При такой тональности рапорта можно было предусмотреть реакцию министра. Черным карандашом размашисто была наложена следующая его резолюция: «Заставить работать. В. Абакумов». Ознакомленные под расписку «отказники», получив это указание, приступили к активной работе в лаборатории.
После проведения общего совещания с сотрудниками 6-го Управления с обсуждением вопросов о том, что такое гарантированная стойкость, А. М. Васильев быстро понял, что эта фундаментальная проблема прибавит хлопот не меньше, если не больше, чем проблема обеспечения компрессии и качества речи.
Вскоре после этого совещания он написал трехстраничное письмо на имя замминистра госбезопасности, оценивая сложившуюся ситуацию. В нем было отмечено, что центральным вопросом безопасности связи была гарантия, т. е. доказательность стойкости системы шифрования и самого шифратора. Созданные в то время телеграфные шифраторы для телефонного засекречивания были непригодны как по скорости, так и надежности работы. Далее говорилось, что Марфинская лаборатория должна создать новую школу теоретических и практических основ проектирования быстродействующих шифраторов. Для этого было предложено:
1. Организовать в Марфинской лаборатории опытную лабораторию по теоретической разработке всех вопросов стойкости телефонных шифраторов по специальному плану.
2. Объединить для этой работы соответствующих работников ООТ и 6-го Управления МГБ, для чего осуществить все мероприятия по пополнению состава математиков и инженеров с использованием заключенных на большие сроки.
После этого через какое-то время в 6-м Управлении под руководством И. Я. Верченко была создана группа специалистов из 29 человек для анализа шифраторов, разработанных в лаборатории. Причем первичный анализ проводился в лаборатории, а экспертизу осуществляло 6-е Управление. Таким образом решился организационный вопрос, который был поставлен А. М. Васильевым.
«Особое совещание» лаборатории работало с 22 марта по 9 июня 1949 года. Материалы, которые характеризовали его работу, были изложены в десяти протоколах на 44 страницах. Первые пять наиболее важных по содержанию протоколов подписывались всеми участниками совещания. На обсуждение работ приглашались ведущие специалисты, в том числе из состава заключенных (на пяти заседаниях присутствовало тринадцать человек).
На первом совещании 22 марта 1949 года рассматривался вопрос об основном содержании работы специалистов 6-го Управления. Присутствовали и выступили все семь постоянных участников совещания. Было одобрено распределение работников по разрабатывающим группам с целью общего решения общегосударственной более сложной задачи:
— группа № 1 (М-801) — Н. А. Тюрин, В. Г. Владимиров;
— группа № 6 (М-803) — И. Я. Верченко, А. П. Петерсон;
— группа № 7 (М-804) — К. Ф. Калачев, М. Л. Дайчик.
Для учебы была сформирована группа из 15 человек (из них пять-шесть заключенных) по списку, утвержденному руководством МГБ.
Для лаборатории, однако, оставался непонятным главный вопрос: как сформулировать количественные и качественные требования к основному параметру аппаратуры — ее стойкости. Этого не мог сделать ни заказчик, ни разработчик, ни даже 6-е Управление МГБ.
Еще в 1941 году В. А. Котельниковым было доказано, что можно создать математически недешифруемую систему засекречивания, если каждый знак сообщения будет засекречиваться равновероятно выбранным знаком шифра, или, как тогда говорили, шифрованием «знак на знак».
К апрелю 1949 года были определены три варианта системы засекречивания. При этом самая низкоскоростная имела скорость около двух килобит в секунду. Чтобы реализовать такую математически недешифруемую систему, нужно было предварительно изготовить для каждого разговора длительностью 15 минут бумажную телеграфную пятиразрядную ленту, содержащую 1,8 Ч 106 знаков шифра или около одного километра такой ленты.
Практически использовать такую систему было нереально. Поэтому встал вопрос создания так называемых программных шифраторов, когда в шифратор вводился ключ в несколько сотен бит, на основе которого путем сложных преобразований по программе, определяемой криптосхемой, вырабатывалось существенно большее количество знаков шифра, используемых для засекречивания информации.
После трехнедельного перерыва 13 апреля 1949 года совещание возобновило свою работу для обсуждения трех кардинальных вопросов, сформулированных начальником лаборатории А. М. Васильевым.
Приведем в сжатом виде основное содержание этих вопросов:
1) есть ли уверенность в том, что системы шифраторов, основанные на размножении вводимых в них знаков ключа в совокупности с мерами по снижению статистических признаков открытой информации, обеспечат абсолютно стойкое шифрование телефонных переговоров;
2) если на первый вопрос нельзя ответить утвердительно, то в каких формулировках может быть установлена степень гарантируемой стойкости;
3) что может быть предложено для того, чтобы можно было ответить утвердительно на первый вопрос.
13 апреля состоялось «длинное», трудное и содержательное совещание, хоть и не давшее четких ответов на любой из трех вопросов, но заставившее всех взяться энергичнее за практическое решение задач для трех разработок Марфинской лаборатории. Совещание приняло решение о переходе к практической оценке разработанных систем М-801, М-803 и М-804.
В протоколах совещаний за апрель-май 1949 года были зафиксированы данные о рассмотрении предложенных криптосхем и технических решений по трем вариантам шифраторов и приняты соответствующие решения. Были рассмотрены доклады по методам шифрования и критериям оценки стойкости.
В июле 1949 года «особое совещание» закончило свою работу. Оно ярко высветило состояние советской криптологии того времени и тем самым помогло четко сформулировать задачи на ближайшие годы и успешно решить их в дальнейшем.
Решая проблему синтеза быстродействующего шифратора, казалось проще всего задействовать имеющиеся телеграфные шифраторы, уже длительное время находившиеся в эксплуатации. Наиболее широко использовались в то время ленточные шифраторы с внешним носителем шифра и дисковые машины, в которых были последовательно включены диски, входные-выходные контакты каждого из которых имели разную коммутацию после каждого шага вращения дисков.
Как уже отмечалось выше, для вокодерного варианта (2 кбит/сек) расход ленты для обеспечения даже 15 минут разговора составлял бы около одного километра, а для круглосуточной работы — в сто раз больше. Да и техника конца 1940-х годов не могла обеспечить «снятия» знаков, нанесенных на ленту, со скоростью сотни шагов в секунду. Поэтому использование ленточного шифратора отпадало.
В случае использования дисковой машины с 32 контактами необходимо было бы делать 2000/32 = 62,5 шага в секунду, что не обеспечивало надежной работы системы и приводило бы к быстрому износу контактов и частых сбоев. Таким образом, для создания быстродействующего шифратора нужно было найти новые решения с использованием новых элементов, способных работать надежно на высоких скоростях.
В предоставленных на экспертизу в 6-е Управлению МГБ трех вариантах шифраторов было использовано два метода построения схем шифраторов. В двух вариантах как основной узел использовалась дисковая машина, которая работала на эксплуатационно надежных скоростях и выдавала в каждый такт группу двоичных символов, размножаемых далее электронной схемой. В третьем варианте шифратор имел ключевое устройство, использующее пятиразрядную бумажную ленту.
Вместо механических устройств «снятия» знаков с ленты использовался фототрансмиттер, работающий на скорости около 2 кбит/сек. Затем знаки, снимаемые с фототрансмиттера, размножались в электронном устройстве в необходимом соотношении «бит шифрующей гаммы на бит шифруемой информации». При этом расход ленты, фиксирующей знаки ключа, резко сокращался.
Первым успехом лаборатории было предоставление на экспертизу в 6-е Управление трех вариантов системы засекреченной связи с описанием устройств речепреобразования, системы передачи информации по каналу связи и шифратора. Важно при этом заметить, что совместно сотрудниками лаборатории и 6-го Управления было обеспечено предварительное обоснование гарантированной стойкости всех трех вариантов.
Если в течение 1948 года (начиная с апреля) основное внимание коллектива уделялось разработке методов компрессии речи и выбору системы шифрования, а также проблеме передачи информации по каналу связи, то в течение первой половины 1949 года большее внимание стало уделяться разработке быстродействующего шифратора с преодолением больших трудностей в решении проблемы синтеза шифратора и оценки его стойкости математическими методами.
Главным успехом лаборатории в 1949 году было завершение на уровне эскизного проекта разработки трех вариантов аппаратуры секретной телефонии для работы по стандартному телефонному каналу и предоставление экспертной организации необходимых материалов для анализа стойкости засекречивания. Однако подробных комплексных испытаний аппаратов в целом еще не проводилось, хотя три основных узла аппаратов (речепреобразования, шифратор и модем) были изготовлены и прошли испытания.
Самой главной проблемой, как и раньше, было существенное повышение качества речи, восстановленной на приемном конце тракта связи, а главнее всего, естественность ее звучания. Приведем выдержку из доклада А. М. Васильева от 21 декабря 1949 года «Разработка системы правительственной связи». В докладе были выдвинуты два предложения:
— для быстрейшего внедрения секретной связи необходимо изготовление небольшой серии аппаратуры, допуская при этом некоторое снижение качества связи;
— радикальное улучшение качества речи может быть достигнуто в случае удвоения полосы частот канала связи.
В этих предложениях проглядывалась потеря надежды на улучшение качества речи при работе по стандартному каналу аппаратуры М-803 с использованием клиппированной речи. Кроме этой центральной проблемы нужно было решить ряд задач и по двум другим узлам аппаратуры.