EIS-3 (Egorov-Ilyinsky-Staritsyn) - urządzenie, które stało się seryjne w 1937 roku, było przeznaczone do szyfrowania radiotelefonów. Urządzenie było typu „maskującego”, opartego na prostej inwersji przesyłanego sygnału. Dodatkowo do kanału komunikacyjnego wprowadzono wysoki, niepokojący ton. Można było słuchać takich rozmów tylko za pomocą specjalnego sprzętu, ale „amatorskie” podsłuchy z późniejszym odszyfrowaniem były niemożliwe. Leningradzki zakład "Krasnaya Zarya" pracował w tym czasie na granicy swoich możliwości - w tym samym czasie, oprócz EIS-3, służby specjalne otrzymały całą serię prostych urządzeń zabezpieczających ES-2M, MES, MES -2, MES-2A, MES-2AZh, PZh-8 i PZh-8M. Umożliwiło to do 1 kwietnia 1941 r. ze 134 rządowych dalekobieżnych linii komunikacyjnych sklasyfikowanie 66 urządzeń inwersyjnych jako tajnych.
W 1939 roku w rządzie pojawiła się nowość - dalekosiężny system automatyzacji komunikacji HF pod indeksem MA-5, zapewniający komunikację dla 5 abonentów za pośrednictwem 10 kanałów, co umożliwiło rezygnację z operatorów telefonicznych. Był też wariant MA-3 dla trzech abonentów. Przed wojną działało 116 stacji KF i 39 nadawców, co umożliwiało jednoczesną obsługę 720 abonentów najwyższego kierownictwa partii i państwa.
Telefony Stalina w podziemnym bunkrze w Izmailovo
Podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej sprzęt z serii EU był używany na wszystkich frontach do organizowania łączności HF. Jednak prosta klasyfikacja przez inwersję była wyraźnie niewystarczająca, dlatego w 1938 r. Opracowano i przetestowano „złożony” aparat szyfrujący S-1 na linii Moskwa-Leningrad. Później system został przetestowany na autostradach Moskwa-Chabarowsk i Moskwa-Kujbyszew-Taszkient. Ale S-1 pozostał w pojedynczych egzemplarzach ze względu na wysoki koszt i złożoność produkcji. Mimo to S-1 nie dał zdecydowanej przewagi w utajnieniu nad „prostym” algorytmem.
Komunikacja telegraficzna była również szyfrowana. Do tego celu wykorzystano urządzenie S-380M, które nie było szczególnie odporne na włamanie. Rozszyfrowanie z łatwością mogli przeprowadzić pracownicy Ludowego Komisariatu Łączności, a to, biorąc pod uwagę trudne relacje Stalina z jego przywódcami – Jagodą i Rykowem, stało się poważną przeszkodą w powszechnym wprowadzaniu takiego sprzętu. Od początku wojny rozpowszechniły się „walizkowe” urządzenia bezpieczeństwa SI-15 „Sinitsa” i SAU-16 „Snegir”, które zapewniały łączność dowódcom frontowym z łącznością na obrzeżach.
Ogólnie szyfrowanie urządzeń nadawczych radiowych, które pojawiły się w ZSRR przed wojną, można podzielić na kilka podstawowych schematów:
- transformacja sygnału przez odwrócenie widma częstotliwości;
- szyfrowanie przez inwersję częstotliwości konwersacyjnych i „chwianie się” z powodu wahań częstotliwości nadajnika radiowego;
- dynamiczna inwersja i rearanżacja dwóch pasm widmowych przy danej prędkości (aparat SU-1);
- transformacja zgodnie ze złożonym systemem szyfrowania z dynamiczną rearanżacją trzech pasm widma zgodnie z dowolnym prawem iz dowolną prędkością w znanych granicach (SET-2).
Pomimo wszystkich wysiłków inżynierów krajowych, w 1940 roku długoterminowy wynik ich pracy został zwięźle opisany: „Sprzęt do klasyfikacji rozmów telefonicznych, opracowany na zlecenie NKWD przez fabrykę Krasnaya Zarya, jest słaby i nie ma kodu."
Władimir Aleksandrowicz Kotelnikow na nowoczesnej kopercie pocztowej iw młodości.
Rodzajem życzliwego czarodzieja w tej sytuacji był Władimir Aleksandrowicz Kotelnikow (1908-2005), który od 1938 r. kierował laboratoriami klasyfikacji informacji telefonicznych i telegraficznych w Centralnym Instytucie Badawczym Łączności. Władimira Kotelnikowa można słusznie uznać za jednego z najwybitniejszych rosyjskich naukowców - akademika Akademii Nauk ZSRR, dwukrotnego Bohatera Pracy Socjalistycznej, laureata licznych nagród. Jego zainteresowania obejmowały inżynierię radiową, radar, radioastronomię i teorię komunikacji przeciwzakłóceniowej. Wiele jego dokonań znajduje się w podręcznikach ze słowami „po raz pierwszy na świecie”. Vladimir Kotelnikov sformułował i udowodnił twierdzenie o próbkowaniu, na którym opiera się całe przetwarzanie sygnału cyfrowego. Jego laboratorium opracowało kompleks sprzętowy „Moskwa”, w którym po raz pierwszy w kraju wiadomości telegraficzne były klasyfikowane przez nakładanie znaków szyfru na tekst. Pomysł Kotelnikowa nałożenia szyfru na tekst stał się fundamentalnym przełomem w teorii szyfrowania, stając się podstawą wielu kolejnych generacji tajnej technologii.
Ciekawe jest urządzenie „Moskwa” S-308-M. Opierał się na skomplikowanych i dość nieporęcznych zespołach elektromechanicznych, a także na bębnach wypełnionych kulkami. Podczas obracania się bębnów, poprzez system kołków wyprowadzonych ze szczelin, kulki były losowo nawijane wzdłuż sześciu pionowych rurek na dwie ruchome taśmy telegraficzne nałożone na siebie poprzez "kopię węglową". Następnie taśmy były perforowane według takich znaków, które tworzyły losowy klucz, który później był wysyłany do miejsc instalacji urządzeń. Za odczytanie szyfru z klucza odpowiadała komórka fotoelektryczna. Nowość testowano na superdługiej linii komunikacyjnej Moskwa - Komsomolsk nad Amurem iw tym samym 1938 roku w zakładzie nr 209 złożono zamówienie na 30 moskiewskich urządzeń jednocześnie. Sukces rozwoju Vladimira Kotelnikova polegał na tym, że nowy system zapewniał prawie 100% ochronę wiadomości telegraficznych przed odszyfrowaniem.
Już w następnym roku laboratoria Kotelnikova otrzymały nowe zadanie opracowania szyfru do szyfrowania mowy o zwiększonej odporności na nieautoryzowane słuchanie. Rozkaz pochodził z samego departamentu łączności rządowej HF Związku Radzieckiego. W projekcie deweloperskim wzięli również udział Alexander Mints, Konstantin Egorov i Viktor Vitorsky. Grupa starała się zapewnić tajność transmisji informacji za pomocą stworzonego przez siebie unikalnego wielokanałowego sprzętu radiokomunikacyjnego, który po raz pierwszy wykorzystywał pojedynczą wstęgę boczną. I okazało się: w 1939 roku na autostradzie Moskwa-Chabarowsk zaczął działać system szyfrowania mowy przy użyciu nowego algorytmu. Władimir Kotelnikow wpadł na pomysł potencjalnie nieujawnionego szyfru, który sformułował dosłownie na trzy dni przed wybuchem Wielkiej Wojny Ojczyźnianej.
W swoich wspomnieniach Kotelnikov pisze: „Korzystanie z jednorazowego klucza jest również przydatne do klasyfikacji telefonii przewodowej i radiowej. Tylko tam wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, a w przypadku transmisji analogowej widma mowy, bez przekształcenia go na cyfrę, nie da się uzyskać absolutnie stabilnej klasyfikacji. Można uzyskać wysoki stopień trwałości, ale nie absolutny. W przypadku szyfrowania widma mozaikowego, nawet jeśli używany jest jednorazowy klucz, system pozostaje podatny na ataki, ponieważ każdy „kawałek” pozostaje sam z siebie niezaszyfrowany. Dlatego ważne jest, aby interwały były jak najmniejsze, ale jednocześnie tracona jest jakość przesyłanej mowy.”
W laboratorium pod kierownictwem Władimira Kotelnikowa opracowano nowy scrambler telefoniczny typu „mozaika”, który łączył transformacje częstotliwości sygnału mowy z permutacją jego segmentów w czasie. Punktem kulminacyjnym urządzenia była transformacja dynamiczna, która zmieniała się zgodnie z prawem rozkładu zmiennych losowych, co było niezwykle trudne do rozszyfrowania nawet dla wysokiej klasy specjalistów. System wytworzył quasi-losowe permutacje stumilisekundowych segmentów mowy, które były znane tylko odbiorcy, a także dwa pasma częstotliwości z inwersją sygnału mowy.
Kolejnym pomysłem grupy Kotelnikov był pierwszy w ZSRR wokoder wnękowy, którego nazwa pochodzi od angielskiego kodera głosu - kodera głosu. Urządzenie sprowadzono do działającego prototypu, który został przetestowany i wykazał fundamentalną możliwość kompresji sygnału mowy. Kotelnikov napisał w związku z tym: „Aby utrudnić odszyfrowanie przekazywanej mowy, ważne było, aby„ segmenty”,na które ją podzieliliśmy, były jak najkrótsze. I to jest problem, bo wtedy pogorszyła się jakość przekazywanej mowy. Zacząłem się zastanawiać, jak przenieść mowę nie do końca, ale jakoś skompresować jej widmo. Zacząłem badać spektrum dźwięków, aby zrozumieć, które częstotliwości definiują… W tym czasie mój wzrok przykuł link do artykułu Homera Dudleya, opublikowanego w październiku 1940 roku, w którym mówiono, że dokonał konwerter mowy - wokoder. Pospieszyłem się zajrzeć, ale okazało się, że nic konkretnego tam nie jest napisane. Ale mimo wszystko było to bardzo przydatne: ma ten sam pomysł, co oznacza, że jesteśmy na dobrej drodze. Zaczęliśmy więc tworzyć własny vocoder. A tuż przed wojną mieliśmy już działający prototyp. To prawda, podczas gdy wciąż „mówił” słabo „drżącym głosem”.
