История закрытой радиосвязи ближнего радиуса действия06.09.2022 15:17

С незапамятных времен человечество занималось (роскомнадзор) –, но для руководства войсками в какой-то момент перестало хватать командного голоса. (Хотя, этот метод действительно работает — чем громче крикнешь, тем дальше слышно). Отправка простого письма Die erste Kolonne marschiert… die zweite Kolonne marschiert… die dritte Kolonne может привести к тому, что посыльного схватят, письмо прочитают, и могут что-то и предпринять (сьесть письмо можно не успеть). Начались первые попытки внедрения криптографии — шифр Цезаря, линейка Энея (Aeneas Tacticus), и первые же попытки расшифровать перехваченные сообщения. Цивилизация развивалась, методы совершенствовались, популяризовывались такими авторами как Эдгар По (Золотой жук), Артур Конан Дойль (Пляшущие человечки), Жюль Верн (Жангада, Путешествие к центру Земли, Матиас Шандор), Анатолий Рыбаков (Кортик, Бронзовая птица), и Ярослав Гашек.

— Практически, — подтвердил он, — по крайней мере, что касается моего опыта на сербском фронте, ни у кого не хватало времени на расшифровку. Это не значит, конечно, что шифры не имеют значения во время продолжительного пребывания в окопах, когда мы там засели и ждем. Что же касается частой смены шифров, это тоже верно. Капитан Сагнер одну за другой сдавал свои позиции. — Главная причина того, что теперь при передаче приказов из штаба на позиции все меньше и меньше пользуются шифрами, заключается в том, что наши полевые телефоны недостаточно совершенны и неясно передают, особенно во время артиллерийской канонады, отдельные слоги. Вы абсолютно ничего не слышите, и это вносит еще большую путаницу.

К Второй мировой войне все страны подошли с разнообразными подходами к шифрованию и не только. Истории о вскрытии японских шифров с опозданием на пару часов (Red / Purple) и немецких шифров Энигмы давно рассекречены и популяризованы. Про советские методы и машины известно меньше — тут и популярная «связь с Ставкой по ВЧ» и аппараты  ЕИС-3, К-37 Кристалл, Соболь-П. В популярной советской литературе, конечно, на столе имперской канцелярии лежат шкасы, приказы «обязательно расшифровать кристалл» и так далее, но реальность как обычно отличается — аппараты Кристалл были захвачены и взломаны, да и остальные коды РККА (и не только) немцы ломали.

Отлаженная служба немецкого радиоперехвата давала преимущество и против СССР:

В те дни, мы успешно осуществляли перехват радиосообщений русских. Эти сообщения немедленно дешифровывались, и их содержание своевременно докладывалось командованию корпуса. Мы всегда были в курсе действии русских, которые предпринимались в ответ на передислокацию наших сил, и в каждом конкретном случае мы вносили соответствующие изменения в наши планы. Вначале русские недооценили важность нанесенного по ним удара и подбросили на наш участок слишком малое количество противотанковых пушек. Затем постепенно русское командование начало проявлять заметное беспокойство. В эфире стали появляться встревоженные запросы: «Срочно уточните, откуда наступает противник». Ответ: «Узнайте у чертовой бабушки. Как я могу узнать, откуда наступают немцы?» (Всякий раз, когда в русских радиограммах упоминаются черт и его ближайшие родственники, можно предположить, что назревают серьезные события.)

И против Великобритании:

В 10.30 командир роты радиоперехвата докладывает о радиопереговорах открытым текстом между 29-й индийской бригадой и 7-й бронетанковой дивизией, из которых явствует, что гарнизон опорного пункта Эль-Адем готовится к прорыву в ночь с 16 на 17 июня. Сообщение об этом немедленно передается Роммелю и 90-й дивизии.

Очевидных проблем в применимости всех методов, известных в середине 20 века полно,   и из них можно выделить несколько главных:

Ключи шифрования

Все молча посмотрели на злосчастные страницы и задумались. На минуту воцарилась тишина, и вдруг кадет Биглер озабоченно вскрикнул:

— Herr Hauptmann, ich melde gehorsam… Jesus Maria! Es stimmt nicht [Господин капитан, осмелюсь доложить… Иисус Мария! Не получается! (нем.)]

И действительно, все было очень загадочно. Сколько господа офицеры ни силились, сколько ни старались, никто, кроме капитана Сагнера, не нашел на странице сто шестидесятой названных слов, а на противоположной, сто шестьдесят первой странице, которой начинался ключ, соответствующих этому ключу букв.

Проблема своевременной смены ключей актуальна до сих пор.

Время зашифровки и расшифровки

Прежде чем кто-нибудь из нас успеет расшифровать нужный пример, ни батальона, ни роты, ни бригады не будет и в помине. Практического значения это не имеет! (поручик Лукаш)

Вес аппарата

Размеры Энигмы (Enigma) модель С — 28×34 х 15 см, вес — около 12 кг. Модели А и В весили порядка 50 кг. Питалась машина от сети (различной)

Скрытность работы

Первый патент на радиопеленгацию получен в 1904 году. Пеленгация активно использовалась и в мирное время (радиокомпас, LORAN), и в военное. Наибольшую известность получил английский пеленгатор Huff-Duff (High-frequency direction finding, HF/DF), предназначенный для пеленгации систем ускоренной передачи данных подводных лодок (The Short Signal Code / Short Signal Book / Kurzsignalbuch / Kurier system). Благодаря тем же пеленгаторам (только меньше и другим), немцы из Funkabwehr –VNW (Wehrmachtnachrichtenverbindungen) разгромили Красную капеллу, и не только.

Для решения этих проблем и наука, и организация радиослужбы не стояли на месте — одни использовали индейцев, другие разрабатывали аппаратные средства, третьи делали что умели и как привыкли.

Hidden text

Использование национальных языков как средства криптографии

Первое применение национального языка для шифрования было отмечено еще в первую мировую войну, с использованием языков Чокто (Choctaw / Chahta), Чероки и Команчей. Разумеется, это были не киношные индейцы в стиле самого известного индейца Гойко Митича — Чокто и Чероки входили в состав Пяти племен (Five Civilized Tribes) и уже сотню лет были частью американской цивилизации. К второй мировой войне для работы в службе шифрования были привлечены порядка 400–500 индейцев разных племен. Проблемы этого метода были известны и в первую мировую, а именно:

Численность. Чем больше языковая группа, тем больше шансов, что язык или уже изучен, или что представители группы будут захвачены в плен и начнут работать на противника. Соответственно, в каждый танк и десантный катер (LCM) такого радиста не посадишь. Еще в первую мировую немцы распознали использование индейцев, но найти специалистов в нужном количестве не смогли.

Заменяемость. Потеряв одного радиста, от случайной пули или осколка, группа (рота, батальон) лишается зашифрованной связи.

Ограниченная применимость. Совершенно не обязательно расшифровывать (переводить) язык для получения данных пеленгации и косвенных данных радиоразведки, — что штаб с этим радистом все еще на месте, что частота передач не отличается от прошлых дней.

В современности к этой идее добавляется нюанс, что еще в 2016 году был предоставлен синхронный автоматизированный перевод в Skype. На тот момент — для ограниченного списка языков.

Стоит упомянуть и такой неприятный момент, как перегруженность современных экипажей. Если в танках ВМВ был выделенный радист, то сейчас такой роскоши уже нет -, а связь нужно держать со всеми участниками регаты.

Найдите на фото радиста

Иные методы скрытия переговоров

Еще до второй мировой войны было известно про ограниченность применения УКВ диапазона дальностью прямой видимости. Но, что в мирное время не очень хорошо — в военное отлично применяется, в частности стоит упомянуть про систему радиотелефонной УКВ связи «Talk Between Ships» (TBS).

Реальность

Разумеется, в реальности наблюдался легкий бардак и в части секретности, и в части «всем же интересно, как там у соседей», о чем можно прочитать тут: Японский шифр на передовице: как свободная американская пресса раскрыла военную тайну, запасная ссылка.

От Второй мировой к Вьетнаму и Афганистану. Первые носимые шифраторы

Из второй мировой страны-победительницы вышли или с сходным комплектом радио аппаратуры, или (в случае СССР) имея доступность как к немецким специалистам и заводам (Torn. Fu.) так и к образцам американской радиотехники всех видов, начиная от носимой радиостанции SCR-536 (радиостанция ВС-611). В дальнейшем техника развивалась в меру возможностей промышленности каждой из стран.

Если мы пропустим войну в Корее (с ее переходом от Motorola SCR-300 обр. 1940 года c 14–17 килограммами на AN/PRC-10 — и проблемами со связью с передовой авиаподдержкой) и посмотрим на фото радистов США во Вьетнаме, то сразу вспомним типовую рацию «за спиной»

AN/PRC-77 с батареями BA-4386 и блоком шифрования TSEC/KY-38. SP4 Timothy F. Fease, Image of soldier with AN/PRC-77 and TSEC/KY-38 16 October 1969. 53 Sig Bn. 3791–30/AGA69

Начав войну во Вьетнаме с AN/PRC-25 (12 килограмм без батарей, частично транзисторная, батарея BA-4386 весом 1.543 кг — точнее, кейс на 10 батарей Duracell MN1300 — тип D) — США получили от промышленности ее следующую версию AN/PRC-77 (на фото). Именно на AN/PRC-77 (6.5 кг без батарей) появился блок аудио шифрования, в трех вариантах — для автомашин и штабов (KY-8), для самолетов (KY-28) и носимый вариант TSEC/KY-38 NESTOR. Вот он

KY-38 был размерами с саму рацию, перегревался, снижал качество и дальность связи. Комплект (рация- шифратор-батареи) весил 24.5 кг, и войска предпочитали брать вместо него боеприпасы. Комплект был секретным, так что командиры опасались рисков и его утраты, и рисков того, что он попадет не в те руки — что плохо повлияет на личное дело и карьеру.

Важным отличием от Кореи был переход к единой системе связи. Во время войны в Корее поначалу единственным методом связи с авиационной поддержкой была рация «на джипе». К войне в Вьетнаме вопрос был решен простым методом (тем же, что в Корее) — на американский кукурузник Cessna O-1 Bird Dog ставились две — три разные рации: местная (HF) для связи с наземной группой, и две для связи с авиацией, причем бортового питания хватало только на работу какой-то одной.

A U.S. Air Force Cessna O-1E Bird Dog aircraft (s/n 56–4200) in flight in the vicinity of Saigon, Vietnam, in 1967.

В Союзе … как пишут в популярной литературе — 12 января 1952 года постановлением Совета Министров СССР был создан ГосНИИ No 2, преобразованный затем в предприятие п/я37, переименованное в 1966 году в Научно-исследовательский институт автоматики (НИИА). Но когда в той же литературе пишут В 1950–1960-е годы в институте были разработаны шифровальные аппараты первого поколения, позволявшие защищать речевые переговоры по телефонным и коротковолновым каналам связи: «М-803–5 … то надо понимать, что каждый полукомплект М-803 включал 4 стойки стандартных двухметровых габаритов. Или: Первым серийным образцом аппаратуры автоматического засекречивания гарантированной стойкости, принятым на снабжение в Вооружённые Силы СССР, стала Т-222 «Булава», начало выпуска которой датируется 1972 годом. Т-222 позволяла обеспечить засекреченную телефонную связь гарантированной стойкости по каналам, образованным проводными, радиорелейными, спутниковыми и радиосредствами связи. Однако в силу больших массогабаритных характеристик (масса основного оборудования — более 1,2 тонны) Т-222 применялась только на узлах связи высших звеньев управления.

К временам Вьетнама у СССР были теплые ламповые Астры (Р-105Д, Р-108Д, Р-109Д) — всего 21 килограмм рабочего комплекта, 46 килограмм в полном сборе. В 1967 году их начали менять на не менее теплые Р-105М «Парус-3» (14/40 килограмм соответственно).

В Афганистан советская армия пришла без средств шифрования радиосвязи ближнего (рота-батальон) действия. До начала первой чеченской, даже с принятием Р-159 принципиально ситуация не изменилась, перехвату и радиообмену во время Чеченских кампаний посвящена масса литературы (см. список литературы).

Sapienti sat

Описание войны 8–8 и проблем со связью еще ждет сроков рассекречивания.

От Вьетнама — к современности в США

KY-38 был электромеханическим устройством первого поколения с механическими ключами. Во втором и третьем поколении ЗАС (засекречивающая аппаратура связи) — АНБ (NSA) как разработчик средств криптографии, перешли на перфокарты и считыватели (KOI-18). Четвертое поколение ЗАС работало на электронных ключах KSD-64, сейчас их можно увидеть в музее АНб (открыт в 1993 году). Дальнейшее развитие средств связи шло в нескольких направлениях — уход «в цифру», минимизация размеров, перенос радиосвязи от командира роты ближе к пехотинцу, и защита от подавления сигнала (глушения). В 1986 году была представлена система AN/PRC-113 плюс ЗАС (засекречивающая аппаратура связи) TSEC/KY-57, в 1994 — AN/PRC-148 MBITR  (развившаяся в AN/PRC-148 JEM) — уже с цифровым кодированием DOD LPC-10 (2400 bps), возможностью (с дополнительным модулем) работать как ретранслятор, с защитой от подавления сигнала. Одновременно использовалась (а то и используется) программно-определяемая радиостанция AN/PRC-152. AN/PRC-148 весит 867 грамм, AN/PRC-152 — 1.22 кг (с батареями и GPS).

Следующее поколение (JTRS) начало разрабатываться в 1997 году и за 15 лет и 6 миллиардов долларов — не то чтобы не дало результатов, но эффективность расхода бюджетных средств под вопросом.  Предполагалось получить универсальное радио в каждый дом, да еще работающее в режиме почти-совсем-незаметности (Soldier Radio Waveform (SRW)) — и рацию уровня AN/PRC-154 Rifleman Radio Fielded and Proven весом 770 грамм. Вот она — AN/PRC-154 Rifleman Radio

Домашнее радио предполагалось собирать на один большой роутер AN/PRC-155, 6.5 кг с батареями, и трансляцией сразу на спутник. Вот такой, или на роутер командира отделения — Shadowcat, весом 400 грамм.

Разумеется, все оцифровано, сжато, зашифровано и ключи шифрования меняются раз в сутки (выдаются на, кажется, неделю и месяц).

Надо заметить, что не все так упираются в шифрование — британский H4855 Personal Role Radio (PRR) заявлен как идущий без кодов и читов. Вместо этого он заявлен как стелс-пиехотный, с низким  уровнем сигнала, разнесением сигнала по спектру (spread spectrum) и не подключаемый к другим сетям.

Гражданский сегмент ближней радиосвязи

Пропустим AMPS / NMT/ GSM и далее со всеми остановками. Проскочим и мало интересные системы EPIRB (Emergency position-indicating radiobeacon),   SART (Search and Rescue Transponder) / AIS-SART и GMDSS.

В гражданском сегменте именно радиосвязи можно выделить две большие группы:

Аналоговые рации.

Совсем бытовое радио трех основных диапазонов (27 Мгц, LPD433 и PMR446). Прекрасные игрушки для детей и для похода за грибами (только не очень далеко). Шифрованием не обладают.

То же самое, но c мелодиями вызова — CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System). Хотя и кажется «похожим», но CTCSS — это всего лишь мелодия. Шифрованием не обладают.

То же самое, но с цифровыми мелодиями вызова — Digital Selective Calling (DSC). Это уже не мелодия, это смешанная передача цифрового сигнала вызова –, но голос все еще идет в аналоговом виде. Шифрованием — тоже не обладают.

Цифровые рации.

DMR Tier 1, Tier 2, Tier 3. Это уже цифровое радио, с кодированием речи в чистую цифру, с использованием кодеков семейства AMBE, и расширенными возможностями, по сравнению с аналоговыми рациями. Рации начального сегмента, например Motorola DLR, еще не обладают шифрованием, но уже поддерживают:

— псевдо случайную смену частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum — FHSS). Это еще не шифрование.

-Radio Profile ID Number. Это тоже еще не шифрование, но с аналоговой станции это сесть и прослушать уже не получится.

И, наконец, за 250 евро можно купить лицензию на ключ шифрования AES для некоторых моделей.

Литература по теме

Там, где не слышно голоса» — Соучек Людвик

Хабр Отечественные защитники речи

Хабр Криптофронт Второй Мировой Войны часть 1

Хабр Хагелин — гений научно-технической мысли

Истории о вскрытии японских шифров с опозданием на пару часов (Red / Purple)

Хабр Шифрование машины Purple

Хабр Страна Восходящего Солнца и ее шифровальные машины

Хабр По ту сторону войны. Шифровальные устройства Германии

Хабр Фиалка М-125

Хабр Популярные бюджетные носимые радиостанции

Хабр Пш-Пшш. Обзор портативной радиостанции Midland GXT-1050

Хабр Функция синхронного перевода в Skype теперь поддерживает русский язык

Бабаш А.В. и другие. О развитии криптографии в XIX веке // Защита информации, №5, 2003.

Астрахан В. И., Гусев В.В. Становление и развитие правительственной связи в России, 1996.

Астрахан В. И., Павлов В. В., Чернега В.Г. Правительственная электросвязь в истории России. Часть 1, 2001.

Клепов А. Информационное оружие Сталина.

Шифровальное дело Советского Союза. Часть 1

Шифровальное дело Советского Союза. Часть 2

Шифровальное дело Советского Союза. Часть 3

Все три статьи сразу

«Историческая правда» Берии и Суворова о криптографии и радиоразведке. В четырех частях — Часть 1. Часть 2. Часть 3. Часть 4.

РОЛЬ РАДИОПЕЛЕНГАЦИИ В РАЗВИТИИ АРКТИЧЕСКОГО МОРЕПЛАВАНИЯ В 1920-Е ГГ

Невидимый фронт войны на море. Морская радиоэлектронная разведка в первой половине ХХ века

Радиоразведка Европы. Перехват информации

Защитники речи

Танковые сражения 1939–1945 гг. фон Меллентин Фридрих Вильгельм von Mellenthin Friedrich Wilhelm —

Концерн «Автоматика» участвует в создании первого в России Музея криптографии

Криптография: история шифровального дела

Бутырский Л. С., Ларин Д.А. История цифровых систем засекречивания речевого сигнала в США // Защита информации. INSIDE. No 3, 2006. С. 82

Пятнадцатитомное издание «Великая Победа». Том 10 — Война в эфире.

Я — «Калибр-10». Штурм Грозного. Январь 95

Похождения бравого солдата Швейка во время Мировой войны. Гашек Ярослав

Симонов. Живые и мертвые: Фильм, Книга

Радиомузей — Списки радиоаппаратуры, поставлявшейся в СССР по Ленд-Лизу

Радиомузей — Радиоаппаратура союзников СССР, в том числе поставлявшаяся по Ленд-Лизу

Вклад ленд-лиза в обеспечение Красной армии средствами радиосвязи в годы Великой Отечественной войны

 Криптология и секретная связь. Сделано в СССР

Иностранная литература

Porting Lessons Learned from Soldier Radio Waveform (SRW)

DARPA NetCentric radio demonstration — 2007 год.

Википедия: Code talker

The Pequot’s Communication and the Radio War

Lend-Lease Shipments: World War II, Section IIIB, Published by Office, Chief of Finance, War Department, December 31, 1946

KY-38   NESTOR Speech encryption device

AN/PRC-25 pack

AN/PRC-25 Vietnam Era US Back-Pack VHF Radio

Diana Cryptosystem Pad

Use of the One-Time pad in Vietnam

Tactical Air Control System (TACS)

Tactical Air Control Parties (Из РФ только через прокси)

A BRIEF HISTORY OF FORWARD AIR CONTROLLING

Википедия: https://en.wikipedia.org/wiki/Forward_air_control_during_the_Vietnam_War

THE HISTORY OF THE AIRBORNE FORWARD AIR CONTROLLER IN VIETNAM by ANDREW R. WALTON, LCDR, USN B.A., University of Mississippi, Oxford, Mississippi, 1993

Leverage Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) technology

Motorola AES Privacy Feature — Licence Key HKVN4241A 

© Habrahabr.ru