КАК ПОЛЯКИ ХАКНУЛИ «ЭНИГМУ»

Немецкая электрическая шифровальная машина «Энигма» была, конечно, чудом техники своего времени, и превосходила аналогичные криптографические устройства других стран. Она производилась фирмой Scherbius & Ritter на основе патента, полученного в 1918 году инженером-электриком Артуром Шербиусом. Шла первая мировая война, и германская армия не могла решить проблему перехвата сообщений. Ручные методы кодирования текстов не справлялись с потоком информации. На шифрование странички приказа уходило три-четыре часа работы, на расшифровку еще столько же. Особенно сильно в продвинутых системах шифрования нуждались моряки-подводники. Шербиус создал машину размером с кухонную плиту и весом 50 кг с прицелом продать ее германскому флоту. Но война закончилась поражением Германии, и немецкий флот подлежал интернированию. Никто из нейтральных стран, однако, не хотел нести ответственности за его содержание, поэтому флот был разоружен и отконвоирован в бухту Скапа-Флоу на Британских Оркнейских островах. Там в июне 1919 года произошла история, похожая на подвиг «Варяга»: немецкие офицеры под руководством адмирала Людвига фон Ройтера затопили корабли, открыв и заклинив кингстоны. Англичане бросились спасать имущество, но безрезультатно. В стычках погибли девять немецких моряков, ставших последними жертвами Первой мировой войны.

Итак, Кайзермарине перестал существовать, поэтому Шербиус решил продавать машину банкам для шифрования денежных переводов. Это был прообраз существующей сегодня банковской системы SWIFT с той разницей, что тогда не было интернета и мировые банки не были связаны в единую сеть. Продажи шли ни шатко ни валко, в том числе и из-за высокой стоимости устройства.

Интересно, что патент на подобный принцип работы шифровальной машины годом раньше Шербиуса получил американец Эдвард Хью Хеберн. Он тоже попытался продать устройство военным морякам и тоже получил отказ. Но Шербиусу повезло больше. Германия потихоньку оправилась от поражения и стала тайно возрождать свои вооруженные силы. Это происходило еще задолго до Гитлера, при вполне себе либеральной Веймарской республике, которая для вида изображала готовность выполнять жесткие ограничения на армию и флот, а на самом деле уже тогда всеми силами готовила реванш.

Рейхсвер и немецкий военно-морской флот, Рейсхмарине, тщательно скрывали свои приготовления и отчаянно нуждались в самых продвинутых средствах шифрования. Именно поэтому адмиралы уже в 1926 году заказали партию модифицированных машин «Энигма». Через два года машины Шербиуса в больших количествах стал закупать возрождающийся Рейсхвер, а в 1935 году, уже при Гитлере — и Люфтваффе.

«Энигма» даже сейчас может произвести впечатление на самых продвинутых криптанов. Таких машин выпустили порядка ста тысяч (по другим оценкам, вдвое больше)—но до наших времен дожили считанные экземпляры, которые высоко ценятся коллекционерами. Пару таких машин можно увидеть в поразительном собрании техники Deutsches Museum в Мюнхене: они выглядят так, словно немцы пользуются ими до сих пор. «Энигма» выставлена и в британском Национальном компьютерном музее, который находится в бывшей лаборатории Блетчи-Парк километрах в пятидесяти к северу от Лондона. Во время войны там работала команда кодировщиков-математиков, среди которых был и Алан Тьюринг.

Внешне «Энигма» выглядит как очень громоздкая печатная машинка с лампочками. Она работала на сочетании принципов механики и электрики. Когда оператор нажимал на клавишу какой-то буквы, это замыкало электрическую цепь, по которой шел ток, в результате чего загоралась определенная лампочка, соответствующая букве на выходе. Каждое нажатие клавиши приводило к повороту ротора механической части —а этих роторов было как минимум три. У каждого ротора было 26 контактов, по числу букв, соединенных с контактами точно такого же следующего ротора, или с неподвижными контактами на обоих концах шпинделя, на котором находились роторы.

Фокус заключался в том, что вся цепь менялась с каждым нажатием клавиши, и предугадать, какая лампочка загорится на выходе, можно было, лишь имея точно такую же машину и зная ключ. К концу войны число роторов возросло до восьми, при этом каждый раз оператор выбирал, какие три из восьми роторов использовать для шифровки. В итоге число возможных сочетаний цепи устройства выросло на порядки, до 103 секстилионов.

Как происходила работа с «Энигмой»? Оператору давали текст сообщения для шифрования. Он набивал его на клавиатуре, и по принципу, описанному выше, текст тут же преобразовывался в некую последовательность сигналов лампочек. Каждой лампочке соответствовала буква. Затем либо оператор записывал получившуюся последовательность вручную, либо, в продвинутых версиях устройства, это делала автоматическая печатная машинка. Затем получившийся код передавали по радио принимающему оператору— у него была точно такая же «Энигма». Он вбивал в машину принятое сообщение —и записывал последовательность вспыхивающих лампочек, которая представляла собой уже расшифрованный текст. К принимающей «Энигме» также могла быть подключена печатная машинка.

Система работала с исключительной для того времени безопасностью. Даже в случае радиоперехвата на расшифровку сообщений у противника были считанные часы: ведь ключи все время менялись. Разгадать ключ было нереально. Мало того, что каждые восемь часов оператор придумывал новый ключ, он еще каждый раз дважды шифровал его с использованием дневного ключа из кодовой книги. Этот ключ, в свою очередь, определялся настройками коммутационной панели, порядком роторов и их начальными установками и положениями колец. При каждом шаге шифрования положения роторов менялись. Чтобы расшифровать послание, принимающая сторона должна была иметь точно такую же «Энигму» и кодовую книгу.

Пионерским изобретением можно считать и автоматическую печатную машинку Schreibmax. При работе на таких машинах оператору не нужно было лихорадочно записывать буквы, соответствующие сигналам лампочек: устройство делало это само.

Немцы были уверены в том, что их «Энигму» не расколоть, но, несмотря на это, они постоянно совершенствовали устройство, добавляя новые роторы, каждый из которых повышал сложность системы на порядок.

В альтернативной истории, если бы Гитлер продержался еще годик-другой, могла бы произойти трансформация «Энигмы» в вычислительную машину со сложностью на мировом уровне конца 1950-х годов. Возможно, тогда уже к концу 1940-х появились бы первые самоуправляемые баллистические ракеты: ведь Вернер фон Браун и другие немецкие инженеры на пару десятков лет опережали своих ближайших конкурентов, СССР и США, в ракетостроении. Их детище «Фау-2» представлено в том же Deutsches Museum в Мюнхене и выглядит практически как копия корабля «Восток».

Когда летом 1945 года Сергей Королев увидел показательные испытания «Фау-2», произведенные союзниками, он понял, что то, чем занималась его группа, были детские игрушки по сравнению с тем, чего удалось достичь немецким инженерам. Он решил полностью сменить подход и полностью поставить крест на своих разработках ракетоплана — а ведь этому были отданы пятнадцать лет его жизни. Вместо этого Королев решил досконально изучить немецкую «ракету будущего», а разобрав ее по косточкам — начать совершенствовать. Если бы не немецкие наработки, человек полетел в космос значительно позже. И тут, кстати, не стоит думать, что американцы справились бы с задачей быстрее: ведь у них была фора. Они заполучили лично Вернера фон Брауна с его блестящей командой специалистов, плюс около ста готовых «Фау-2», и могли продолжить дело практически с того момента, на котором остановились немцы — в то время как русские достали лишь отдельные агрегаты этих ракет и кое-какое оборудование для их запуска, так что Королеву пришлось потратить еще несколько лет для того, чтобы выйти на немецкий уровень 1945 года.

Блестящая немецкая инженерная и научная мысль, эксплуатировавшаяся алчными и беспринципными политиками для достижения мирового господства, была направлена на доминирование и уничтожение. Но именно она способствовала выходу человека в космос. Точно так же немецкая технология «Энигмы» дала мощный толчок разработкам компьютерной техники англо-американцами, и не только ими. Необходимость во что бы то ни стало расколоть немецкую систему кодирования привела к постройке в Британии, при американском содействии, мощнейшей по тем временам вычислительной машины, которая не просто складывала и умножала, а работала как компьютер — то есть выполняла действия математической логики. Логика в основе компьютерных вычислений определялась инструкциями для оператора «Энигмы», то есть руководством, написанным для человека —так же как сегодня нейросети применяют в своей работе подходы, имитирующие работу нейронов мозга.

Именно в годы Второй мировой войны впервые созданное человеком электромеханическое устройство реально заменило работу целой команды математиков и шифровальщиков, занимаясь интеллектуальным трудом. Такую машину вполне было можно считать прообразом искусственного интеллекта. Но для достижения результата сначала требовалось просто поверить в то, что это возможно, что человек может построить компьютер, способный быстро выполнять вычислительные и логические задачи, с которыми сам он не справится.