым сбоям.

Таким образом, для создания быстродействующего шифратора надо было найти новые решения с использованием новых элементов, способных работать надежно на высоких скоростях.

В высланных на экспертизу в 6 управления МГБ трех вариантах шифраторов использованы два метода построения схем шифраторов. В двух вариантах в качестве основного узла использовалась дисковая машина, работающая на эксплуатационно-надежных скоростях и выдающая в каждый такт группу двоичных символов, размножаемых далее электронной схемой. В третьем варианте шифратор имел ключевое устройство, использующее пятиразрядную бумажную ленту.

Вместо механических устройств съема знаков с ленты использовался фототрансмиттер, работающий на скорости около 2000 бит/сек. Затем знаки, снимаемые с фототрансмиттера, размножались в электронном устройстве до необходимого соотношения "бит гаммы шифратора на бит шифруемой информации". При этом расход ленты, фиксирующей знаки ключа, резко сокращался.

7.7.2. Выводы

Постановлением Правительства, планами работы лаборатории срок представления испытанных образцов аппарата секретной телефонии был определен - 1 мая 1949 г. В конце мая - начале июня 1949 г. имелись макеты, включающие все узлы аппаратуры, но всесторонних испытаний аппаратуры в целом проведено не было.

Аппаратура работала, но ее основные параметры по качеству речи требовали еще значительного улучшения. Однако май 1949 г. является некоторым рубежом, который был успешно преодолен благодаря напряженной работе коллектива: штатных работников и заключенных.

Под первым успехом лаборатории подразумевается сдача на экспертизу в 6 управление МГБ трех вариантов системы засекреченной связи с описанием устройств речепреобразования, системы передачи информации по каналу связи, шифратора.

Важно при этом заметить, что совместно сотрудниками лаборатории и 6 управления МГБ дано предварительное обоснование гарантированной стойкости всех трех вариантов.

Если в течение 1948 г. (начиная с апреля) основное внимание коллектива уделялось разработке методов компрессии речи и выбору системы шифрования, а также проблеме передачи информации по каналу связи, то в течение первой половины 1949г. все большее внимание стало уделяться разработке быстродействующего шифратора с преодолением больших трудностей в решении проблемы синтеза шифратора и его оценки стойкости математическими методами.

Таким образом, к маю-июню 1949г. Марфинская лаборатория полностью "втянулась" в решение всех фундаментальных проблем, о которых говорилось ранее. И не только втянулась, но и предложила три варианта решения этих проблем. Все было сделано в течение года и двух месяцев, а если учесть тяжелейшие условия работы в течение второго квартала 1948г., то и того меньше. Поэтому, несмотря на формальное невыполнение плановых сроков, можно говорить о первых серьезных успехах лаборатории на ее трудном пути.

© Калачев К.Ф. 1999 год.

Сайт управляется системой uCoz