Михаил Масленников - Криптография и свобода
Ключевое слово в электронных шифраторах – балалайка. Так вполне естественно обозвали типовой и самый распространенный узел в генераторах двоичной гаммы.
Из подобных балалаек, соединяя их различными способами друг с другом, и стали создавать различные генераторы двоичной гаммы, предназначенные для электронных шифраторов. Тут уже никакой лингвистики, никаких кроссвордов, как в шифрах простой замены. Нужно скрупулезно и точно просчитывать различные математические свойства этих балалаек: периодичность, статистику, группу преобразований, вероятности перекрытия гаммы и т.п.
Балалайки дали сильный толчок к развитию статистических методов анализа шифров. Если в дисковых шифраторах объем шифрованной переписки был сравнительно небольшой, то при использовании электронных шифраторов объем двоичной гаммы мог уже достигать нескольких миллионов знаков. А тогда, при каких-то огрехах в функции усложнения, появлялась возможность строить различные статистические аналоги, т.е. находить сразу целые классы ключей, реализующих статистически близкие гаммы.
В типовой балалайке присутствует коммутатор. Это, как правило, механический элемент, набор перемычек между контактами регистра сдвига и функции усложнения, т.е. факториальный ключ, подобный диску в дисковом шифраторе. Но опять же, как и в дисковых шифраторах, это долговременный ключ, разовыми ключами, как правило, являлись начальные заполнения регистра сдвига. Здесь, конечно же, коммутатор в какой-то степени «сглаживался» функцией усложнения, которая за один такт из двоичного вектора выдавала только один двоичный знак, но тем не менее задача определения коммутатора была весьма нетривиальной.
Электронным шифраторам была посвящена отдельная спецдисциплина – СД–7В. Нолики и единички, балалайки справа и слева — все это добро аппаратно реализовывалось и запихивалось в довольно большие ящики в 60–х годах. И, естественно, часто ломалось, а посему следующей спецдисциплиной, СД–7Г, был инженерно-криптографический анализ электронных шифраторов. Закоротило где-нибудь в ящике с шифратором, отвалился контактик, полетел транзистор – не опасно ли? Не полезет ли в линию связи открытый текст? Как заблокировать потенциально опасные неисправности? Как оценить вероятность отсутствия опасных неисправностей? В общем, все рутинные вопросы, очень важные, конечно, но скучные. Элементная база, электроника в первую очередь, должна быть понадежней, культура ее производства повыше.
Попыткой некоторого обобщения понятия шифратор, своего рода криптографической абстракцией, была теория шифрующих автоматов. В ней как бы намечались основные требования, которым должен удовлетворять современный шифратор: большая группа реализуемых преобразований, гарантированный период, стойкость к различным методам гомоморфизмов и т.п. Здесь, естественно, было полное царствование математики, а посему эта СД (кажется, СД–7Е) пользовалась большим уважением. Там нас впервые познакомили с таким свойством шифра, как имитостойкость, т.е. стойкость к попыткам целенаправленного искажения шифртекста и навязывания ложной информации. Историю возникновения самого понятия имитостойкости приводили следующую. В 60–е годы, во время войны во Вьетнаме, поставленные вьетнамцам советские ракеты класса «земля-воздух» управлялись с земли с помощью шифрованных команд. Американцы, имея мощные станции подавления таких радиосигналов, научились подавлять истинные команды управления ракетой и посылать вместо них ложные, заменяя некоторые знаки в перехваченных шифрованных сообщениях. В результате наши ракеты стали летать не в ту степь, а криптографы схватились за голову. Имитостойкость – это как бы отдаленная родственница электронной подписи, цели, которые преследует имитозащита шифра и система электронной подписи, весьма близки.
Ну и конечно теория информации, теория кодирования, коды исправляющие ошибки, энтропия, избыточность текста и все связанные с этим теоремы и задачи. Хотя большинство результатов по теории информации были в то время опубликованы в открытых изданиях (основополагающая книга Шеннона, многие книги по теории кодирования), у нас по инерции теорию информации причислили к спецдисциплинам со всеми вытекающими отсюда последствиями: секретными тетрадями и подготовкой в спецбоксе (совместно с преферансом).
Весь четвертый курс был посвящен практически одним спецдисциплинам. Все самые зверские экзамены (ТВИСТ и алгебра) остались позади, на экзаменах по СД уже обстановка была намного спокойнее, никого, как правило, за них не выгоняли, двойки ставили редко. Пахло окончанием факультета.
Глава 9. Прощание с факультетом
Грустно, ох как грустно было расставаться с 4 факультетом! Ясно было, что этот процесс – необратимый, что ему отданы лучшие молодые годы, что здесь был очень сильный коллектив, прекрасные преподаватели, интересная и полная впечатлений жизнь. Когда еще удастся окунуться в такую атмосферу? Что ждет впереди? Повседневная рутинная работа, одно и то же каждый день с 9 до 6 вечера. И так на всю оставшуюся жизнь, до седых волос, до самой пенсии. Так хоть на последнем, на 5 курсе надо успеть насладиться всеми остатками свободы, остатками молодой и беззаботной жизни в университетской атмосфере 4 факультета.
Впрочем, говоря об университетской атмосфере, нельзя не отметить, что над ней все больше и больше сгущались солдафонские тучи. Давно, еще чуть ли не со 2–го курса, генерал — начальник факультета нам постоянно обещал:
– Скоро переедем в новое здание, хорошее, большое, там для вас будут все удобства, включая шоферские курсы и лодочную станцию.
Особенно умиляла, конечно же, лодочная станция: водка, лодка и молодка. Шоферские курсы были и раньше в старом здании на Большом Кисельном, однако их почему-то прикрыли и не собирались открывать вновь. Не было никаких оснований верить сказкам про них в новом царстве, что и оказалось истиной. А реальной перспективой последствий от переезда было усиление милитаризации, закручивание гаек, борьба с вольнодумством и раскрепощенностью, возникновению которых способствовала вся атмосфера Большого Кисельного.
Как говорил Чебурашка, строили мы строили, и наконец построили. Мрачное кирпичное здание на Юго–Западе Москвы, вместо окон — узкие проемы, бойницы. Наверное, для того, чтобы палить из шифрующих автоматов по засевшим в соседней Олимпийской деревне супостатам. Название соответствующее – МУЦ, в переводе – Межведомственный Учебный Центр. Пожалуйте на новоселье!
Казалось, что никому, кроме генерала, этот переезд на МУЦ был не нужен. Все были довольны Большим Кисельным: в центре Москвы, легко добираться практически из любого района, отдельно от всякого начальства, жизнь на нем уже успокоилась, стабилизировалась, устраивала абсолютно всех. Ну, начальник, будь немного поумнее, упрись рогом:
– Нельзя нам быть в общем здании, мы же криптографы, особая специальность, повышенная секретность. Мы же учим молодых специалистов: никто, ни жена, ни мать, ни отец не должны знать, чем мы занимаемся. А в общем здании одни наши стены без окон уже будут привлекать повышенное внимание всех, кто ездит на автобусах по Мичуринскому проспекту. Ну ни к чему это, нам лучше жить, как и раньше жили, незаметно, на Большом Кисельном, вдали от этой суеты.
Если бы начальник был поумнее! Тогдашний генерал явно не относился к подобной категории, Большой Кисельный, этот уютный купеческий дворик, был сдан практически без сопротивления, даже с радостью. В первую очередь нам нужны хорошие военные!
Этот прискорбный факт застал нас уже в середине 5 курса. Все понимали, что переезд на МУЦ – это не просто перемещение шкафов и сейфов на новое место. Это конец целой эпохи, заложенной основателями факультета, конец многим традициям и неписаным правилам, существовавшим со времен основания факультета, это победа доблестных вояк над математиками, над нашими любимыми преподавателями, над всеми, кто не хочет ходить строем. Не умеешь – заставим!
Но все-таки большую часть своей жизни на 4 факультете мы провели на Большом Кисельном. Теперь уже трудно вдолбать в наши головы серьезное отношение к плакатам типа «в бою граната – роднее брата», трудно заставить слушать лай караульной собаки или принимать во внимание проповеди начальника курса:
– Не шутите с военной службой!
Хождение строем – этому можете воспитывать следующие поколения криптографов. Наш курс счастливо избежал подобной участи, не осолдафонился, не стал курсом «истинных» чекистов с их постоянным закладыванием друг друга, сохранил верность математике и криптографии, университетским традициям, заложенными основателями факультета. Может, генералу и нужны были в первую очередь хорошие военные, но это его личные проблемы. Таких людей можно найти во многих других военных училищах, а хороших специалистов-криптографов готовили только на 4 факультете ВКШ КГБ и нигде более. И подготовить хорошего специалиста намного труднее, чем хорошего военного, научить человека думать головой гораздо сложнее, чем топать по плацу ногами и беспрекословно воспринимать всякие солдафонские тупости и глупости. Главный итог обучения на 4 факультете: всегда думай, прежде, чем что-то делать, не верь ничему, кроме бесспорно доказанных фактов, не слушай демагогии и пустозвонства, не верь только одному авторитету, требуй доказательств. «Очевидно – это то, что легко доказывается» — еще одна поговорка нашего любимого Сан Саныча.
