Надежнее Энигмы: в чешских архивах нашли инструкции к сверхсекретной шифровальной машине

Эти инструкции считались утраченными со времен войны, и их восстановление теперь дает более четкое представление о том, как работала эта сложная система шифрования, пишет Arkeonews.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Документы обнаружили в в Институте военной истории в Праге и Архиве служб безопасности исследователи Евгений Антал, Карола Дальке и Роберт Ян.

Файлы содержат инструкции по эксплуатации, правила создания шифровальных ключей и аутентичные таблицы ключей военного времени, которые использовались Вермахтом в марте 1945 года.

SG-41 разработал в 1941 году немецкий инженер Фриц Менцер. В то время как машина Enigma использовала электрическую роторную систему, SG-41 базировалась на механической конструкции, основанной на принципе штифтов и выступов, впервые введенном шведским специалистом по криптографии Борисом Хагелином.

Внутри машины было шесть вращающихся колес, оснащенных регулируемыми штифтами. Каждый штифт можно было установить как активный или неактивный в зависимости от ежедневного ключа шифрования.

Когда оператор набирал букву, машина считывала конфигурацию штифтов и генерировала псевдослучайное число. Это число добавлялось к исходной букве для получения зашифрованного текста.

Чтобы прочитать сообщение, оператор-получатель использовал идентичную машину и вычитал то же значение, чтобы восстановить исходное сообщение.

SG-41 имела особенности, которые довольно-таки усложняли анализ для дешифровщиков. Одной из них была нерегулярная система шагов.

Во многих шифровальных машинах колеса движутся по предсказуемым схемам, но в SG-41 колеса влияли на движение друг друга. Поэтому их позиции менялись нерегулярно, что затрудняло обнаружение повторяющихся схем.

Другая особенность касалась шестого колеса. Специальный штифт на этом колесе мог инвертировать положение штифтов на других колесах.

На практике активные штифты становились неактивными, а неактивные штифты становились активными. Это внезапное изменение влияло на то, как машина обрабатывала буквы, и добавляло еще один уровень сложности к процессу шифрования.

Новонайденные документы хранились в отдельных пражских архивах. В Военно-историческом институте исследователи нашли папку под названием "Руководство по шифрованию Вермахта".

Среди документов была Gebrauchsanleitung, официальная инструкция по эксплуатации SG-41 и ее варианта SG-41Z, датированная 2 сентября 1944 года.

Коллекция также содержала полевое руководство для операторов, документ под названием Vorschrift Nr. 90, описывающий правила генерации ключей шифрования, и таблицы ключей, использовавшихся с 16 по 31 марта 1945 года. Эти таблицы показывают, как устройство использовалось в последние недели войны.

В архиве служб безопасности исследователи нашли 41-страничный чешский документ, содержащий детальное техническое описание машины.

К файлу также был добавлен послевоенный криптоанализ, подготовленный чехословацкой разведкой, свидетельствующий о том, что после войны представители власти имели доступ к действующему SG-41 и изучали его конструкцию.

Руководства также проясняли физическую структуру машины. Хотя SG-41 был предназначен для полевой связи, он был тяжелым. Основной блок весил около 10 килограммов, а с крышкой и опорной плитой общий вес достигал около 17 килограммов.

Чтобы сделать возможным использование в полевых условиях, инженеры создали аксессуар под названием Knieplatte, что означает "коленная пластина".

Эта мягкая деревянная доска позволяла операторам держать машину на коленях во время набора сообщений. Эта же доска могла служить рамой для рюкзака, в котором перевозили оборудование.

Одной из важнейших частей системы была трехуровневая структура шифровального ключа. Операторы изначально использовали лунную таблицу, содержавшую 26 различных конфигураций штифтов, каждая из которых была связана с буквой алфавита.

Ежедневно они получали ежедневный ключ, состоящий из шести букв. Эти буквы определяли, какая конфигурация из ежемесячной таблицы применялась к каждому из шести колес.

Система также использовала камуфляжный ключ, который переставлял алфавит и скрывал начальное положение каждого сообщения, известное как индикатор. Кроме того, каждая станция связи имела свой собственный двузначный идентификационный номер, установленный на последних колесах машины.

Перед отправкой сообщения операторы должны были настроить SG-41 в соответствии со всеми этими параметрами, что требовало времени, но повышало безопасность связи.

Анализ чешской разведки, включенный в архивы, выявил незначительную слабость системы. Из-за того, как машина генерировала числа, некоторые значения появлялись немного чаще других.

Теоретически аналитики могли использовать это неравномерное распределение для распознавания текста, зашифрованного с помощью SG-41. Однако при применении к реальному языку различия были чрезвычайно малыми и их было трудно использовать.

Даже с этими новыми документами часть истории остается непонятной. До сих пор неизвестно, как именно чешские власти получили эти материалы, хотя есть свидетельства, что они были подготовлены для конференции по криптографии в 1952 году.

Также исследователи не исключают существования других документов. Когда советские войска захватили немецкие заводы в 1945 году, отчеты указывали, что они изъяли машины SG-41 и технические записи, которые, возможно, до сих пор хранятся в архивах.

Находка в пражском архиве предоставляет самое подробное на сегодня объяснение того, как работала SG-41 и как управлялись ее ключи.

Для историков, изучающих военную коммуникацию и криптографию, найденные пособия помогают объяснить одну из самых сложных механических шифровальных машин, созданных во время Второй мировой войны.

Ранее Фокус писал о документе, который подтвердил существование мифического короля Кашкаша. Небольшой фрагмент арабского текста, найденный внутри цитадели Старой Донголы.

Также мы рассказывали о таинственной скульптуре, которую обнаружили в Испании. Известняковая скульптура, которая позже получила название "Дама из Эльче", стала одним из самых известных образцов древнего иберийского искусства.