Погоня за "Энигмой". Как был взломан немецкий шифр

Операция «Лучник»

В годы Второй мировой войны английский дешифровальный центр в Блетчли-Парке стал настоящим прибежищем для разного рода чудаков, клоунов и людей с нетрадиционной сексуальной ориентацией. Как рыба в воде чувствовал себя в Блетчли-Парке гомосексуалист Алан Тьюринг. Весьма эксцентричным поведением отличался и руководитель «итальянской» секции дешифровального центра Дилли Нокс. Но особенно странно вели себя сотрудники секции, занимавшейся взломом флотского ручного шифра (ФРШ), который использовался небольшими немецкими судами и подводными лодками, не оснащенными «Энигмой».

Алан Росс прославился тем, что в качестве успокоительного средства постоянно давал своему сыну настойку опия, а когда отправлялся с ним в железнодорожную поездку, укладывал его спать на багажную полку. Бентли Бриджуотер стал прямо-таки легендарной личностью, когда поссорился со своим любовником Энгусом Уилсоном, тоже сотрудником секции ручных шифров, и тот был вынужден залезть в пруд, спасаясь от разгневанного Бриджуотера. Да и сам Уилсон страдал неконтролируемыми приступами гнева. Однажды он выбил ногой входную дверь дома, где снимал комнату. На следующий день коллеги Уилсона, проходя мимо, могли видеть, как он старательно помогал хозяину починить сломанную дверь.

Руководство секции ручных шифров терпело выходки своих сотрудников, поскольку их работа была очень важна для успешного взлома военно-морской «Энигмы». Впервые ФРШ был взломан англичанами в июне 1941 года, благодаря документам, захваченным месяцем раньше на борту немецкой подводной лодки «U-110». При использовании ФРШ немецкий шифровальщик сначала записывал исходный текст сообщения на специальном бланке. При этом текст разбивался на биграммы (группы из двух букв), которые затем шифровались с помощью таблицы биграмм. Форма бланка и таблицы биграмм должны были меняться каждый месяц. Однако немцы почему-то делали это не одновременно, а поочередно: по нечетным месяцам они меняли форму бланка, а по четным — таблицу биграмм. Этой оплошностью немцев воспользовались английские криптоаналитики, которые могли взламывать составные элементы ФРШ по очереди — по мере того как немцы вносили в них изменения.

С точки зрения адмиралтейства, немецкие сообщения, зашифрованные посредством ФРШ, были малоинформативными. Однако они весьма ценились английскими криптоаналитиками, поскольку очень часто одно и то же сообщение шифровалось и с помощью ФРШ, и с помощью «Энигмы». Взломав более простой ФРШ, можно было использовать прочитанное сообщение в качестве «подстрочника» при вскрытии ключевых установок для «Энигмы».

Этот же самый трюк англичане проделали и с так называемым «портовым» шифром немцев, который применялся для засекречивания сообщений небольших немецких судов при заходе в гавани и на судоверфи, а также для организации связи между этими судами и более крупными военными кораблями Германии. Англичане впервые взломали «портовый» шифр в 1940 году, а уже в начале октября 1941 года успешно использовали его для взлома «Энигмы».

С 3 по 5 октября 1941 года в Блетчли-Парке неожиданно перестали читаться шифровки немецких подводных лодок, хотя сообщения надводного флота Германии англичанам по-прежнему удавалось прочитать. Командующий немецким подводным флотом Карл Дениц опасался, что координаты его субмарин становятся каким-то образом известны противнику, поэтому в ключевые установки, которыми снабжались немецкие подводные лодки, по его распоряжению были внесены изменения, чтобы эти ключевые установки отличались от используемых надводными военными кораблями.

7 октября 1941 года начальник Секретной разведывательной службы (центрального органа английской разведки) Стюарт Мензис, который курировал работу дешифровальщиков из Блетчли-Парка, обратился к премьер-министру Уинстону Черчиллю с докладной запиской, в которой, в частности, написал:

Черчилль начертал на письме Мензиса следующую резолюцию:

В тот же день Мензис отправил Черчиллю еще одну докладную записку:

Черчилль ограничился краткой резолюцией:

Заметив, что время от времени одно и то же немецкое сообщение засекречивалось с помощью сразу двух различных шифровальных систем — «портового» шифра и «Энигмы», англичане решили сделать так, чтобы можно было с большой вероятностью предсказать содержание этого сообщения. Английские криптоаналитики окрестили свою уловку «садоводчеством». Они просили военных летчиков или моряков минировать определенные районы, чтобы заставить немцев посылать сообщения, текст которых поддавался прогнозированию. К сожалению, этот метод был небезупречен. Например, вполне можно было предположить, что немцы передадут зашифрованное с помощью и «портового» шифра, и «Энигмы» сообщение типа:

Однако разные немецкие связисты могли изложить одинаковую по своей сути информацию по-разному — ради экономии места заменить слово «номер» на «ном.» или даже на «н.», а цифры «пять» и «семь» — на порядковые числительные «пятая» или «седьмой» соответственно.

Еще одной защитной мерой, призванной повысить надежность военно-морской «Энигмы», была усложненная индикаторная система, применявшаяся для того, чтобы отправитель сообщения мог довести до сведения получателя разовый ключ, использованный для зашифрования сообщения. Для вычисления индикатора, который в незашифрованном виде присутствовал в начале и в конце каждого сообщения, немцы задействовали специальные таблицы биграмм. Всего на месяц немецкий шифровальщик получал девять таких таблиц, а также список, в котором указывалось, какой таблицей биграмм следовало воспользоваться в данный конкретный день месяца. В распоряжении английских криптоаналитиков такого списка не было, поэтому им приходилось догадываться, какая именно таблица была использована. Поначалу сделать это было совсем не трудно.

При захвате немецкой подводной лодки «U-110» в мае 1941 года на ее борту были обнаружены все девять таблиц биграмм, а также книга триграмм, которая вместе с таблицей биграмм использовалась немцами для выработки индикатора. Джоан Кларк и ее коллеги из секции № 8 дешифровального центра в Блетчли-Парке заметили, что немецкие шифровальщики выбирали триграммы вовсе не случайно, как это требовалось по инструкции. Книга триграмм состояла в общей сложности из 773 столбцов. Однако вместо того чтобы выбирать триграммы наугад, немцы чаще всего задействовали те триграммы, которые находились в верхней части одного из столбцов в середине книги триграмм. Кларк установила соответствие между индикатором, который немцы ставили в начало каждой своей шифровки, и триграммами, которые получались при использовании каждой из девяти таблиц биграмм. После этого оставалось только найти таблицу биграмм, которая трансформировала индикатор из перехваченной немецкой шифровки в одну из триграмм, расположенных в верхней части одного из столбцов в середине книги триграмм.

Однако некоторое время спустя немцы решили повысить стойкость своей шифрсистемы. Были введены новые правила, которыми должны были руководствоваться немецкие шифровальщики при выборе триграмм. Отныне необходимо было брать лишь те триграммы, которые еще ни разу не использовались. В результате метод, который придумала Кларк для определения подходящей таблицы биграмм, перестал срабатывать и пришлось искать новый. Эти поиски увенчались успехом лишь с приходом в Блетчли-Парк молодых сотрудников. Именно благодаря их свежему взгляду в немецкой шифрсистеме удалось найти слабые места, которые английские криптоаналитики со стажем никак не могли обнаружить.

Одним из таких молодых сотрудников, принятых на работу в Блетчли-Парк в 1941 году, стал выпускник Кембриджа Джек Гуд. Когда началась Вторая мировая война, Гуду исполнилось 23 года. Он уже имел степень бакалавра и работал над докторской диссертацией в области математики. Будучи хорошим игроком в шахматы, Гуд познакомился с Хью Александером, еще одним выпускником Кембриджа, принятым на работу в Блетчли-Парк в самом начале войны. По просьбе Александера Гуд прошел собеседование с Гордоном Уэлчменом, который отбирал выпускников Кембриджа для работы в английском дешифровальном центре. В ходе беседы характер будущей работы никак не затрагивался, однако приятель Гуда сообщил ему по секрету, что она была связана с шифрами. При следующей встрече с Уэлчменом Гуд задал вопрос о том, будет ли его будущая работа иметь отношение к криптографии. На что Уэлчмен отрицательно покачал головой и сказал, что работает в министерстве иностранных дел.

26 мая 1941 года Гуду было сообщено о том, что на следующий день ему следует прибыть дневным поездом из Лондона на станцию Блетчли в графстве Букингемпшир. Там его встретил Хью Александер, и пока они добирались пешком до Блетчли-Парка, рассказал о том, что ему предстоит принять участие в работе над взломом немецкого военно-морского шифра. Едва Гуд занял отведенное ему место за письменным столом в секции № 8, как туда вбежал какой-то человек и радостно сообщил о потоплении немецкого линкора «Бисмарк». Коллеги объяснили Гуду, что это удалось сделать лишь благодаря проделанной ими работе.

С самого начала своего пребывания в Блетчли-Парке Гуд сдружился с Александером, однако наладить хорошие отношения с Тьюрингом оказалось не так-то просто. В первую же ночную смену Тьюринг застал Гуда спящим на полу. Поначалу Тьюринг решил, что Гуд заболел. Но разбуженный Гуд простодушно объяснил, что устал и прилег отдохнуть. После этого Тьюринг несколько дней не разговаривал с Гудом и немедленно покидал комнату, если в нее заходил Гуд. Тьюринг изменил свое отношение к Гуду только тогда, когда тот придумал, как ускорить бенберийский метод вскрытия ключевых установок для военно-морской «Энигмы», не снижая его эффективности. А некоторое время спустя Гуд завоевал уважение Тьюринга тем, что сделал открытие, мимо которого прошли все сотрудники Блетчли-Парка, включая самого Тьюринга.

В одну из ночных смен, когда делать было особенно нечего, Гуд еще раз проанализировал немецкую индикаторную систему. В соответствии с инструкцией немецкие шифровальщики должны были дополнять триграммы, которые брали из книги триграмм, случайно выбранными буквами. Гуд засомневался в том, насколько случайно выбирались эти буквы. Изучив прочитанные немецкие шифровки, он выяснил, что некоторые буквы использовались чаще, чем остальные. Метод, придуманный Гудом для определения таблицы биграмм, которая использовалась немцами для выработки индикаторов, был очень похож на метод, предложенный ранее Джоан Кларк. Надо было отыскать таблицу биграмм, которая трансформировала индикаторы из перехваченных немецких шифровок так, что частота встречаемости наиболее популярных букв-пустышек была максимальной. Когда Гуд поделился сделанным открытием с Тьюрингом, тот смущенно пробормотал: «А я считал, что уже испробовал этот метод».

Нежелание Гуда продолжать работу, если никак не удавалось добиться положительного результата, сослужило ему хорошую службу, когда он безуспешно бился над чтением немецких сообщений, зашифрованных при помощи так называемых «офицерских» ключевых установок. Эти установки применялись для предварительного шифрования особо важных сообщений, которые затем подлежали шифрованию с использованием действующих ключевых установок, находившихся в распоряжении всех операторов военно-морской «Энигмы». Утомившийся Гуд по обыкновению устроился на полу и заснул мертвым сном. Ему приснилось, что, вопреки обыкновению, немцы поменяли очередность использования ключевых установок: сначала были применены обычные ключевые установки и только потом «офицерские». Проснувшись, Гуд проверил эту гипотезу, и она подтвердилась.

29 ноября 1941 года немцы осуществили замену биграммных таблиц. Последний раз они это делали в середине июня 1941 года. В результате, не зная биграммных таблиц, английские криптоаналитики не могли больше пользоваться бенберийским методом. Однако это отнюдь не означало, что положение стало безнадежным и чтение немецких шифровок полностью прекратится. В распоряжении англичан было полтора десятка «Бомб», на которых с помощью «подстрочников» можно было вскрывать ключевые установки для «Энигмы». Чтобы применить бенберийский метод, требовалось перехватить и рассортировать около трех сотен шифровок противника. «Бомба» же срабатывала, как только в Блетчли-Парке удавалось идентифицировать хотя бы одну немецкую шифровку, содержащую известный «подстрочник». Правда, затем необходимо было перебрать все 336 вариантов порядка следования дисков в «Энигме», а после применения бенберийского метода оставалось проверить меньше сотни таких вариантов.

Сотрудники секции № 8, работавшие над взломом военно-морской «Энигмы», решили реконструировать новые таблицы биграмм, используя те же методы, которые практиковали после захвата немецкого траулера «Краб» в начале марта 1941 года. В декабре 1941 года английское адмиралтейство разработало планы проведения двух специальных операций у побережья Норвегии. Захват ключевых установок для «Энигмы» не фигурировал в числе главных целей этих операции. Тем не менее нескольким офицерам из Центра оперативной разведки адмиралтейства было приказано принять в них участие, чтобы оказать посильную помощь сотрудникам дешифровального центра.

Первой и более важной операции англичане дали кодовое название «Браслет». В ходе операции предполагалось высадить четыре десантных отряда на Лофотенских островах. Там они должны были закрепиться на пару месяцев, чтобы прервать связь между Лофотенскими островами и немецкими войсками на севере Норвегии. Второй операции было присвоено кодовое наименование «Лучник». При ее проведении планировалось атаковать две немецкие военно-морские базы, расположенные на островах у юго-западного побережья Норвегии.

По мнению сотрудника английского дешифровального центра Алана Бэкона, именно операция «Лучник» имела наилучшие шансы захватить секретные документы, имевшие отношение к «Энигме». Бэкон оказал существенную помощь адмиралтейству при планировании этой операции. 18 декабря он направил в адмиралтейство докладную записку, в которой перечислил несколько потенциальных целей для атаки в ходе операции «Лучник».

О них Бэкон узнал из разведывательного отчета, подготовленного сотрудниками ЦОР на основе информации, которая была получена от норвежского рыбака Джона Сигурдсона. Бэкон предложил захватить четыре немецких патрульных корабля, которые обычно сопровождали грузовые караваны, следовавшие вдоль норвежского побережья.

24 декабря от берегов Англии отошел и взял курс на Норвегию эсминец «Неторопливый» с Бэконом на борту. Ранним утром 27 декабря «Неторопливый» подошел к норвежскому побережью вместе с пятью другими английскими военными кораблями и транспортными судами с десантниками на борту. Зайдя в фьорд, указанный Сигурдсоном, моряки на «Неторопливом» заметили у берега четыре немецких патрульных корабля, покинутых своими экипажами. Бэкон в сопровождении вооруженной охраны обыскал все корабли и на одном из них нашел ключевые установки и таблицы биграмм для «Энигмы», а на другом — пять дисков к ней. Капитан «Неторопливого» поинтересовался у возвратившегося Бэкона, нашел ли он что-нибудь интересное. Бэкон равнодушно ответил, что ему удалось отыскать лишь несколько топографических карт.

Высадка английского десанта была в самом разгаре, когда шанс захватить секретные документы по «Энигме» представился капитану английского эсминца «Оффа» Аластеру Эвингу. Впередсмотрящий на «Оффе» заметил немецкий траулер «Гром». Когда «Оффа» после короткой погони догнал вражеский траулер, команда уже успела покинуть его. Эвингу потребовалось два часа, чтобы высадить на неуправляемый «Гром» призовую команду. Переправить на «Оффу» документы и «Энигму», найденные на борту «Грома», тоже оказалось весьма непросто. Между двумя кораблями был переброшен трос, к которому привязали мешок с трофеями. Но как только мешок отправился в путешествие с «Грома» на «Оффу», трос лопнул и мешок вместе со всем содержимым утонул в море. Тем не менее, к счастью для англичан, в злополучный мешок поместилось далеко не все, найденное на «Громе». Экземпляр «Энигмы» и таблицы биграмм в целости и сохранности перекочевали на «Оффу» вместе с вернувшимися моряками из призовой команды. В 15.00 операция «Лучник» успешно завершилась.

Спустя 32 часа после операции «Лучник» началась другая военно-морская операция англичан в Норвегии — «Браслет». И хотя закрепиться на Лофотенских островах не удалось, в том, что касалось «Энигмы», эта операция оказалась не менее результативной. Когда английский крейсер «Аретуза» в сопровождении более дюжины эсминцев, сторожевых кораблей и минных тральщиков приближался к побережью Норвегии, с его борта был замечен немецкий траулер «Гриф». На перехват «Грифа» был выслан эсминец «Ашанти». Заметив приближающийся вражеский корабль, немцы в панике начали прыгать за борт. Капитан «Ашанти» Дик Онслоу, ошибочно предположив, что экипаж «Грифа» решил подорвать и затопить свое судно, приказал открыть огонь. Через минуту, поняв, что на самом деле произошло, Онслоу распорядился прекратить стрельбу. Один из выпущенных с «Ашанти» снарядов прошел навылет через радиорубку «Грифа» и так напугал немецкого радиста, что тот прыгнул за борт, забыв даже послать сигнал о том, что «Гром» атакован противником.

Трофеи, захваченные в ходе обеих операций, были примерно одинаковыми — «Энигма» и руководства по ее использованию, а также таблицы биграмм и ключевые установки. Все это благополучно прибыло в Блетчли-Парк 1 января 1942 года. А в английской газете «Таймс» была напечатана статья под заголовком «Блестящий рейд к норвежскому побережью». В ней рассказывалось о том, как у берегов Норвегии военные корабли Англии захватили врасплох пять патрульных судов противника, которые попытались причалить к берегу, но были уничтожены ураганным огнем. Та же участь постигла и несколько вооруженных немецких траулеров. О том, что произошло на борту вражеских патрульных судов и траулеров, прежде чем они были потоплены, в статье, естественно, не было сказано ни слова.