Классический криптоанализ
На протяжении многих веков люди придумывали хитроумные способы сокрытия информации — шифры, в то время как другие люди придумывали еще более хитроумные способы вскрытия информации — методы взлома.
В этом топике я хочу кратко пройтись по наиболее известным классическим методам шифрования и описать технику взлома каждого из них.
Шифр Цезаря
Самый легкий и один из самых известных классических шифров — шифр Цезаря отлично подойдет на роль аперитива.
Шифр Цезаря относится к группе так называемых одноалфавитных шифров подстановки. При использовании шифров этой группы «каждый символ открытого текста заменяется на некоторый, фиксированный при данном ключе символ того же алфавита» wiki.
Способы выбора ключей могут быть различны. В шифре Цезаря ключом служит произвольное число k, выбранное в интервале от 1 до 25. Каждая буква открытого текста заменяется буквой, стоящей на k знаков дальше нее в алфавите. К примеру, пусть ключом будет число 3. Тогда буква A английского алфавита будет заменена буквой D, буква B — буквой E и так далее.
Для наглядности зашифруем слово HABRAHABR шифром Цезаря с ключом k=7. Построим таблицу подстановок:
| a | b | c | d | e | f | g | h | i | j | k | l | m | n | o | p | q | r | s | t | u | v | w | x | y | z |
| h | i | j | k | l | m | n | o | p | q | r | s | t | u | v | w | x | y | z | a | b | c | d | e | f | g |
И заменив каждую букву в тексте получим: C(‘HABRAHABR’, 7) = ‘OHIYHOHIY’.
При расшифровке каждая буква заменяется буквой, стоящей в алфавите на k знаков раньше: D(‘OHIYHOHIY’, 7) = ‘HABRAHABR’.
Криптоанализ шифра Цезаря
Малое пространство ключей (всего 25 вариантов) делает брут-форс самым эффективным и простым вариантом атаки.
Для вскрытия необходимо каждую букву шифртекста заменить буквой, стоящей на один знак левее в алфавите. Если в результате этого не удалось получить читаемое сообщение, то необходимо повторить действие, но уже сместив буквы на два знака левее. И так далее, пока в результате не получится читаемый текст.
Аффиный шифр
Рассмотрим немного более интересный одноалфавитный шифр подстановки под названием аффиный шифр. Он тоже реализует простую подстановку, но обеспечивает немного большее пространство ключей по сравнению с шифром Цезаря. В аффинном шифре каждой букве алфавита размера m ставится в соответствие число из диапазона 0… m-1. Затем при помощи специальной формулы, вычисляется новое число, которое заменит старое в шифртексте.
Процесс шифрования можно описать следующей формулой:
,
где x — номер шифруемой буквы в алфавите; m — размер алфавита; a, b — ключ шифрования.
Для расшифровки вычисляется другая функция:
,
где a -1 — число обратное a по модулю m. Это значит, что для корректной расшифровки число a должно быть взаимно простым с m.
С учетом этого ограничения вычислим пространство ключей аффиного шифра на примере английского алфавита. Так как английский алфавит содержит 26 букв, то в качестве a может быть выбрано только взаимно простое с 26 число. Таких чисел всего двенадцать: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23 и 25. Число b в свою очередь может принимать любое значение в интервале от 0 до 25, что в итоге дает нам 12*26 = 312 вариантов возможных ключей.
Криптоанализ аффиного шифра
Очевидно, что и в случае аффиного шифра простейшим способом взлома оказывается перебор всех возможных ключей. Но в результате перебора получится 312 различных текстов. Проанализировать такое количество сообщений можно и в ручную, но лучше автоматизировать этот процесс, используя такую характеристику как частота появления букв.
Давно известно, что буквы в естественных языках распределены не равномерно. К примеру, частоты появления букв английского языка в текстах имеют следующие значения:
Т.е. в английском тексте наиболее встречающимися буквами будут E, T, A. В то время как самыми редкими буквами являются J, Q, Z. Следовательно, посчитав частоту появления каждой буквы в тексте мы можем определить насколько частотная характеристика текста соответствует английскому языку.
Для этого необходимо вычислить значение:
,
где ni — частота i-й буквы алфавита в естественном языке. И fi — частота i-й буквы в шифртексте.
Чем больше значение χ, тем больше вероятность того, что текст написан на естественном языке.
Таким образом, для взлома аффиного шифра достаточно перебрать 312 возможных ключей и вычислить значение χ для полученного в результате расшифровки текста. Текст, для которого значение χ окажется максимальным, с большой долей вероятности и является зашифрованным сообщением.
Разумеется следует учитывать, что метод не всегда работает с короткими сообщениями, в которых частотные характеристики могут сильно отличатся от характеристик естественного языка.
Шифр простой замены
Очередной шифр, относящийся к группе одноалфавитных шифров подстановки. Ключом шифра служит перемешанный произвольным образом алфавит. Например, ключом может быть следующая последовательность букв: XFQABOLYWJGPMRVIHUSDZKNTEC.
При шифровании каждая буква в тексте заменяется по следующему правилу. Первая буква алфавита замещается первой буквой ключа, вторая буква алфавита — второй буквой ключа и так далее. В нашем примере буква A будет заменена на X, буква B на F.
При расшифровке буква сперва ищется в ключе и затем заменяется буквой стоящей в алфавите на той же позиции.
Криптоанализ шифра простой замены
Пространство ключей шифра простой замены огромно и равно количеству перестановок используемого алфавита. Так для английского языка это число составляет 26! = 2 88 . Разумеется наивный перебор всех возможных ключей дело безнадежное и для взлома потребуется более утонченная техника, такая как поиск восхождением к вершине:
- Выбирается случайная последовательность букв — основной ключ. Шифртекст расшифровывается с помощью основного ключа. Для получившегося текста вычисляется коэффициент, характеризующий вероятность принадлежности к естественному языку.
- Основной ключ подвергается небольшим изменениям (перестановка двух произвольно выбранных букв). Производится расшифровка и вычисляется коэффициент полученного текста.
- Если коэффициент выше сохраненного значения, то основной ключ заменяется на модифицированный вариант.
- Шаги 2-3 повторяются пока коэффициент не станет постоянным.
Шифр Полибия
Еще один шифр подстановки. Ключом шифра является квадрат размером 5*5 (для английского языка), содержащий все буквы алфавита, кроме J.
При шифровании каждая буква исходного текста замещается парой символов, представляющих номер строки и номер столбца, в которых расположена замещаемая буква. Буква a будет замещена в шифртексте парой BB, буква b — парой EB и так далее. Так как ключ не содержит букву J, перед шифрованием в исходном тексте J следует заменить на I.
Например, зашифруем слово HABRAHABR. C(‘HABRAHABR’) = ‘AB BB EB DA BB AB BB EB DA’.
Криптоанализ шифра Полибия
Шифр имеет большое пространство ключей (25! = 2 83 для английского языка). Однако единственное отличие квадрата Полибия от предыдущего шифра заключается в том, что буква исходного текста замещается двумя символами.
Поэтому для атаки можно использовать методику, применяемую при взломе шифра простой замены — поиск восхождением к вершине.
В качестве основного ключа выбирается случайный квадрат размером 5*5. В ходе каждой итерации ключ подвергается незначительным изменениям и проверяется насколько распределение триграмм в тексте, полученном в результате расшифровки, соответствует распределению в естественном языке.
Перестановочный шифр
Помимо шифров подстановки, широкое распространение также получили перестановочные шифры. В качестве примера опишем Шифр вертикальной перестановки.
В процессе шифрования сообщение записывается в виде таблицы. Количество колонок таблицы определяется размером ключа. Например, зашифруем сообщение WE ARE DISCOVERED. FLEE AT ONCE с помощью ключа 632415.
Так как ключ содержит 6 цифр дополним сообщение до длины кратной 6 произвольно выбранными буквами QKJEU и запишем сообщение в таблицу, содержащую 6 колонок, слева направо:
Для получения шифртекста выпишем каждую колонку из таблицы в порядке, определяемом ключом: EVLNE ACDTK ESEAQ ROFOJ DEECU WIREE.
При расшифровке текст записывается в таблицу по колонкам сверху вниз в порядке, определяемом ключом.
Криптоанализ перестановочного шифра
Лучшим способом атаки шифра вертикальной перестановки будет полный перебор всех возможных ключей малой длины (до 9 включительно — около 400 000 вариантов). В случае, если перебор не дал желаемых результатов, можно воспользоваться поиском восхождением к вершине.
Для каждого возможного значения длины осуществляется поиск наиболее правдоподобного ключа. Для оценки правдоподобности лучше использовать частоту появления триграмм. В результате возвращается ключ, обеспечивающий наиболее близкий к естественному языку текст расшифрованного сообщения.
Шифр Плейфера
Шифр Плейфера — подстановочный шифр, реализующий замену биграмм. Для шифрования необходим ключ, представляющий собой таблицу букв размером 5*5 (без буквы J).
Процесс шифрования сводится к поиску биграммы в таблице и замене ее на пару букв, образующих с исходной биграммой прямоугольник.
Рассмотрим, в качестве примера следующую таблицу, образующую ключ шифра Плейфера:
Зашифруем пару ‘WN’. Буква W расположена в первой строке и первой колонке. А буква N находится во второй строке и третьей колонке. Эти буквы образуют прямоугольник с углами W-E-S-N. Следовательно, при шифровании биграмма WN преобразовывается в биграмму ES.
В случае, если буквы расположены в одной строке или колонке, результатом шифрования является биграмма расположенная на одну позицию правее/ниже. Например, биграмма NG преобразовывается в биграмму GP.
Криптоанализ шифра Плейфера
Так как ключ шифра Плейфера представляет собой таблицу, содержащую 25 букв английского алфавита, можно ошибочно предположить, что метод поиска восхождением к вершине — лучший способ взлома данного шифра. К сожалению, этот метод не будет работать. Достигнув определенного уровня соответствия текста, алгоритм застрянет в точке локального максимума и не сможет продолжить поиск.
Чтобы успешно взломать шифр Плейфера лучше воспользоваться алгоритмом имитации отжига.
Отличие алгоритма имитации отжига от поиска восхождением к вершине заключается в том, что последний на пути к правильному решению никогда не принимает в качестве возможного решения более слабые варианты. В то время как алгоритм имитации отжига периодически откатывается назад к менее вероятным решениям, что увеличивает шансы на конечный успех.
Суть алгоритма сводится к следующим действиям:
- Выбирается случайная последовательность букв — основной-ключ. Шифртекст расшифровывается с помощью основного ключа. Для получившегося текста вычисляется коэффициент, характеризующий вероятность принадлежности к естественному языку.
- Основной ключ подвергается небольшим изменениям (перестановка двух произвольно выбранных букв, перестановка столбцов или строк). Производится расшифровка и вычисляется коэффициент полученного текста.
- Если коэффициент выше сохраненного значения, то основной ключ заменяется на модифицированный вариант.
- В противном случае замена основного ключа на модифицированный происходит с вероятностью, напрямую зависящей от разницы коэффициентов основного и модифицированного ключей.
- Шаги 2-4 повторяются около 50 000 раз.
Для расчета коэффициентов, определяющих принадлежность текста к естественному языку лучше всего использовать частоты появления триграмм.
Шифр Виженера
Шифр Виженера относится к группе полиалфавитных шифров подстановки. Это значит, что в зависимости от ключа одна и та же буква открытого текста может быть зашифрована в разные символы. Такая техника шифрования скрывает все частотные характеристики текста и затрудняет криптоанализ.
Шифр Виженера представляет собой последовательность нескольких шифров Цезаря с различными ключами.
Продемонстрируем, в качестве примера, шифрование слова HABRAHABR с помощью ключа 123. Запишем ключ под исходным текстом, повторив его требуемое количество раз:
Цифры ключа определяют на сколько позиций необходимо сдвинуть букву в алфавите для получения шифртекста. Букву H необходимо сместить на одну позицию — в результате получается буква I, букву A на 2 позиции — буква C, и так далее. Осуществив все подстановки, получим в результате шифртекст: ICESCKBDU.
Криптоанализ шифра Виженера
Первая задача, стоящая при криптоанализе шифра Виженера заключается в нахождении длины, использованного при шифровании, ключа.
Для этого можно воспользоваться индексом совпадений.
Индекс совпадений — число, характеризующее вероятность того, что две произвольно выбранные из текста буквы окажутся одинаковы.
Для любого текста индекс совпадений вычисляется по формуле:
,
где fi — количество появлений i-й буквы алфавита в тексте, а n — количество букв в тексте.
Для английского языка индекс совпадений имеет значение 0.0667, в то время как для случайного набора букв этот показатель равен 0.038.
Более того, для текста зашифрованного с помощью одноалфавитной подстановки, индекс совпадений также равен 0.0667. Это объясняется тем, что количество различных букв в тексте остается неизменным.
Это свойство используется для нахождения длины ключа шифра Виженера. Из шифртекста по очереди выбираются каждая вторая буквы и для полученного текста считается индекс совпадений. Если результат примерно соответствует индексу совпадений естественного языка, значит длина ключа равна двум. В противном случае из шифртекста выбирается каждая третья буква и опять считается индекс совпадений. Процесс повторяется пока высокое значение индекса совпадений не укажет на длину ключа.
Успешность метода объясняется тем, что если длина ключа угадана верно, то выбранные буквы образуют шифртекст, зашифрованный простым шифром Цезаря. И индекс совпадений должен быть приблизительно соответствовать индексу совпадений естественного языка.
После того как длина ключа будет найдена взлом сводится к вскрытию нескольких шифров Цезаря. Для этого можно использовать способ, описанный в первом разделе данного топика.
P.S.
Исходники всех вышеописанных шифров и атак на них можно посмотреть на GitHub.
Ссылки
1. Криптоанализ классических шифров на сайте practicalcryptography.com.
2. Частотные характеристики английского языка на сайте practicalcryptography.com
3. Описание алгоритма имитации отжига на wikipedia
4. Описание поиска восхождением к вершине на wikipedia
- Криптоанализ
- шифр Цезаря
- шифр Виженера
- шифр простой замены
- перестановочный шифр
- шифр Полибия
- аффинный шифр
- шифр Плейфера
Советские шифры во Второй Мировой войне
С изобретением Александром Поповым радио, человечество вошло в эпоху, когда информация могла пройти огромные расстояния и дойти до получателя в считанные мгновения. Конечно, военная индустрия не обошла стороной эту инновацию. Использование этой технологии поставило два вопроса: «Как защитить свою информацию от противника?» и «Как получить доступ к чужой информации?». Моя статья посвящена ответам на эти вопросы, продемонстрированным во время Второй Мировой войны. Структурно, это статья — общий обзор на шифры советской стороны. Более подробную информацию вы сможете найти в конце публикации.
Шифр Рамзая
Для начала следует отметить, что советские шифры представляли собой так называемые «ручные шифры», разработка которых значительно опережала общемировой уровень развития криптографии в этой области. Данный вид шифров состоял из так называемого шахматного шифра, наложенного на иные способы тайнописи.
Шифр Рихарда Зорге, руководителя японской резидентуры ГРУ «Рамзай», есть типичный образец действующих шифросистем всех советских спецслужб. Телеграммы в Москву Зорге составлялись преимущественно на английском языке, потому в качестве ключа построения шахматного шифра использовалось слово SUBWAY. Ключ выписывался в верхней строке квадратной таблицы. А в оставшиеся клетки по порядку проставлялись буквы английского алфавита, не вошедшие в ключ. Тогда для ключа SUBWAY мы имеем следующую таблицу:
Точка и слеш необходимы для обозначения разделения слов или перехода на цифровой текст.
Таблица использовалась только для перевода символов в цифровые обозначения. В качестве второго шага построения шифра Зорге использовал анаграмму ASINTOER ( a sin to err — грех в заблуждении) в которую входили наиболее часто встречающиеся символы в английской речи. Для этого он нумеровал входящие в анаграмму буквы в таблице по порядку сверху вниз и получал новую таблицу.
В итоге получалась следующий шифр, который и является шифром Рамзая:
В верхней строке мы видим наиболее часто встречающиеся в английском языке буквы, которым даны цифровые обозначения от 0 до 7. В две оставшиеся строки выписаны по порядку остальные буквы из таблицы SUBWAY. Они получают обозначения в виде двоичных чисел от 80 до 99. Как видно, в верхней строке конечные клетки под номерами 8 и 9 пустые. Эти цифры становятся номерами строк в ключевой таблице. Таким образом, здесь мы имеем воплощение идеи так называемого пропорционального шифра, позволяющее резко уменьшить количество входящих в шифрограмму знаков.
В качестве примера приведем шифрование следующей телеграммы на немецком языке: «DAL. DER SOWJETISCHEFERNE OSTEN KANN ALS SICHER VOR EINEM ANGRIFF JAPANS ERACHTET WERDEN. RAMSAY» (DAL. Советский Дальний Восток может не опасаться нападения Японии. Рамзай.). DAL — так называемый обратный адрес, который должны были отправлять в каждой радиограмме. В данном случае DAL — дальний восток.
Воспользуемся конечной таблицей для зашифровки сообщения и получаем:
Шифротекст разведчики разбивали на пятизначные группы, последние цифры криптограммы или дополняли до полной «пятёрки» нулями, или просто удаляли.
М-100 «Спектр»
Теоретическую основу шифровальной техники в СССР заложил инженер И.П.Волосок в 1930 году. Впоследствии он стал ведущим конструктором отечественной шифротехники довоенного и послевоенного периодов. Им был предложен принцип наложения случайной последовательности знаков на комбинацию знаков открытого текста.
Данный способ шифрования также называется аддитивным шифром. В нем используется сложение по модулю исходного текста с гаммой, представленных в численном виде. Для современного шифрования можно пользоваться кодировками, такими как ASCII или UTF-8. Гамма же либо выбирается заранее, либо генерируется при помощи регистра сдвига.
Для примера работы алгоритма приведем процесс шифрования следующего короткого сообщения: 1я белорусская армия
Используя следующую гамму: ХОЛМ
А в качестве кодировки воспользуемся следующей таблицей:
Для удобства составим таблицу из 3 строк. Первая строка заполнена символами открытого текста, вторая — гамма, повторяющаяся до длины первой строки, последняя — шифротекст, полученный в результате сложения по модулю размерности алфавита.
В результате имеем: «кгкнъъъэ 1эшхдкм8ыфв» , что фактически нечитабельно, к тому же видно что данное шифрование нелинейно, т.к. 4, 5 и 6 символы в шифротексте представлены одинаковыми символами.
На основе данного алгоритма была сконструирована ШМВ-1 в 1932 году. Позже, в связи с ненадежностью, была сконструирована В-4.
В 1939 году В.М.Шарыгиным была проведена модернизация шифра В-4. Новые машины получила название М-100 «Спектр» и производилась параллельно с В-4. Сама М-100 состояла из 3 основных узлов — клавиатуры с контактными группами, лентопротяжного механизма с трансмиттером и приспособления, устанавливаемого на клавиатуру пишущей машинки, и 7 дополнительных блоков. Главным его недостатком был вес — 141 кг. тем не менее он выпускался с 1938 года.
Впервые данное оборудование было применено во время гражданской войны в Испании (1936 — 1939) и во время советско-финской войны (1939 — 1940). Шифрованная связь в этих военных конфликтах осуществлялась в звене Генеральный штаб — Штаб армии. Боевой опыт осуществления скрытого управления войсками показал, что для успешного применения машинного шифрования необходима обособленная работа шифровальных органов РККА (Рабоче-Крестьянская Красная Армия). Кроме того, было необходимо обеспечить конспирацию в работе шифровальщиков и их достаточную мобильность.
Для этих целей в 1939 году в США были закуплены 100 автобусов «студебекер» и переоборудованы под спецаппараты-шифроорганы. Стало возможно производить работу по приему и отправке зашифрованных сообщений не только во время остановки, но и во время движения колонн.
К-37 «Кристалл»
Как альтернатива М-100, в 1939 году под руководством Н.В.Рытова была создана новая шифровальная машина K-37, основанная на алгоритме полиалфавитного шифрования.
Полиалфавитный шифр — циклическое применение нескольких моноалфавитных шифров к определенному числу букв открытого текста. Пусть мы имеем последовательность символов а[1], а[2], . , а[2n], а также n моноалфавитных шифров. Принцип работы прост: для каждого символа с номером от 1 до N включительно, применяется шифр с соответствующим номером, начиная с N + 1, шифры применяются повторно в той же последовательности.
Важное преимущество такого шифра — маскировка частот проявления букв в открытом тексте.
По сравнению с М-100, К-37 весил всего 19 кг, что повысило мобильность штабов. В 1939 году эта машина поступила в серийное производство. К 1940 году было выпущено 150 комплектов К-37 и 96 комплектов М-100. Эта техника позволила в 5-6 раз повысить скорость обработки шифротелеграмм.
В первый год Отечественной войны немецкими войсками был захвачен образец «К-37» и оценен специалистами, как крайне примитивный. О потере машины было известно советскому командованию, и в дальнейшем она на Западном фронте не использовалась. Шифровальная машина применялась на Дальнем Востоке до 1945 года, а в 1947 году была снята с вооружения.
ВЧ-связь
«ЕС»
Помимо телеграфных сообщений, как способ передачи информации на фронте и в тылу, использовалось телефонирование. Его также было необходимо шифровать.
В 1930 году были сданы в эксплуатацию первые линии междугородной правительственной высокочастотной связи (ВЧ-связь) Москва — Ленинград и Москва — Харьков. К началу Великой Отечественной войны ВЧ-связь была организована между Москвой и большинством столиц союзных республик, многими областными центрами, военными округами.
Сама технология ВЧ-связи, без применения аппаратов шифрования, могла защитить только от прямого прослушивания. Дело в том, что по проводам передавался ток высокой частоты, модулированный звуковым сигналом от мембраны телефона.Такой сигнал не воспринимается человеческим ухом без соответствующего оборудования. А вот если его пропустить через демодулятор, то разговор восстанавливается.
В связи с этим в 1935 — 1936 годах на заводе «Красная заря» было создано устройство автоматического засекречивания телефонных переговоров — инвертор «ЕС», и налажен его выпуск для каналов телефонной высокочастотной связи. Через год был налажен выпуск шифратора «ЕС-2», которая подключалась непосредственно к аппаратуре ВЧ-связи. К 1940 году завод выпустил 262 аппарата., в основном с инверсией спектра.
Устройства типа «ЕС» успешно использовались для организации ВЧ-связи практически на всем протяжении Великой Отечественной войны и позже.
С-1 «Соболь» и «Соболь-П»
Наряду с производством «ЕС», в 1938 году В.А. Котельникову было поручено решение важной задачи — создание шифратора для засекречивания речевых сигналов с повышенной стойкостью к дешифрированию. Во второй половине того же года была завершена разработка и проведены испытания аппаратуры сложного засекречивания С-1. В данной аппаратуре уже использовалась система временных и частотных перестановок.
Выпущенный же в 1942 году «Соболь-П» помимо перестановок использовал шифратор — термографическую ленту со случайно нанесенными перфорациями. Команда Котельникова уже спустя три месяца после начала войны приступила к первичным испытаниям отдельных компонентов «Соболя-П»: узла частотных перестановок с инверсией спектра, узла временных перестановок, узла шифратора на базе трансмиттера и пятистрочной перфорированной телеграфной ленты.
Источники
- Д.А. Ларин. Советская шифровальная служба в годы войны
- А.В. Синельников. Шифры советской разведки
- Вадим Гребенников. Криптология и секретная связь. Сделано в СССР.
Шифр Рамзая
Шифр Рихарда Зорге (руководителя японской резидентуры ГРУ «Рамзай») о котором здесь пойдёт речь, нужно рассматривать как типовой образец действующих шифросистем всех советских спецслужб, а не приписывать его изобретение несправедливо самому Зорге или искать в нём некую уникальность. Свои телеграммы в Москву Зорге для конспирации составлял преимущественно на английском языке. Поэтому в качестве ключа для построения квадратного шифра было выбрано слово «SUBWAY», что переводится как «подземный ход».
В конце алфавита в таблице добавлено два знака. Это точка (.) и знак индикатора (/) — для обозначения разделителя слов или перехода на цифровой текст. Но об этом, подробнее, ниже.
Однако таблица в подобном виде использовалась только для придания вошедшим в нее символам новых цифровых обозначений.
Известно, что наиболее часто встречаемые в английской речи восемь букв можно представить в виде анаграммы ASINTOER (фраза «a sin to err» («грех в заблуждении») без последней буквы). Её то и использовал Зорге в качестве второго шага построения своего шифра. Для этого он нумеровал входящие в анаграмму буквы в своей табличке по порядку сверху вниз и получал новую таблицу:
Конечной целью разведчиков являлось составление следующего квадратного шифра:
Понять систему его построения нетрудно. В верхней строке мы видим наиболее встречаемые в английском языке буквы, которым даны цифровые обозначения от 0 до 7. В две оставшиеся строки выписаны по порядку остальные буквы из таблицы «SUBWAY» (то же сверху вниз). Они получают обозначения в виде двоичных чисел от 80 до 99. Как видно, в верхней строке конечные клетки под номерами 8 и 9 пустые. Эти цифры становятся номерами строк в ключевой таблице. Таким образом, здесь мы имеем воплощение идеи так называемого пропорционального шифра, позволяющее резко уменьшить количество входящих в шифрограмму знаков. В зависимости от размера текста это сокращение доходило до 30%. А это было очень важно для облегчения самого процесса шифровки, затруднения возможной дешифровки противником и уменьшения времени передачи радиограмм. Отделение же в тексте однозначных знаков от двузначных (конечно, при знании кодовой таблицы) не представляет никаких трудностей. Это была великолепная идея неизвестного нам советского криптолога, нашедшая затем в мировой криптографии широкое распространение.
Предположим, нужно зашифровать следующую телеграмму на немецком языке: «DAL. DER SOWJETISCHE FERNE OSTEN KANN ALS SICHER VOR EINEM ANGRIFF JAPANS ERACHTET WERDEN. RAMSAY» [DAL. Советский Дальний Восток может не опасаться нападения Японии. Рамзай.] Каждая радиограмма разведчиков начиналась их «обратным адресом»: DAL. Это были начальные буквы географического названия Дальний Восток. Заменяя буквы, знаки препинания и добавляя разделитель согласно квадратного шифра Зорге, получим:
| DAL | .DE | R/SO | WJE | TISC | HE/ | FERN | E/OS | TEN/ | KANN | /AL | S/SI | CHE | R/V | OR/E | INEM | /ANG | RIF | F/J | APA | NS/E | RACH | TET/ | WER | DEN. | RAM | SAY | . |
| 83593 | 90833 | 49402 | 91843 | 61080 | 98394 | 92347 | 39420 | 63794 | 88577 | 94593 | 09401 | 80983 | 49499 | 24943 | 17396 | 94579 | 54192 | 92948 | 45855 | 70943 | 45809 | 86369 | 49134 | 83379 | 04596 | 05979 | 0 |
Имея ввиду, что шифротекст разведчики разбивали на 5-ти значные группы, последние цифры криптограммы или дополняли до полной пятёрки нулями, или просто удаляли.
Здесь мы подошли к главному секрету Рамзая. Первоначальная шифровка текста далее перекодировалась методом наложения на него бесконечной одноразовой цифровой гаммы по модулю 10. Способ получения её мог быть абсолютно разным: начиная от использования так называемых одноразовых шифровальных блокнотов до преобразования букв определенного книжного текста в цифры. И тот, и другой способ имели в разведке самое широкое применение и мы это еще увидим. Но для Зорге задачу значительно упростили. В качестве шифровальной книги был выбран толстенный «Немецкий статистический ежегодник за 1935 год», состоящий из сотен числовых таблиц, из которых наугад и выбиралась требуемые гаммы.
Предполагалось, что наличие у разведчиков в Японии подобного справочника никак не могло навести на подозрения. Ведь Р. Зорге был известным немецким журналистом, а его главный помощник и радист М. Клаузен – бизнесменом. Конечно, цифровые последовательности, получаемые с помощью этих таблиц, не были достаточно равномерными. В них неизбежно преобладали некоторые цифры, что вело к их повторению. Тем не менее, такие гаммы имели достаточное разнообразие, и никогда не были успешно преодолены вражескими криптоаналитиками.
Первая половина ежегодника на белой бумаге содержала статистические данные о Германии. Эта часть книги использовалась в качестве основы для кодирования шифрограмм непосредственно самой резидентурой Зорге. Во второй части справочника, на листах зеленого цвета, приводились международные статистические обзоры: ею уже пользовался московский Центр для шифровки ответных радиограмм. Это разделение делалось для предотвращения возможного наложения одинаковых гамм при шифровании текстов в Токио и Москве, что прямо могло привести к дешифровке радиограмм противником. Очевидно, что и сам Зорге и его помощник должны были делать в тексте своей кодовой книги какие-то пометки для недопущения всё того же повтора ключа. При аресте в 1941 году в квартирах Р. Зорге и М. Клаузена японской полицией были обнаружены совершенно одинаковые справочники с подозрительными отметками. Что сразу навело контрразведку на ключевую книгу пойманных шпионов.
Итак, цифры гаммы поочередно выбирались из справочника и выписывались под цифрами шифротекста, затем шло по-значковое сложение цифр клера и ключа по модулю 10. То есть, при сложении цифр во внимание принимались только единицы суммы, а десятки отбрасывались.
Клер: 83593 90833 49402 91843 61080 98394 92347 39420 63794 88577 94593 09401 80983 49499
Гамма: 35635 51303 24932 10010 78191 12106 21169 41861 76147 10589 66984 85249 50397 01471
Шифр: 18128 41136 63334 01853 39171 00490 13406 70281 39831 98056 53477 84640 30270 40860
24943 17396 94579 54192 92948 45855 70943 45809 86369 49134 83379 04596 05979
03330 91929 56622 01806 15112 84112 13865 86318 09150 65213 43724 38399 27273
27273 08215 40191 55998 07050 29967 83708 21117 85419 04347 26093 32885 22142
Место справочника, с которого начиналась выборка очередной гаммы, обозначалось пятизначной группой и добавлялось в текст шифрограммы. Первые три цифры являлись номером страницы, следующая цифра обозначала строку в таблице на этой странице, а последняя цифра – номер колонки на странице, где располагались нужные цифры (без учёта первого столбца).
Например, пусть разведчики начинали выборку гаммы с 193 страницы седьмой строки пятого столбца. Обозначалось это как 19375. Для еще большей надежности они никогда не брали первые цифры, а всегда начинали шифрование с последнего знака соответствующей колонки. Но в таком виде ключевая группа не оставлялась, а проходила определенную обработку. Для этого к ней опять же по модулю 10 прибавлялась четвертая «пятерка» с начала и третья «пятерка» с конца каждой новой шифровки. Получившуюся сумму помещали в начале криптограммы, как индикатор к расшифровке всего текста.
01853 – четвертая группа от начала криптограммы.
+ 26093 – третья группа от конца криптограммы.
+ 19375 – страница/строка/колонка.
36111 – ключевая группа – индикатор.
Отдельно следует объяснить, как шла передача цифрового текста. Числа выделялись в шифрограммах разделителем 94 с двух сторон, а сами цифры писались сдвоенными. Например:
W H O C O M M A N D S / 5 3 / A R M Y
91 98 2 80 2 96 96 5 7 83 0 94 55 33 94 5 4 96 97
(Кто командует 53 армией?)
Перехват радиосообщений Зорге велся японской полицией в течение нескольких лет, колонки загадочных пятизначных групп аккуратно подшивались в досье не пойманных шпионов. Но до самого конца японские эксперты не смогли прочесть не единой их шифрограммы. И только арестованный радист группы Макс Клаузен осенью 1941 года прояснил контрразведке систему своего шифра. Не вдаваясь в причины этого прискорбного факта, акцентируем внимание на другом – времени его появления в арсенале разведчиков.
О чем на самом деле предупреждал Рамзай: 10 фактов из жизни Рихарда Зорге
Резидент советской военной разведки в Японии, человек, сумевший добыть ценнейшие сведения об отказе Японии от нападения на СССР в конце 1941 года, сын немца и русской, казненный 7 ноября 1944 года по приговору Токийского суда… Рихард Зорге превратился в фигуру, окутанную таким количеством домыслов и легенд, как никакой другой советский разведчик. По сути, всю историю Рамзая, как называли его в оперативных документах Разведуправления РККА, можно разделить на два периода. Первый — документальный, в который укладывается его жизнь от рождения и до начала работы на советскую военную разведку. А второй — история Зорге-разведчика, о которой и сегодня имеется до обидного мало достоверных сведений.
«Я могу считать себя азербайджанцем»
В этом шутливом признании Рихарда Зорге есть доля правды. Будущий разведчик родился в поселке Сабунчи — пригороде Баку и одном из центров нефтедобычи на рубеже XIX–XX веков. Отцом его был немец, инженер Густав Вильгельм Рихард Зорге, матерью — Нина Кобелева, вторая жена Зорге-старшего. Но в Азербайджане семья Зорге прожила только до 1898 года: трехлетним малышом Рихард уехал в Германию и больше на своей исторической родине не бывал. Говоря, что он может считать себя азербайджанцем, Зорге добавлял, что, к сожалению, ни слова не знает по-азербайджански. Зато он свободно говорил по-немецки и по-английски, владел норвежским и читал по-французски, позднее освоил китайский и японский языки. А вот с русским языком у него не ладилось: он делал ошибки даже в официальных анкетах, а в разговорной речи так и не смог избавиться от немецкого акцента и характерных грамматических оборотов.
Дом в Сабунчи, в котором родился Рихард Зорге. После того, как история разведчика стала известна в СССР, на доме была установлена мемориальная доска
Ика, Премьер-министр, Рамзай, Инсон
Маленький Рихард был любимцем всей семьи, и дома его называли «Ика» — и мать с отцом, и братья с сестрами. Много позже Зорге использует это детское прозвище в качестве своего настоящего имени, а имя «Рихард», напоминавшее ему об отце, запишет в качестве одного из своих оперативных псевдонимов. В школе товарищи будут звать его «Премьер-министром»: за взвешенность суждений и умение быстро разобраться в любой сложной теме, а самое главное, за независимость, которую юный Зорге демонстрировал при каждом удобном случае. В свою первую длительную загранкомандировку в Китай он отправится под псевдонимом «Рамзай», который станет фактически вторым именем легендарного разведчика. А последний оперативный псевдоним — «Инсон» — появится в служебных телеграммах 20 июня 1941 года, за четыре месяца до ареста Зорге.
Фотография семейства Зорге. Маленький Рихард, он же Ика — на коленях у отца, Густава Зорге
Разведка вместо Коминтерна
В СССР Рихард Зорге появился в конце 1924 года: молодого, но уже громко заявившего о себе участием в революционных событиях и ставшего известным журналистом члена Компартии Германии пригласили работать в Коммунистический интернационал. Через год Зорге вступает в ВКП(б) и до конца своих дней остается членом двух компартий. При этом, уже будучи в Японии, он вынужден вступить и в НСДАП, что называется, для отвода глаз: его друзьям из посольства Германии казалось странным, что такой успешный немецкий журналист, корреспондент крупных изданий, не является членом партии. Но работа в Исполкоме Коминтерна закончилась для Зорге не лучшим образом: в 1929 году его заочно увольняют из этой политической организации. И судя по тому, какой извилистый путь будущий разведчик прошел по коминтерновским кабинетам, можно сделать вывод, что избавились от него как от постоянной головной боли: он был слишком независимым и слишком инициативным, что редко нравится политическим функционерам. Зато эти черты характера оценили в советской военной разведке, которая частенько использовала Коминтерн как свой кадровый резерв, — и не прогадали.
Рихард Зорге (стоит в штормовке четвертый справа) и его первая жена, Кристиана Зорге (сидит четвертая слева) среди товарищей по коммунистическому кружку в Германии, 1922 год
«Могу ли я рассчитывать вернуться домой после конца войны?»
Это точная цитата из разведдонесения Рихарда Зорге, полученного в Москве в октябре 1940 года. Уже идет Вторая Мировая война, накаляется обстановка на советско-германской границе, и советская военная разведка работает в поте лица, пытаясь выяснить истинные планы Берлина и Токио. На свой вопрос Рамзай так и не получил ответа: его лишь попросили потерпеть и потрудиться еще, поскольку ему, с его уникальным опытом и контактами, не могут найти замену. Подобных вопросов-просьб Зорге накануне войны отправил не один и не два. Но несмотря на это, в постсоветское время появилась версия, что его пытались отозвать в Москву, чтобы обвинить в измене родине, однако Рамзай отказался и остался в Японии. В действительности все было строго наоборот, и возможно, усталость, на которую ссылался Зорге, в конце концов привела к снижению внимания и стала причиной его провала.
Ханако Исии, последняя фактическая жена Рихарда Зорге, получавшая от СССР пенсию как вдова советского офицера-разведчика
О каком начале войны сообщал Зорге
Еще один миф, начало которому положили советские книги о Рихарде Зорге, появившиеся в середине 1960-х, гласит, что ему удалось сообщить точную дату начала войны — 22 июня 1941 года, но в эти сведения не поверили. Кто именно не поверил, есть разногласия: то ли лично Сталин, то ли руководство военной разведкой… В действительности Зорге не называл никакой точной даты начала войны. Более того, данные, которые он сообщал на этот счет, противоречили друг другу: немецкая разведка перед нападением на СССР проводила широкую кампанию по дезинформации, постоянно организуя «утечки» с противоречивыми сведениями. Как только очередной источник Рамзая называл новую «точную» дату, разведчик сразу же передавал ее в Москву, а самым точным было указание на то, что война начнется во второй половине июня 1941 года: такие сведения Зорге сообщил 30 мая.
Первый памятник на могиле Рихарда Зорге, в которую его прах был перенесен в 1950 году стараниями Ханако Исии
Донесение, защитившее Москву
А вот то, что именно донесение Рамзая позволило руководству СССР в самый трудный момент, когда немецкая армия в рамках операции «Тайфун» рвалась к Москве, снять резервные дивизии с дальневосточных и сибирских рубежей — полная правда. Сообщение Зорге о том, что Япония не намерена вступать в войну с Советским Союзом как минимум до начала 1942 года, в Москве получили 14 сентября 1941 года, когда до его ареста оставался всего месяц. Если донесения Зорге относительно планов Германии к тому времени и вызывали некоторые сомнения, то его сведения о действиях и намерениях Японии пользовались полным доверием. Так что сентябрьская радиограмма Рамзая послужила достаточным основанием для того, чтобы ослабить советский Дальневосточный фронт — и усилить оборону Москвы.
Рихард Зорге в Японии, конец 1930-х годов. К этому времени разведчик не только стал своим человеком в посольстве Германии, но и с санкции Москвы согласился сотрудничать с немецкой разведкой
Агент двух разведок
Зачастую недоверие к данным Рамзая, которое якобы постоянно испытывала Москва, объясняют тем, что его подозревали в двойной игре. В действительности, как стало известно уже после войны, немецкая разведка и правда пользовалась услугами Рамзая — но оказывал он их с ведома и по поручению своего руководства. Зорге прямо было поручено занять «служебное или полуслужебное положение» при посольстве Германии в Японии, чего он смог добиться, только дав согласие стать информатором немецкой военной разведки. Правда, сведения, которые от него требовали немцы, никак не были связаны с СССР: кураторов Зорге из Берлина интересовали исключительно разведданные относительно планов и возможностей Японии, поскольку советского разведчика считали исключительным специалистом именно в этой области.
Современный вид памятника на могиле Рихарда Зорге на кладбище Томи в Токио. Под венком на переднем плане скрывается урна с прахом Ханако Исии
Трижды женатый
В жизни Рихарда Зорге были три женщины, которые называли себя его женами, но только с двумя из них он успел оформить настоящий брак. С Кристианой Герлах он приехал в СССР из Германии, но уже через два года женщина бросила мужа и вернулась домой. Зорге развелся с ней в 1933 году, когда в последний раз побывал на родине, чтобы по возвращении в Москву успеть до отправки в служебную командировку в Китай жениться на Екатерине Максимовой — своей бывшей преподавательнице русского языка. Последний раз они виделись в 1935 году, когда Рамзай приезжал в отпуск в Советский Союз. Зорге пережил свою вторую жену: в 1942 году, когда в Токио шло следствие по делу Рамзая, Екатерину арестовали, осудили и на пять лет сослали в Сибирь, где летом 1943 года она умерла от тифа. А последней фактической супругой разведчика стала японка Ханако Исии, стараниями которой в 1949 году останки Зорге были извлечены из безымянной братской могилы и перезахоронены на кладбище Тама в пригороде Токио. Кстати, после того, как история Рихарда Зорге стала широко известной в СССР, Ханако Исии получала пенсию от советского Министерства обороны как вдова офицера, погибшего при исполнении служебных обязанностей.
Рихард Зорге в Токио в 1940 году
Герой Советского Союза, кавалер Железного креста
Как это ни покажется удивительным, но при жизни разведчик Рихард Зорге не получил ни одной советской награды! Только 5 ноября 1964 года, после официального признания его подвига, заслуги Рамзая были оценены советским правительством: за «выдающиеся заслуги перед Родиной и проявленные при этом мужество и геройство» ему посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза. Это звание стало второй боевой наградой Зорге: первую, германский Железный крест II степени, он получил еще в 1915 году за участие в боях в Галиции — кстати, против русских войск.
Унтер-офицер Рихард Зорге — кавалер Железного креста II степени. На нижнем краю фотографии хорошо видна орденская лента, продетая во вторую пуговичную петлю, как и положено по статуту ордена
Разведчик, бывший писателем
Эта часть жизни Рихарда Зорге известна гораздо меньше, чем все остальные, что и не удивительно: в массовом сознании он был и остается прежде всего гениальным разведчиком. Между тем, он сам как-то признавался, что если бы не работа в разведке, он стал бы ученым. И для такого заявления у Зорге были все основания. К моменту приезда в СССР в 1924 году он успел получить две ученые степени — по политологии и экономике, а за первые четыре года жизни в Советском Союзе выпустил три книги, посвященные проблемам капитализма и империализма. Последней книгой Зорге считаются так называемые «мемуары», написанные им во время пребывания в токийской тюрьме. В действительности эта подборка собственноручных заметок разведчика — совсем не воспоминания, а показания, написанные по заданию японских следователей. Примечательно, что в них, как на допросах, Рамзай ни разу не признается в работе на советскую военную разведку, утверждая, что сотрудничал только с Коминтерном.
Партийный билет члена Коммунистической партии Германии Рихарда Зорге
Обложка: pinterest.ru
Смотрите также: