Без WhatsApp і СМС: радіозв'язок і проблеми захисту інформації в першій половині XX століття

Винахід радіо здійснив революцію в криптографії. Кожен, хто має радіоприймач, налаштований на потрібну частоту, може почути повідомлення, що передаються по радіо. На цьому заснований успіх радіомовлення і телебачення. Однак така «відкритість» виявилася новим викликом для безпеки зв'язку. До Дня радіо ми поговорили з Олександром Дюльденком (старший аналітик-дослідник, НПК «Криптоніт») і Єгором Єфремовим (автор-дослідник, НПК «Криптоніт») і розібралися, що ж таке радіозв'язок, і як передати повідомлення по радіо так, щоб його зрозумів тільки той, кому воно адресоване.

Радіотелеграф

До появи радіо перехопити повідомлення можна було тільки фізично - зловити поштового голуба або гонця. З появою телеграфу зловмисник міг підключитися до проводів, якими йде секретний зв'язок, і перехопити телеграму. Однак підключення до дроту або пошкодження на лінії також можна виявити. Радіо ж являє собою цілий океан сигналів: хвиля поширюється в усі сторони і, хоча її поширенню можуть перешкодити фізичні перепони, є технічні способи направити радіосигнал. Як тільки радіозв'язок набув поширення, армії, держави і телеграфні компанії зіткнулися з великою проблемою: будь-які переговори по радіо можуть бути перехоплені.

Вперше радіозв'язок у військових цілях застосували під час англо-бурської війни в Південній Африці 1899 - 1902 роки британці, причому жодного шифрування британська армія не використовувала - бурські республіки навіть не мали елементарних радіоприймачів, щоб перехопити повідомлення. Однак до Першої світової війни радіозв'язок було неможливо уявити без радіоперехоплення і захисту інформації за допомогою шифрування. Результат війни багато в чому вирішувався не на полі бою, а в кабінетах криптоаналітиків і на станціях радіорозвідки.

На початку першої половини XX століття для захисту повідомлень, що передаються за допомогою радіо, широко використовували ручні шифри. Шифрувальник на спеціальному бланку надавав радисту вже зашифроване повідомлення, після чого радист передавав зашифрований, незрозумілий для нього самого текст на певній частоті. Приймаюча сторона налаштовувала радіоприймач на ту ж частоту, отримувала це повідомлення і за допомогою такого ж коду або шифру отримувала вихідний текст. Бланки із зашифрованими повідомленнями обов'язково знищувалися.

При передачі по радіо неможливо було з'ясувати, перехоплено повідомлення чи ні, і неможливо зрозуміти, скільки взагалі людей увімкнули приймач і почули твоє повідомлення. Тільки стійкість шифра могла гарантувати збереження секрету.

Гордість французької криптографії - «Радіограма Перемоги»

Навесні 1918 року німецька армія зробила останній відчайдушний наступ на Францію. Щоб зберегти фактор раптовості, німецькі криптографи розробили новий шифр ADFGVX. Щоб знизити кількість помилок при прийомі радіограм, при шифруванні текст перетворювався на послідовність з шести символів - A, D, F, G, V, X, які в азбуці Морзе найсильніше відрізняються один від одного. 30 травня 1918 року шифр був розісланий по німецьких військових частинах, а вже 3 червня 1918 року французький криптограф Жорж Пенвен зумів зламати його. За 26 годин безперервної роботи Пенвену вдалося дешифрувати перехоплене повідомлення (за легендою, він схуд після цього на 15 кілограмів). Наступного дня в штаб Верховного головнокомандувача Франції Фердинанда Фоша була доставлена наступна радіограма: «Прискорити постачання амуніцією тчк якщо не видно [противнику, то] навіть вдень». Зіставивши розвіддані про пересування німецьких сил зі змістом повідомлення, Фердинанд Фош зрозумів, що ось-ось почнеться масштабний напад на французьке місто Комп'єн, і атаку вдалося відбити.

Під час Першої світової війни стало очевидно, що існуючі коди і шифри або занадто ненадійні, або занадто повільні і незручні для використання у військових умовах. Безліч винахідників по всьому світу кинули свої сили на створення способів механізувати процеси шифрування. По-перше, щоб прискорити цей процес, по-друге - підвищити його стійкість і надійність, а в третіх - знизити ймовірність людської помилки.

Вже в 1915 році нідерландські військові офіцери Тео ван Хенгель і Рудольф Шпенглер створили першу роторну шифрувальну машину для зв'язку в Королівському військово-морському флоті Нідерландів. Того ж року американський винахідник Едвард Хеберн створив свій прототип однороторної машини, а 1923 року Артур Шербіус запустив у виробництво трироторну шифрувальну машину - першу модель легендарної «Енігми». Свого розквіту шифрувальні машини досягли в Другу світову війну.

Радіолюбителі проти шпигунів

Всім відома історія про злом «Енігми» в Блетчлі-парку, але навряд чи очевидно, що всі повідомлення туди потрапляли завдяки радіоперехопленню. Адже повідомлення, зашифровані «Енігмою» відправлялися по радіозв'язку. Для перехоплення такої кількості повідомлень радіорозвідці знадобилося розгорнути мережу радіоперехоплення по всьому Східному узбережжю Британського архіпелагу. Однак звідки взяти стільки радіостанцій?

У МИ-8, британській службі радіорозвідки, здогадалися, що така мережа фактично вже існує. Розвідники вирішили звернутися до президента Британського товариства радіолюбителів (RSBG), Артура Воттса. Сам Уоттс під час Першої світової служив у Кімнаті 40 (криптографічному відділенні Адміралтейства Британського флоту), і прекрасно розумів важливість такої роботи. Йому вдалося мобілізувати для служби в МИ-8 добровольців-радіолюбителів по всій Великобританії. На піку роботи в штаті Мі-8 складалося понад 1500 осіб, велика частина з них - радіолюбителі. Служба займалася перехопленням ворожих переговорів, виявленням і ліквідацією незаконних радіостанцій на території Британії. Багато перехоплених повідомлень були зашифровані за допомогою «Енігми» та інших шифрувальних машин, і для дешифрування Мі-8 перенаправляла їх у Блетчлі-парк. Вже через три місяці після початку співпраці товариства радіолюбителів з МИ-8 вдалося виявити понад 600 передавачів і повністю ліквідувати мережу німецької агентури на території Британії. Багато агентів були завербовані для радіоігри, тобто продовжили підтримувати зв'язок з Німеччиною, але передавали свідомо неправдиву інформацію, підготовлену британською розвідкою.