Текст книги "«Энигма». Как был взломан немецкий шифратор"

Бегство

Утром 1 сентября 1939 года движение по мосту, соединявшему немецкий Кельн и французский Страсбург, было перекрыто. С одной стороны – шеренгой вооруженных винтовками немецких солдат, а с другой – французскими солдатами, тоже вооруженными.

Гарри Хинсли, 20-летний студент третьего курса Кембриджского университета, медленно шел по мосту, намереваясь пересечь границу между Францией и Германией. А в это самое время немецкие войска начали вторжение в Польшу, которая была союзницей Англии и Франции.

Вступление этих стран в войну против Германии стало неизбежным. Если бы немцы могли предвидеть, какой урон им и их союзникам во Второй мировой войне нанесет этот молодой человек, они бы непременно арестовали его и надолго упекли в тюрьму, а то и вовсе лишили бы жизни. Однако Хинсли ничем не выделялся среди своих сверстников, приехавших провести студенческие каникулы в Германии.

Отец Гарри был слесарем, специалистом по замкам, и зарабатывал на жизнь изготовлением ключей и замков для парадных дверей многочисленных дворцов и музеев Берлина. А Хинсли-младший был обычным английским студентом, решившим попрактиковаться в немецком языке во время каникул. Поэтому немецкие таможенники не обратили особого внимания на юношу и лишь конфисковали у него всю наличность. Их ничуть не заботило, как, не имея в кармане ни гроша, он сможет прожить в чужой стране. Следующую ночь Хинсли провел на скамейке в городском парке Страсбурга.

Отправляясь в Германию в августе 1939 года, Хинсли прекрасно осознавал растущую напряженность в ее отношениях с Англией. Однако эти отношения были не менее напряженными в 1938 году, во время мюнхенского кризиса, и ничего страшного не случилось. Хинсли остановился погостить у своей подружки в городе Кобленце на юго-востоке Германии. Там его встретили столь же радушно, как и годом ранее. Единственным изменением было требование каждый день посещать полицейский участок. Но и от этого в Кобленце отказались сразу после подписания договора о ненападении с Советской Россией. В полицейском участке Хинсли сказали, что его вызовут, если возникнут какие-либо вопросы. Все немцы, с которыми встречался Хинсли, почему-то были уверены, что теперь войны в Европе удастся избежать.

Однако не прошло и недели, как Хинсли вызвали в полицейский участок и посоветовали как можно скорее покинуть Германию. Хинсли послушался и через неделю оказался во Франции, откуда автостопом перебрался в Швейцарию. Там он обратился за содействием в английское посольство, и ему помогли вернуться в Англию незадолго до того, как премьер-министр Невилл Чемберлен объявил войну Германии.

В Кембридже всем третьекурсникам было объявлено, что им позволят закончить обучение, прежде чем они будут призваны на военную службу. Однако в сложившихся условиях Хинсли стоило больших трудов сосредоточиться на изучении истории. Судьба его оказалась предопределена, когда Аластер Деннистон, руководитель Правительственной криптографической школы (ПКШ), попросил знакомого преподавателя Кембриджа подыскать способных студентов для работы в недавно созданном подразделении ПКШ, расположившемся в поместье Блетчли-Парк в графстве Букингемпшир.

Хинсли оказался в числе студентов, отобранных Деннистоном для собеседования. В ходе разговора Деннистон ни словом не обмолвился о том, какую работу собирается предложить Хинсли, а просто обещал гражданскую вакансию в министерстве иностранных дел. Хинсли принял предложение Деннистона и после визита в одну из министерских контор в Лондоне отправился в Блетчли-Парк, где ему было суждено проработать шесть лет. Поместье включало в себя большой дом в викторианском стиле, пруд и несколько одноэтажных зданий, построенных по типовому проекту. Хинсли попал в секцию военно-морской разведки, разместившуюся в корпусе под номером четыре. Его начальником стал Фрэнк Берч, руководитель «немецкого» отдела. Особыми успехами этот отдел похвастаться не мог. Приступив к работе, Хинсли сразу же попытался собрать всю имеющуюся в отделе информацию о перехваченных немецких шифровках. Информация была весьма скудной и включала в себя дату отправки сообщения, время перехвата и частоту, на которой было перехвачено. Иногда было известно, откуда послана шифровка, – эти данные в Блетчли-Парк поступали из службы перехвата английских военно-морских сил. Проанализировав имевшуюся информацию, Хинсли пришел к выводу, что немцы имели две отдельные сети связи: одну – для своего балтийского флота, а другую – для кораблей, базировавшихся за пределами Балтики. При этом обе сети были едиными и для надводных кораблей, и для подводных лодок военно-морских сил Германии.

В отличие от Хинсли польским криптоаналитикам пришлось приложить значительно больше усилий, чтобы вырваться с оккупированных немцами территорий. После начала вторжения немецких войск в Польшу Режевский решил покинуть страну вместе с женой и двумя детьми. Для начала он попытался забрать все свои сбережения, лежавшие на его счету в одном из варшавских банков. Проведя несколько суток в очереди перед наглухо закрытыми дверями банка, Режевский утвердился в мысли, что получить деньги обычным способом не удастся. Прибегнув к помощи влиятельных знакомых, он смог вернуть лишь часть денежных средств. Дома Режевский велел жене срочно готовиться к отъезду из Варшавы, но она возразила, что ей лучше остаться в варшавской квартире, поскольку дети слишком малы, чтобы перенести тяготы, связанные с бегством из страны, где шла война (младшей дочери Режевского было всего семь месяцев от роду). В подобной ситуации оказался и другой польский криптоаналитик, Розицкий, у которого тоже был маленький ребенок.

Положение прояснилось только 3 сентября. Розицкий прибежал домой вместе со своим коллегой Зыгальским и сообщил жене, что его подразделение передислоцируется в Брест-Литовск, расположенный к востоку от польской столицы. В тот же день Розицкий решил отправить жену и ребенка в пригород Варшавы к своей матери. Режевский и Палльтх также вынуждены были расстаться со своими семьями.

Начальник польского шифрбюро Лангер распорядился погрузить наиболее ценные документы на грузовик и отвезти их к поезду, предназначенному для эвакуации офицеров Генерального штаба. Остальные документы были сожжены прямо во дворе здания, где размещалось шифрбюро. Перед отъездом Лангер собрал всех своих подчиненных и произнес речь, суть которой сводилась к тому, чтобы любой ценой сохранить в секрете все, касавшееся «Энигмы».

Отправление поезда было задержано на неопределенный срок из-за начавшегося немецкого авианалета на Варшаву. Вернувшись домой, Розицкий обнаружил, что жена так и не смогла выехать из города из-за бомбежки, и настоял, чтобы она отправилась на вокзал вместе с ним. Поезд тронулся в направлении Брест-Литовска только 6 сентября, но едва оказавшись за пределами Варшавы, подвергся бомбардировке. Пассажиры укрылись от бомб под вагонами, а потом долго восстанавливали поврежденное железнодорожное полотно и расчищали завалы, прежде чем смогли двинуться дальше.

Через три дня поезд прибыл в Брест-Литовск. Однако немецкие бомбардировки продолжались и здесь. И уже на следующий день поступил приказ всем сотрудникам шифрбюро готовиться к эвакуации в Румынию, оставив свои семьи в Брест-Литовске. Они пересели в автобусы, предварительно погрузив документацию вместе с «Энигмами» и «Бомбами» на грузовик. Недалеко от польско-румынской границы у грузовика кончилось горючее, и поляки были вынуждены закопать все оборудование и документацию в лесу.

В Румынии Режевский и его коллеги были помещены в лагерь для беженцев. Однако им удалось добраться до Бухареста и обратиться в английское посольство. Их приход туда совпал с прибытием английских дипломатов, бежавших из Варшавы, и посол, сославшись на чрезвычайную занятость и отсутствие инструкций, отказался помочь польским беженцам, пока не будет получено соответствующее указание из Лондона. Опасаясь, что решение вопроса может затянуться на несколько дней, поляки решили попытать счастья во французском посольстве. Там их приняли с распростертыми объятиями, немедленно выдали визы для въезда во Францию и снабдили билетами на поезд до Парижа.

В начале октября 1939 года большинство сотрудников польского шифрбюро оказалось во Франции. Немедленно приступить к работе им помешало отсутствие их начальников, Лангера и Ченжского, которые застряли в одном из румынских лагерей для беженцев. После прибытия Лангера и Ченжского полякам было предоставлено поместье Арменвильер, примерно в 40 километрах к северо-востоку от французской столицы. Однако чтение немецких шифровок наладить не удалось. И хотя французы довольно быстро приступили к производству новых копий немецкого шифратора, при вскрытии ключевых установок для «Энигмы» польским криптоаналитикам были совершенно необходимы перфокарты, изготовить которые собственными силами они не могли.

В отличие от своих польских коллег английские криптоаналитики вели более размеренный и спокойный образ жизни. 12 сентября 1939 года директор ПКШ Деннистон обратился к своему начальнику Стюарту Мензису, руководителю Секретной разведывательной службы (центрального органа английской разведки), по поводу трудностей, с которыми столкнулись он и его подчиненные. Особую озабоченность Деннистона вызвал тот факт, что служебные здания располагались в Блетчли-Парке на довольно значительном расстоянии одно от другого:

«Те три недели, которые мы провели здесь, стояла хорошая погода. Поэтому хождение по территории доставляло нам удовольствие, хотя и отвлекало нас от работы. В темное время суток и с наступлением холодов люди с неохотой будут преодолевать значительные расстояния, чтобы посовещаться со своими коллегами. 20 минут, которые потребуются для хождений туда-сюда темным зимним вечером, не будут способствовать эффективной работе. Среди моих подчиненных растет недовольство. Я поблагодарил их за хорошие результаты, которых они добились в весьма непростых условиях, и в ответ, естественно, услышал, что результаты будут еще выше, если эти условия улучшить». Одним из достойных упоминания результатов, достигнутых в Блетчли-Парке, стало чтение первой немецкой шифровки. Математик Питер Твинн, выпускник Оксфордского университета, попал в ПКШ в феврале 1939 года еще до ее переезда в Блетчли-Парк. Приступив к работе, Твинн получил в свое распоряжение шифрованный и соответствующий открытый текст сообщения на немецком языке, а также ключевые установки для «Энигмы», с помощью которых это сообщение было зашифровано. Ключевые установки были переданы в ПКШ французами, которые в свою очередь получили их от Шмидта. Однако прочесть другие немецкие шифровки Твинну не удалось. И виной этому было отсутствие у него данных, необходимых для того, чтобы построить точную копию «Энигмы». В июле 1939 года коллега Твинна Дилли Нокс вернулся из Варшавы с информацией о внутренних соединениях дисков «Энигмы». Это означало, что Твинн мог теперь прочесть другие перехваченные немецкие сообщения, зашифрованные с использованием имевшихся у него ключевых установок для «Энигмы».

Однако Твинн оказался не в состоянии прочитать шифровки, для которых ключевые установки были неизвестны. Для этого необходимо было изготовить комплект перфокарт, позволявших ускорить процесс вскрытия ключевых установок для «Энигмы». Первый такой комплект был готов уже к середине декабря 1939 года. После этого англичане приступили к изготовлению второго комплекта, предназначенного для польских криптоаналитиков, в самом начале войны бежавших из своей страны и нашедших приют во Франции. Однако тут возникло препятствие, которое грозило помешать англичанам в работе над чтением немецких шифровок. По просьбе Деннистона 10 января 1940 года Мензис обратился к полковнику Ривэ из французского Второго бюро с письмом, в котором, в частности, говорилось:

«Поскольку, вне всякого сомнения, Бертран информирует Вас о наших усилиях, направленных на раскрытие тайны немецких «материалов», к настоящему времени Вы, скорее всего, уже знаете, что, хотя в этом деле достигнут громадный прогресс, сейчас представляется вполне вероятным, что в начале войны немцами были внесены некоторые изменения. Если это действительно так, потребуется провести дополнительное интенсивное исследование.

Для оказания помощи моим экспертам можно было бы организовать приезд сюда младшего персонала из числа поляков, которые в течение многих лет занимались этой особой работой, и тогда шансы на получение результатов в самом скором времени значительно повысятся, что чрезвычайно важно для нас обоих.

Если бы мы могли организовать передачу Вам некоторых механических устройств, я сделал бы это с радостью, но это довольно нереально, и поэтому я обращаюсь к Вам с просьбой рассмотреть вопрос о приезде на короткое время следующих трех польских офицеров: Ежи Розицкого, Мариана Режевского и Генриха Зыгальского.

Будьте уверены, мой дорогой Ривэ, что я всегда к Вашим услугам. Директор». В своем письме Деннистон, очевидно, пытается добиться отмены запрета, который незадолго до этого начальник шифровального отдела Второго бюро Густав Бертран наложил на участие польских криптоаналитиков в работе над взломом «Энигмы» в Англии. Однако, прежде чем договариваться о приезде в Англию поляков, необходимо было разобраться с процедурой использования «Энигмы» немецкими операторами. Позднее выяснилось, что никаких изменений в нее внесено не было. Просто поляки допустили неточность, когда делились со своими английскими коллегами информацией о дополнительных (четвертом и пятом) дисках «Энигмы», которые немцы начали использовать с 15 декабря 1938 года. После устранения неточности англичане сумели прочесть несколько немецких шифровок. Произошло это 17 января 1940 года. Прочитанные шифровки были датированы 25 и 28 октября 1939 года. Наладить оперативное чтение немецких военных шифрованных сообщений (в течение суток после того, как они были перехвачены) в Блетчли-Парке удалось лишь после 3 апреля 1940 года.

Следуя известной пословице о Магомете и горе, англичане в начале 1940 года сами отправились во Францию, чтобы навестить поляков, которых приютившие их французы не пускали в Англию. Молодой английский математик Алан Тьюринг принял живое участие в обсуждении с поляками алгоритмов взлома «Энигмы» и трудностей, встретившихся на пути успешного чтения немецких шифровок. Перед отъездом гостей из Англии в их честь был устроен прощальный ужин.

Перед отъездом во Францию Тьюринг изобрел электромеханическое устройство, которое было предназначено для ускорения процесса вскрытия ключевых установок для «Энигмы». Как и изобретение поляков, оно вошло в историю под названием «Бомба». Однако на этом сходство заканчивалось. Польская «Бомба» была предназначена для работы в условиях, когда немцы дважды шифровали разовый ключ к «Энигме» и помещали полученный результат в начало шифровки. Дилли Нокс, узнав от поляков, как они читают немецкие шифровки, заметил, что немцы в любой момент могут внести изменения в процедуру шифрования сообщений с помощью «Энигмы», и указал на необходимость сконструировать такую машину для вскрытия ключевых установок, которая не зависела бы от этой процедуры. Английская «Бомба», придуманная Тьюрингом, срабатывала в любом случае.

Работая над своим изобретением, Тьюринг в первую очередь принял во внимание тот факт, что метод проб и ошибок в конечном итоге действительно позволял найти искомую ключевую установку для «Энигмы», поскольку если установить ее диски в том же самом порядке и в то же самое угловое положение, какие для них выбрал отправитель шифровки, и набрать на клавиатуре шифрованный текст, то на световой панели «Энигмы» появится исходное сообщение. Однако количество всевозможных ключевых установок, которые требовалось таким образом перебрать, было слишком велико, чтобы можно было надеяться на практическую реализацию данного метода. Объясняя это одному из своих молодых коллег в Блетчли-Парке, Тьюринг сказал: «Если бы в моем распоряжении были 10 тысяч китайцев, «Бомба» нам бы не понадобилась».

Изобретенная Тьюрингом «Бомба» позволяла взглянуть на проблему вскрытия ключевых установок для «Энигмы» под несколько другим углом. Поскольку поиск подходящей ключевой установки для перехваченной шифровки был весьма трудоемкой задачей, Тьюринг попытался сформулировать тест для выявления ключевых установок, которые для этой шифровки не подходили. Исключив подавляющее большинство таких ключевых установок, можно было проверить оставшиеся ключевые установки вручную – все тем же методом проб и ошибок. При массовом тестировании ключевых установок для «Энигмы» Тьюринг предложил использовать так называемый «подстрочник» – предположительное содержание небольшого отрывка из текста перехваченной немецкой шифровки. С помощью «Бомбы» Тьюринг отбраковывал ключевые установки, которые не могли быть использованы для зашифрования «подстрочника». Найти «подстрочник» не составляло особого труда, когда в январе 1940 года англичане наладили бесперебойное чтение немецких шифровок с использованием перфокарт. Например, в Блетчли-Парке могли заметить, что раз в день немецкий связист в каком-нибудь захолустье посылал своему начальству шифровку, в которой говорилось: «Сообщить нечего». Пока с помощью перфокарт англичане успешно справлялись с чтением немецких шифровок, особой надобности в таком «подстрочнике» не было. Однако в любой момент перфокарты могли стать совершенно бесполезными, и Тьюринг предложил им достойную замену – «подстрочник» и «Бомбу».

Первая «Бомба» появилась в Блетчли-Парке 18 марта 1940 года. Однако она не оправдала радужных надежд, которые на нее возлагал Тьюринг. Английский математик Гордон Уэлчмен, еще один блестящий выпускник Кембриджского университета, работавший в Блетчли-Парке, придумал, как модернизировать «Бомбу» Тьюринга, чтобы повысить ее эффективность вдвое. Усовершенствованный Уэлчменом образец «Бомбы» был назван «Пауком».

Проверить работоспособность «Паука» было поручено 18-летнему математику Ричарду Пендереду. В самом начале Второй мировой войны он был вызван из Кембриджа в Блетчли-Парк для беседы с Гордоном Уэлчменом. В ходе этой беседы Пендеред так и не смог разгадать характер работы, которой ему предложил заниматься в Блетчли-Парке Уэлчмен. Единственным ключом к разгадке мог послужить вопрос Уэлчмена о том, насколько хорошо Пендеред умеет разгадывать кроссворды. Только через несколько дней после того, как Пендеред приступил к выполнению своих служебных обязанностей в Блетчли-Парке, Уэлчмен рассказал ему, что его основной задачей будет работа над взломом немецкой шифровальной машины, и отвел в секцию № 6, специализировавшуюся на чтении шифровок вермахта и люфтваффе.

Летом 1940 года Пендеред был откомандирован на фирму, изготовившую опытный образец «Паука». С собой он захватил 13-буквенный «подстрочник» «Funk Gymnastik», чтобы удостовериться в работоспособности образца. Для «Бомбы» Тьюринга нахождение ключевой установки по этому «подстрочнику» было бы непосильной задачей. «Паук» же выдержал это нелегкое испытание с успехом. Инженеры фирмы установили его в некоторое начальное состояние в соответствии с «подстрочником» и подключили к электросети. «Паук» с оглушительным грохотом заработал, во все стороны полетели искры, вокруг засуетились люди, которые то и дело подбегали к «Пауку» и производили им одним ведомые манипуляции. Каждый раз, когда «Паук» находил какую-то ключевую установку, его диски некоторое время продолжали по инерции вращаться, прежде чем окончательно останавливались. Сотрудник фирмы, глядя на реле «Паука», считывал информацию о найденной ключевой установке и передавал Пендереду, который удалялся в другую комнату, чтобы там без помех ее проанализировать.

По правде говоря, Пендеред особо не надеялся, что искомая ключевая установка будет найдена с помощью такого довольно примитивного устройства, каким был «Паук». Тем не менее он тщательно проверял каждую ключевую установку, пользуясь копией «Энигмы», которую привез с собой из Блетчли-Парка. Пендеред устанавливал ее диски в положение, определяемое ключевой установкой, и набивал на клавиатуре первые буквы шифровки. Он знал, что если ключевая установка верна, то после «подстрочника» на световой панели «Энигмы» появится осмысленный текст на немецком языке. И когда такой текст наконец появился, Пендеред понял, что «Паук» с возложенной на него задачей справился – ключевая установка для «Энигмы» была вскрыта.

8 августа 1940 года первый «Паук» был установлен в Блетчли-Парке.