Книга шифров. Тайная история шифров и их расшифровки
Шрифт:
Изложенная здесь история о шифрах Биля может сподвигнуть вас самому взяться за эту задачу. Соблазн в виде неразгаданного шифра девятнадцатого века, наряду с сокровищем стоимостью 20 миллионов долларов, способен оказаться неодолимым. Но прежде чем отправиться по следу сокровища, выслушайте совет, который дал автор брошюры:
Прежде чем я передам эти бумаги широкой общественности, мне бы хотелось обратиться к тем, кто мог бы проявить к ним интерес, и дать им небольшой совет, исходя из своего горького опыта. Это — уделяйте этой задаче столько времени, сколько Вы можете выкроить из своих дел, но если у Вас нет ни капли свободного времени, оставьте ее… И еще раз повторю, никогда не приносите в жертву, как это случилось со мной, свои интересы и интересы своей семьи тому, что может оказаться иллюзией; но, как я уже говорил, когда день позади и вся работа сделана, а Вы уютно сидите перед очагом, немножко времени, посвященного этой задаче, никому не смогут принести вред, а лишь только пользу и награду.
Рис. 25 Часть карты геологической съемки США 1891 года. Радиус круга — четыре мили, а его центр расположен в таверне Бафорда, месте, о котором упоминается во втором шифре.
3 Механизация шифрования
В конце девятнадцатого века криптография пребывала в замешательстве. С тех пор, как усилиями Бэббиджа и Касиски шифр Виженера перестал быть надежным, криптографы искали новый шифр, шифр, который смог бы заново обеспечить секретность связи, давая тем самым возможность бизнесменам и военным пользоваться оперативностью телеграфа, не опасаясь, что их сообщения будут перехвачены и дешифрованы. Кроме того, на рубеже двух столетий итальянский физик Гульельмо Маркони изобрел гораздо более эффективный способ передачи сообщений на дальние расстояния, для которого необходимость В надежном шифровании стала еще более актуальной.
В 1894 году Маркони начал эксперименты с любопытным свойством электрических цепей. При бпределенных условиях, если по одному проводу протекал электрический ток, то он вызывал возникновение тока и в другом проводе, находящемся на некотором расстоянии и изолированном от первого. Усовершенствовав конструкцию двух цепей, повысив мощность и добавив антенны, Маркони вскоре сумел передавать и получать сигналы на расстояние до 2,5 км. Телеграф существовал уже полвека, но для него требовались провода, чтобы передать сообщение от отправителя адресату. У системы же Маркони перед ним было огромное преимущество, поскольку для нее не требовалось никаких проводов — сигнал распространялся, словно по волшебству, через воздух.
В 1896 году в поисках финансовой поддержки своей идеи Маркони переехал в Британию, где подал первую патентную заявку. Продолжая свои эксперименты, он увеличил дальность радиосвязи, вначале передав сообщение на 15 км через Бристольский залив, а затем и на 53 км через пролив Ла-Манш во Францию. В это же время он начал искать коммерческое применение своему изобретению, указывая потенциальным спонсорам на два основных преимущества радио: для него не требуется строительства дорогостоящих телеграфных линий и с его помощью можно посылать сообщения между отдаленными пунктами.
Он провернул великолепный рекламный трюк в 1899 году, оснастив два корабля радио, так что журналисты, освещающие гонку «Кубок Америки» — важнейшую гонку парусных яхт в мире, — могли посылать репортажи о ходе гонки в Нью-Йорк для завтрашних выпусков газет.
Интерес возрос еще больше, когда Маркони развеял миф, что радиосвязь ограничивается горизонтом. Критики аргументировали это тем, что поскольку радиоволны не могут изгибаться и идти вдоль поверхности Земли из-за ее кривизны, радиосвязь будет ограничена сотней километров или около того. Маркони попытался доказать их неправоту, посылая сигналы из Полду в Корнуолле в Сент-Джон в Ньюфаундленде на расстояние 3500 км. В декабре 1901 года, в течение трех часов ежедневно, передатчик из Полду снова и снова посылал букву в (точка-точка-точка), а в это время Маркони стоял на продуваемых всеми ветрами скалах Ньюфаундленда, стараясь поймать радиосигналы. День за днем он запускал ввысь гигантского воздушного змея, который, в свою очередь, поднимал высоко в воздух антенну. 12 декабря вскоре после полудня Маркони наконец услышал три очень слабых точки, — это было первое трансатлантическое радиосообщение. Успех Маркони оставался необъяснимым до 1924 года, когда физики обнаружили наличие ионосферы — слоя атмосферы, нижняя граница которого находится на высоте примерно 60 км над поверхностью Земли. Ионосфера действует как зеркало, отражая радиоволны. Радиоволны также отражаются и от поверхности Земли, поэтому радиосигналы, несколько раз отразившись от ионосферы и Земли, могут достичь любой точки планеты.
Изобретение Маркони раздразнило военных, которые смотрели на него со смесью вожделения и смятения. Тактические преимущества радио бесспорны: оно позволяет установить прямую связь между любыми двумя точками, не требуя для этого проводов. Прокладка такого провода зачастую нецелесообразна, иногда попросту невозможна. Прежде, например, у командующего флотом, находящегося в порту, не было возможностей поддерживать связь со своими кораблями, которые могли пропадать месяцами напролет, радио же позволит ему координировать действия кораблей, где бы они ни находились. Точно также радио даст возможность генералам управлять войсками во время кампаний, обеспечивая непрерывную связь с ними независимо от их передвижений. Все это становится возможным благодаря природе радиоволн, которые распространяются во всех направлениях и доходят до получателей, где бы те ни находились.
Однако такая способность радиоволн распространяться во всех направлениях является огромным недостатком с военной точки зрения, поскольку сообщения будут попадать и к тому, кому они предназначены, и, неизбежно, к противнику. Поэтому неотвратимо встала задача обеспечения стойкого шифрования. Если противник сможет перехватывать все передаваемые по радио сообщения, тогда криптографы должны будут отыскать способ воспрепятствовать им дешифровать эти сообщения.
Благо и проклятие радио — простота осуществления связи и легкость перехвата — особенно отчетливо проявились, когда разразилась Первая мировая война. Все ее участники стремились воспользоваться его возможностями, но не представляли, как обеспечить секретность. Таким образом, оба этих фактора, появление радио и Первая мировая война, резко обострили потребность в стойком шифровании. Имелась надежда, что будет придуман какой-нибудь новый шифр, который сможет обеспечить секретность в интересах военного командования. Однако в период между 1914 и 1918 годами ничего существенного сделано не было, был лишь только составлен каталог криптографических ошибок и неудач. Шифровальщики изобрели несколько новых шифров, но, один за другим, все они были раскрыты.
Одним из самых известных военных шифров был немецкий шифр ADFGVX, который стал применяться 5 марта 1918 года, как раз перед крупным немецким наступлением, начавшимся 21 марта. Успех немецкого наступления, как и любого другого, основывался на факторе внезапности, и рабочая группа криптографов выбрала шифр ADFGVX из ряда предложенных, считая, что он обеспечивает наилучшую стойкость. Фактически же они были уверены, что этот шифр является невзламываемым. Стойкость этого шифра заключается в его запутанной структуре, в которой сочетались и замена, и перестановка (см. Приложение Р).
К началу июня 1918 года немецкая артиллерия находилась всего в 100 км от Парижа и готовилась к завершающему удару. У союзников оставалась единственная надежда — взломать шифр ADFGVX, чтобы установить, где именно немцы планируют прорвать их оборону. К счастью, у них имелось секретное оружие — криптоаналитик по имени Жорж Пэйнвин. Этот смуглый, стройный француз с острым умом открыл в себе призвание к разгадыванию криптографических головоломок только после случайной встречи с сотрудником французского Бюро шифров вскоре после того, как разразилась война.
Впоследствии его бесценное умение было посвящено выявлению слабых мест немецких шифров. Круглыми сутками он старался взломать шифр ADFGVX и за это время похудел на 15 кг.
В конце концов, ночью 2 июня он сумел дешифровать сообщение, зашифрованное шифром ADFGVX. Удача Пэйнвина привела к возникновению лавины других дешифровок, среди которых было сообщение, содержащее приказ: «Боеприпасы для стремительного наступления. Даже днем, если не видно».