Игра в имитацию

Ходжес Эндрю

Довелось Алану провести консультацию по криптографии и в Хэнслопе. И это, пожалуй, была самая типичная его работа после возвращения из Америки. Алана попросили проверить, что ленты с записанным ключом «Rockex», сгенерированные электронным шумом (электронными помехами), были в действительности, достаточно случайны. Незащищенный буфером 4-й хижины или Хью Александером в таких делах с военными, часто случались нарушения связи. Говоря слишком техническим языком о «мнимой доле погрешности», Алан обнаружил, что высшие чины перестали слушать. То, что он воспринимал, как некомпетентность и глупостью, нередко приводило его в отвратительное расположение духа. В таких случаях он часто отправлялся бегать по большому полю южнее особняка Хэнслоп-парка, чтобы избавиться от раздражения и успокоиться.

Был и другой

вопрос, который вызвал препирательства и разочарование, на этот раз уже в самой группе «Далила». Алан неожиданно обмолвился в разговоре, случайно или по недомыслию, что был гомосексуалистом. Его молодой помощник из Мидлендса испытал двоякие чувства — и удивление, и глубокое огорчение. Все свои представления о гомосексуализме он почерпнул лишь из шуток в школе (которым он не придавал значения) и смутных намеков на «серьезные обвинения» в воскресных газетах, освещавших судебные дела. И дело было не только в том, что сказанное Аланом своему помощнику тот счел отвратительным и отталкивающим, но и в огульно непримиримой позиции тогдашнего социума по отношению к гомосексуализму.

Именно по этому вопросу позиция кембриджской среды отличалась от таковой Дона Бейли ровно настолько, насколько отличается математика от инженерного искусства. У помощника Алана имелась на этот счет тоже твердая, четкая точка зрения. И он заявил довольно резко, что никогда прежде не встречал ни одного человека, который бы не только признавал то, что он считал в лучшем случае противным, а в худшем омерзительным, но и, похоже, находил это вполне естественным делом и даже гордился этим. Алан, в свою очередь, был расстроен и разочарован его реакцией, которую он описал, как слишком типичную для общества в целом. Пожалуй, это был один из немногих случаев, когда Тьюринг прямо высказывал свое мнение об обществе в целом. Действительность, нравилось это ему или нет, была такова, что большинство обычных людей воспринимали его чувства, как чуждые и гадкие до тошнотворности. Собственные взгляды Алана со временем только ужесточались, поскольку уже до войны — возможно, с разрыва помолвки, а затем и в силу возросшей уверенности в себе после той работы, которую он проделал — он не обрывал разговора на эту тему в раздражении, а продолжал спорить, да так разгоряченно, что разговор становился очень накаленным. Работа над «Далилой» оказалось под угрозой.

Алан не считался с принципиальными различиями. Но ему удавалось преодолевать различия, не поступаясь ни одним из них. Дон Бейли нашел в себе силы закрыть на ориентацию Тьюринга, усмотрев в ней еще одно проявление его эксцентричности и противопоставив ей преимущество работы над такими значительными идеями с таким человеком, с которым во всех иных отношениях ему очень нравилось общаться и которого, по его мнению, он знал очень хорошо. Так что «Далила» пережила разоблачение.

Несколько строк из решения Аланом Тьюрингом задачи проводки роторов демонстрируют его использование теории групп. Кому-то, быть может, покажется, что этот отрывок выдает также влияние кота Тимоти на его работу, но на самом деле это был типичный для Алана стиль печати.

В конце 1944 г. аппаратура, производившая дискретизацию речевых сигналов и шифрование выборки сообщения, была, наконец, готова. Они убедились в том, что работает она удовлетворительно, подключив и передающее, и принимающее устройства прямо в лаборатории и введя в них идентичный «ключ» в виде хаотичного шума радиоприемника со снятой антенной. Осталось спроектировать и создать систему для ввода идентичного ключа на станции, которые на практике могли находиться на большом расстоянии друг от друга.

В принципе «Далила» могла бы работать на ключе одноразового использования, записанном на граммофонных пластинках, как работала и «X-system», аналогично схеме «одноразовых блокнотов» для передачи сообщений по телеграфу. Но Алан предпочел разработать систему, которая, будучи не хуже «одноразовой», не требовала бы пересылки тысяч лент или записей, а вместо этого позволяла бы передатчику и приемнику генерировать идентичный ключ синхронно с моментом передачи.

Именно в таком подходе к «Далиле» сказался его опыт криптоаналитика. Работа, которую они делали, до этой поры касалась процесса «добавления». Решению принципиального вопроса — что именно добавлять — Алан

посвящал большую часть времени еще с 1938 г. В этом плане он мог действовать, как имеющая вес «математическая фигура» Кембриджа и Блетчли, а не как какой-то человек со стороны, неловко и стеснительно приоткрывший дверь в непрерывно развивающийся мир электронной инженерии.

Несмотря на то, что Алан не мог в том признаться ни открыто, ни намеками, задача сводилась к созданию чего-то наподобие генератора ключей «Рыбы». Ключ должен был быть детерминированным, иначе его не получилось бы создать идентичным для двух независимых концов. В то же время необходимо было нивелировать шаблоны и исключить повторы, чтобы по своей стойкости ключ не уступал чему-то действительно «случайному» — например, электронному шуму. Любой тип устройства неизбежно имел какой-либо шаблон. И цель заключалась в том, чтобы этот шаблон был таков, что вражеский дешифровщик не смог бы его обнаружить. Решая эту задачу для «Далилы», Алан одерживал верх над вялыми потугами немецкой криптографии. На самом деле, он создавал систему гораздо лучшую, поскольку элементы ключа «Далилы» могли подаваться последовательностями из сотен тысяч чисел. Это было сродни шифрованию не телеграфных сообщений, а «Войны и мира».

Идея генерирования ключа для шифрования речи таким путем не была совершенно новой. В «X-system» не всегда использовались одноразовые граммофонные записи ключа. Имелся альтернативный вариант, именуемый «молотилкой». Но «молотилка» могла лишь передавать поток цифр (разрядов) со скоростью 300 в секунду и применялась только для тестирования, либо для сигналов низкого уровня. «Далила» оказывалась более требовательной.

Генератор должен был быть электронным. И в качестве базового элемента Алан применил «мультивибратор» — пару электронных ламп, обладающих свойством синхронизировать колебания между состояниями «включено» и «выключено» с длительностью импульса равной целому кратному базового периода. Его генератор ключа использовал выходные сигналы восьми таких мультивибраторов, синхронизировавших различные моды колебаний. Но это было только начало. Эти выходные сигналы подавались в несколько контуров с нелинейными элементами, осуществлявших их комбинирование довольно сложным образом. Алан разработал такую схему, которая гарантировала максимально равномерное распределение выходной энергии во всем диапазоне частот. Он объяснил Дональду Бейли с помощью теории Фурье, что это наделяет амплитуду получающегося выходного сигнала необходимым уровнем «случайности» для криптографической защиты.

В контурах должна была присутствовать некоторая вариативность, иначе генератор бы производил все время один и тот же шум. Эта вариативность достигалось созданием особых межсоединений, обеспечивавших прохождение по проводке комбинации выходных сигналов с восьми мультивибраторов, таким же путем, как в оригинальной «Энигме», с роторами и коммутационной панелью. Настройка такой «Энигмы» позволяла задавать некую последовательность ключа таким образом, чтобы и отправитель, и получать имели возможность согласовывать ее заранее. При фиксированной позиции роторов исключалось повторение ключа в течение примерно семи минут. На практике передача речевого сообщения в одном направлении передачи могла ограничиваться этим промежутком временем, и новая ключевая последовательность задавалась после изменения направления передачи. А изменить его можно было путем простого изменения шага роторов. У роторов и коммутационной панели было достаточно позиций, чтобы система была — согласно теории Алана — такой же стойкой и надежной, как действительно случайный ключ одноразового использования.

Разработка «Далилы» в целом была задачей, ради которой все выкладывались на полную катушку. Система была бесполезной до тез пор, если отправитель и получатель не могли согласовать свои мультивибраторы с точностью до микросекунды. Большую часть первой половины 1945 г. они провели, добиваясь необходимой точности. Им также нужно было протестировать выходной сигнал генератора ключей уже готовой «Далилы» на предмет равномерного распределения его спектральных составляющих по всему расчетному диапазону задействованных частот. Но у них не было частотного анализатора (обычное дело в тех условиях, в которых они работали).