Кодировочная машина м 427
Фиалка М-125
Спецсвязь — вещь весьма непростая.
И роль шифровальщика очень важна
для сохранения тайны.
Везде, даже там, где кипит океан,
скрывая подводные лодки,
пошлёт за секунды умелый «шаман»
свои криптограммные сводки.
Криптомашина М-125 — внучка легендарной Enigma
М-125, с кодовым название Фиалка, представляет собой электромеханическую 10 роторную шифровальную машину. Была впервые представлена в 1956 году, и стала наиболее популярной шифрмашиной в странах Варшавского договора. Для каждой страны-участника была настроена своя версия Фиалки (клавиатура и пишущая головка адаптированы под язык страны). Большинство машин воспринимало латиницу и кириллицу. Латинский алфавит мог отличаться, кириллица не имела знаков препинания и для всех машин была одинакова. Криптостойкость оценивают порядка 10^18.
Фиалку часто считают «внучкой» Энигмы, правда в ней меньшее количество дисков, а колеса вращаются в одну сторону. Кроме перфокарты используются буквенные ключи, на каждом диске есть своя буква, соответственно набираются диски на вал, потом согласно другого ключа они ставятся в определенную последовательность вращением.
Эта модель свободна от недостатка Энигмы — исключения возможности шифрования буквы самой собой. Хотя машина больше схожа с американской Sigaba, КЛ-7 и — в меньшей степени — Enigma, ее называют русской Enigma.
Фиалка
Sigaba
Была разработана в 1930 годах для армии и флота США и предназначалась для хранения особо важных сообщений на высоком уровне. Использовалась на протяжении Второй мировой вплоть до 1950 годов, так как показала свою надежность. После пятидесятых была заменена на KL-7.
KL-7
В середине 1960 годов М-125 сменила модель М-125-3, была в использовании до начала 1990 годов. М — индексы аппаратуры предварительного закрытия информации. В принципе, машина называется М-125, а Фиалка это имя шифра процедуры. В истории криптографии мало что известно о Фиалке, ведь до 2005 года вся информация об устройстве держалась под грифом «секретно». Три версии шифрмашины были продемонстрированы в 2011 году на выставке американского разведывательного агентства ВВС США в Сан-Антонио. Нужно отметить, что все три устройства были из стран Восточной Европы, прежде всего из ГДР.
В наше время, не то что за фотографию, за то, что увидел такую штуку, отправляли далеко и надолго.
C 1962 года данная модель стала поступать в эксплуатацию в СССР и социалистических странах. На самом деле в истории криптографии мало что известно о Фиалке, ведь до 2005 года вся информация была недоступна и держалась под грифом «секретно».
Служил в учебке под Подольском 1986г. Только за одно слово- «фиалка» или боже упаси «Ромашка», да еще вдруг ляпнешь не по делу «Самолет» или тем паче «Воздух» с двумя нолями… не довезут до тюрьмы- расстрел на месте. Дембельнуться в 1988 г. толком не дали, переслужил 2 месяца из-за задержки выпуска в учебке (смены не было) Кто-то, что-то спер…, всем Союзом искали. Два года ходил под статьей, и еще лет 5 домой звонили, проверяли- дома ли…
Большая часть машин после распада СССР была разобрана или уничтожена. Несколько экземпляров хранятся в частных коллекциях и музеях. Работающая модель представлена в Музее компьютерной истории (Computer History Museum) в США и Блетчли-Парке (Bletchley Park) в Великобритании. Три версии шифрмашины были продемонстрированы в 2011 году на выставке американского разведывательного агентства ВВС США в Сан-Антонио. Нужно отметить, что все три устройства были из стран Восточной Европы, прежде всего из ГДР.
Справа машины есть устройство считывания с бумажной перфоленты, с левой стороны-устройство вставки перфоленты для ввода ключа, сверху расположено устройство для печати и перфорирования ленты.
Насколько известно, под шифровальное устройство Фиалка можно было использовать два различных блока питания. Один из них — весьма простой вариант, в то время как другой содержал передовые разработки защищающие от компрометирующих излучений, минимизирующие риск утечки секретной информации, путем перехвата и анализа различными техническими средствами побочных электромагнитных излучений.
Стандартный блок питания (БП) 26 х 17 х 17 см, устройство питалось от источника постоянного тока напряжением 24 В, а через отдельный блок питания — от сети переменного тока 90 — 260 В (шаг около 10-30 В).
Magic Circuit/ волшебная транзисторная схема
Состоит из нескольких транзисторов, диодов и резисторов, которые установлены на изогнутый бакелитовый носитель, похожий на печатную плату (PCB).В фиалке использовался рефлектор, который соединял пары проводов месте. В более ранних версиях использовались российский транзисторы П701A, в более поздних 2Д603A.
Как и в Enigma, так и в Фиалке был рефлектор, соединяющий пары проводов вместе. Наличие рефлектора гарантировало, что осуществляемое преобразование есть инволюция. Всего 30 контактов, 26 из которых соединены друг с другом попарно, еще было 4 «специальных „провода. Один использовался для замены зашифрованной буквы на оригинальную. Остальные три провода подключены к Magic Circuit, образуют вращающий переключатель. В режиме кодирования контакт “x» подается на выход через «y», «y» через «z», «z» через «х». В режиме декодирования контакты «z» и «y» меняются местами.
На чертеже ниже показана упрощенная схема такого рефлектора
Magic Circuit, на самом деле представляет собой бинарный ротатор (на немецком: Dreipunktschaltung), который комбинирует три сигнала в специальном порядке. Это лучше всего объясняется на рисунке ниже. Если ток входит в контакт отражатель (18), он возвращается от контакта (24). Однако, если ток входит в контакт (24), он возвращается от контакта (16). И, наконец, когда он входит в (16) он возвращается из (18).
Роторы
В центре каждой машины Фиалка 10 различных шифровальных колес (роторов), помеченных буквой русского алфавита:
Для каждой страны Варшавского договора был своя серия набора из 10 роторов. И только на случай войны с Западом существовала серия 0K, которая бы использовалась для отправки закодированных сообщений между данными державами-союзниками.Ротор — диск примерно 10 см в диаметре, сделанный из эбонита или бакелита, с 30 пружинными штыревыми контактами на одной стороне ротора, расположенными по окружности. На другой стороне находилось соответствующее количество плоских электрических контактов. Штыревые и плоские контакты соответствовали буквам в алфавите. Не учитывались буквы «Ё», «Й» и «Ъ». При соприкосновении контакты соседних роторов замыкали электрическую цепь. Существовало два вида роторов: фиксированные и регулируемые. Фиксированные использовались в первых машинах М-125 с 1956 года, только лишь в 1978 году в качестве усовершенствования стали применяться регулируемые. Коллекцию из этих 10 уникальных колес иногда называют «Протон». В регулируемых наборах можно было изменять настройки внешнего кольца, тем самым получая 30 возможных позиций. Существенное отличие Фиалки от других роторных машин — каждый из роторов вращался в направлении противоположном соседним.
Фиксированные роторы
Регулируемые роторы
Перфокарты
До недавнего времени считалось, что оригинальных перфокарт для Фиалки не сохранилось, так как все они, согласно протоколу, должны были быть уничтожены после использования. Верхняя фотография с цифрой 23 — одна уцелевшая оригинальная перфокарт (Tom Perera пожертвовал ее Crypto Museum). М-125 Фиалка имела кард-ридер в левой нижней части.
Фиалка ZIP.
Запасные части и принадлежности размещались в деревянной коробке 268 x 138 x 60 мм. Считалось, что ни одной такой коробки до наших дней не сохранилось, но в 2015 году коллекционерами был собран полный комплект запасных частей для Фиалки.
Удивительная инженерная работа с романтическим названием «Фиалка» — советская шифровальная машина, созданная еще в 1950-е годы, так и осталась не взломанной, высочайшим достижением инженерной мысли для разведки и контрразведки.
Шифровальная техника Советского Союза. Русские «Энигмы». Часть 5
Парадоксально, но в СССР речевые шифраторы появились раньше техники для засекречивания текстовых телеграфных сообщений. Пионерами в этой сфере были еще инженеры из Остехбюро, которые первыми создали макет дискового шифратора. Первые экземпляры действующих шифровальных машин, во многом отличающиеся от иностранных образцов, были предложены отечественным инженером Иваном Павловичем Волоском в 1932 году.
Иван Павлович Волосок. Начальник 2 отделения 8 отдела штаба РККА, главный конструктор первой отечественной серийной шифровальной аппаратуры В-4 в 1935–1938 гг., лауреат Сталинской премии
Одним из них была громоздкая и не очень надежная техника, получившая звучное имя ШМВ-1 (шифровальная машина Волоска 1). В основе её работы был положен принцип наложения гаммы (случайной последовательности знаков) на комбинацию знаков открытого текста, что в итоге создавало неразборчивую криптограмму, взломать которую по тем временам было практически невозможно. На перфоленте были отмечены знаки случайной гаммы, которая изготавливалась на особом устройстве под шифром «Х». Все работы по этой теме шли в 8-м отделе Главного штаба РККА, который был организован в 1931 году. Для замены ШМВ-1, на которой большей частью обкатывались новые решения, в 1934 году пришла шифрмашина В-4. После четырех лет доработок и опытной эксплуатации на заводе №209 им. А. А. Кулакова (столяр завода, погибший героем в стычках с белогвардейцами на Дону) были собраны первые серийные экземпляры. В этой связи И. П. Волосок писал: «Сложность предстоящей задачи заключалась в том, что, поскольку ранее в стране никакой шифровальной техники не было вообще, ориентироваться приходилось только на себя». Производство запустили, но уже в 1939 году инженер Николай Михайлович Шарыгин провел серьезную модернизацию детища Волоска. Новый аппарат получил имя М-100 «Спектр» и с 1940 года выпускался параллельно с прообразом. М-100 в полной комплектности весил впечатляющие 141 кг и состоял из трех ключевых узлов: клавиатуры с контактной группой, механизма протяжки ленты с трансмиттером и специального приспособления для клавиатуры. Уровень энергопотребления всей этой механики очень наглядно отображается массой аккумуляторных батарей – 32 кг. Несмотря на такие гигантские массово-габаритные параметры, «Спектр» вполне сносно использовался в реальных боевых действиях: в Испании 1939 года, на озере Хасан в 1938 году, на Халкин-Голе в 1939 году и в ходе советско-финской войны. Об уровне осведомленности современников касательно отечественной школы шифрования говорит тот факт, что боевое применение М-100 и В-4 до сих пор до конца не рассекречено. В связи с этим есть предположение, что первое использование на поле боя советская шифровальная техника пережила только в 1939 году. Конечно, такие «монстры» поле боя видели очень условно – зашифрованная связь осуществлялась между Генштабом и штабами армий. Опыт применения в войсках был осмыслен (Волосок лично курировал эксплуатацию) и было принято решение о повышении мобильности подразделений шифровальщиков на фронте. В 1939 году в США были закуплены сразу 100 автобусов «Студебеккер», ставшие впоследствии мобильными спецаппаратами шифровальной службы. Получение и прием телеграмм в таких «летучках» стало возможно даже во время марша подразделений.
Рытов Валентин Николаевич. Главный конструктор девяти шифровально-кодировочных машин и аппаратуры с дисковыми шифраторами в период с 1938 по 1967 годы. Лауреат Сталинской премии
Завод №209 также стал родоначальником нового направления отечественной шифровальной техники – производства дисковых шифраторов. Инженер Валентин Николаевич Рытов работал в этой связи над проблемой замены ручных шифров в оперативном звене армия-корпус-дивизия. Удалось создать компактный аппарат массой 19 кг, работающий на многоалфавитном шифровании. Имя новинке дали К-37 «Кристалл» и запустили в серию в 1939 году с планом выпуска по 100 штук в год. Выпускали машинку в Ленинграде, потом эвакуировали в Свердловск (завод №707), а 1947 году сняли с производства.
Общее количество текстовых шифровальных машин перед войной в СССР составляло порядка 246 экземпляров, из них 150 были типа К-37, остальное М-100. С этой техникой работало 1857 человек личного состава шифровальной службы. С среднем скорость передачи и обработки закодированной информации на фронтах войны повысились в 5-6 раз, причем документально подтвержденных фактов взлома этой техники немцами не существует.
На этом история текстовых шифраторов не заканчивается, так как в 1939 году в недрах упоминаемого завода №209 были разработаны опытные образцы техники для кодирования телеграфных сообщений. Это был С-308 (самый массовый впоследствии) для аппарата Бодо и С-309 для советского телеграфа СТ-35, производство которых во время войны было переведено в Свердловск на упоминаемый завод №707. Также были разработаны С-307 в качестве полевой шифрующей приставки к телеграфному аппарату с питанием от аккумулятора и С-306 для присоединения к классическому аппарату Морзе (питание от сети). Вся эта история была следствием технического задания, которое пришло на завод в декабре 1938 из НИИ связи и особой техники РККА им. К. Е. Ворошилова. Также перед самым началом Великой Отечественной, в 1940 году, группа инженера-конструктора П. А. Судакова разработала военный буквопечатающий стартстопный телеграфный аппарат со съемным шифрующим блоком НТ-20.
Телеграфный буквопечатающий аппарат Бодо (2БД-41) двукратного телеграфирования. Стол распределителей. СССР, 1940-е годы
Телеграфный буквопечатающий аппарат Бодо (2БД-41) двукратного телеграфирования. Стол служебных приборов. СССР, 1940-е годы
Телеграфный буквопечатающий аппарат Бодо (2БД-41) двукратного телеграфирования. Стол передатчика. СССР, 1934 год
Телеграфный буквопечатающий аппарат Бодо (2БД-41) двукратного телеграфирования. Стол приемника. СССР, 1940-е года
Его использовали в соответствии с приказом НКО №0095, который напрямую запрещал передачу открытого текста по аппарату Бодо. Особой сложностью выделялось устройство под шифром «Сова», разработанное в Институте №56 Народного комиссариата электропромышленности в 1944 году. Схема базировалась на применении особого кодирования, которое предназначалось для закрытия ВЧ-каналов, образованных техникой НВЧТ-42 «Сокол» в спектре до 10 кГц. НВЧТ-42 – это полевая каналообразующая аппаратура, позволяющая организовывать связь по высокой частоте по медным и железным цепям, а также по кабелю. К этому же классу относится и техника «Нева», осуществляющая засекречивание на линии Москва – Ленинград с лета 1944 года. Прелестью «Невы» было то, что её можно было применять на всей сети правительственной связи, так как она сопрягалась со всеми типами каналообразующей техники ВЧ-связи.
В каких условиях эксплуатации работала текстовая шифровальная техника в годы войны? Для примера: только 8-е Управление РККА за четыре года обработало более 1600 тысяч шифротелеграмм и кодограмм! Суточная нагрузка на штаб фронта считалась нормальной в пределах 400 шифрограмм, а штаб армии — до 60. Управление шифровальной службы Генерального штаба РККА разослало по фронтам более 3200 тысяч комплектов шифров за весь период Великой Отечественной.
Специалисты 8-го Управления Генштаба, помимо создания новых образцов техники, занимались обучением шифровальщиков на фронтах. Так, только конструктор М. С. Козлов был командирован в войска за время войны 32 раза. Прославился конструктор еще до войны, когда в 1937 году принял участие в разработке шифровальной машины М-101 «Изумруд», которая выгодно отличалась от предшественников своей компактностью и легкостью. Позже именно группа Козлова вывезла в мае 1945 года из Карлхорста и Потсдама в рамках репараций три вагона спецоборудования, которое в дальнейшем использовалось в мастерских по ремонту отечественной шифровально-кодировочной техники. Примечательно, что после войны на флоте были созданы подразделения водолазов, занимающиеся исключительно обследованием потопленных немецких кораблей на предмет поиска всего, что связано с шифрованием связи. Осмысление шифровального опыта фашистской Германии стало определенной вехой отечественной инженерной школы криптографов.
По материалам:
Бабаш А. В., Гольев Ю. И., Ларин Д. А., Шанкин Г. П. Криптографические идеи XIX века // Защита информации.
Быховский М. А. Круги памяти. Очерки истории развития радиосвязи и вещания в ХХ столетии».
Гареев М. А. Непреходящие уроки сорок первого // Независимое военное обозрение.
Гольев Ю. И., Ларин Д. А., Тришин А. Е., Шанкин Г. П. Криптография: страницы истории тайных операций.
Ларин Д. А. Советская шифровальная служба в годы Великой Отечественной войны.
Как советский шифровальный аппарат «Фиалка» уделал «Энигму» (3 фото)
В первые годы холодной войны Советскому Союзу был остро необходим надежный способ шифрования сообщений, которые отправлялись его союзникам. Это была чрезвычайно трудная задача: ведь предыдущая вершина криптографического мастерства, немецкая «Энигма», была в конечном итоге взломана.
К тому же, эта новая советская система секретных коммуникаций должна была не только быть абсолютно неприступной, но и работать на таких разных языках как польский, венгерский, немецкий, румынский, испанский и, разумеется, русский. Иными словами, Советскому Союзу нужно было настоящее технологическое чудо.
Таким чудом и стал шифровальный аппарат «Фиалка». Созданная в конце Второй мировой войны и введенная в эксплуатацию в 1956 году, «Фиалка» заменила собой «Альбатрос», советскую шифровальную машину, которая и сама по себе была более сложной, чем немецкая «Энигма».
К началу семидесятых годов шифровальные машины «Фиалка» широко применялись как членами Варшавского договора, так и прочими коммунистическими странами по всему миру. Они обеспечивали секретность правительственных коммуникаций коммунистических режимов вплоть до начала девяностых годов.
И, тем не менее, даже само существование «Фиалки» оставалось глубоко засекреченным. Россия рассекретила информацию об этой машине лишь в 2005 году, однако, по словам некоторых исследователей, собрать какие-либо подробные данные об этом уникальном устройстве до сих пор очень трудно.
Впрочем, любой американец сегодня может, наконец, своими глазами увидеть «Фиалку: в этом году в музее шпионажа КГБ в Нью-Йорке был выставлен один образец. Эта модель является одной из первых, когда-либо выставленных на обозрение широкой публики.
Методы шифрования, которые использовались в «Фиалке», были передовыми по тем временам, но базовая технология все же была старой. Как и немецкая «Энигма», это была электромеханическая шифровальная машина колесного типа. Ее клавиатура напоминала обычную пишущую машинку, но корпус больше походил на какой-то особо продвинутый арифмометр, оснащенный целым рядом роторов, которые заменяли буквы, вводимые оператором, на другие.
Таким образом, машина кодировала сообщение, а затем коммутатор, или электрический переключатель, располагал буквы в случайной последовательности. В конечном итоге, сообщение набивалось методом перфорирования на тикерную ленту, которая затем могла быть вставлена в аналогичный аппарат, и текст легко расшифровывался.
Изначально эта шифровальная машина в основном использовалась Министерством обороны СССР, причем уровень секретности «Фиалки» был настолько высок, что даже солдаты, обученные работать на ней, должны были давать специальную подписку, в которой давали обязательство не выезжать за границу в течение двух лет.
В устройстве «Фиалки» были учтены и устранены недостатки «Энигмы»: шифрование на этой советской машине было более безопасным, поскольку в нем использовалось 10 вращающихся головок с буквами, в то время как в немецком шифровальном аппарате таких головок было три или четыре. Когда происходила замена головки, «Фиалка» начинала шифровать каждую букву по-новому. В общей сложности, по словам экспертов, она была способна генерировать более 500 триллионов различных кодов.
«Сделать хороший код всегда было несколько проще, чем взломать хороший код», – написал Стивен Бадянски в своей книге «Code Warriors». По словам автора, который много лет посвятил исследованию попыток Агентства национальной безопасности США взломать советские шифры, а затем описал этот процесс в «Code Warriors», коды, которые генерировала «Фиалка», можно было взломать только благодаря человеческой ошибке, злонамеренному хищению или неповиновению.
«Разумеется, зашифровать что-то всегда легче, чем расшифровать, – сказал он. Те значительные «пробоины», которые Соединенным Штатам и Советскому Союзу удалось сделать в годы холодной войны в системах безопасности друг друга, стали возможны либо благодаря «прямым способам», таким как кража таблиц с ключами к кодам, или ошибкам в процедурах, которые приводили к попаданию в руки противника важных данных, касающихся внутренних алгоритмов скремблирования в шифровальных системах.
Хотя такие инструменты как шифровальная машина «Фиалка» давно превратились в предмет китча, благодаря многочисленным сайтам для любителей шпионских программ, секретность как таковая никуда не исчезла. В последние годы параноидальное мышление все больше охватывает Кремль, и вместо того, чтобы признать итоги исторических событий и смотреть в будущее, нынешнее российское правительство всячески поощряет возвеличивание и восхваление прошлого, того самого, где народ был угнетен, повсюду царила секретность и в обществе распространялся страх.
В наши дни искусство хранить информацию в тайне коренным образом изменилось. Шифровальные машины навсегда остались в прошлом, уступив место кодирующим устройствам, гораздо более мощным, чем все, о чем только могли мечтать «солдаты холодной войны»: смартфонам.