По отношению к шифратору необходимо было существенно упростить его схему и сложность реализации. Схема шифратора содержала дисковую машину, «киноустановку» с разверткой ключа шифратора, фиксированного на кинопленке, сложное электронное оборудование. При этом необходимо отметить ненадежную работу контактов в дисковых машинах.
У криптологов четко определились два направления работы: решение проблем синтеза и анализ электронных схем выходных узлов шифратора. Если по первому направлению мог использоваться опыт 6-го Управления, то по второму направлению пришлось начинать фактически с нулевой отметки.
Третья проблема была связана с разработкой устройств передачи высокоскоростной информации по стандартному телефонному каналу связи. В ходе испытаний этих устройств на канале связи проявилась неустойчивость работы отдельных узлов, приводившая к срыву передачи.
Если можно было надеяться на преодоление трудностей второй и третьей проблем, то из доклада А. М. Васильева вытекало, что с клиппированной речи нужно было переходить на вокодер, решая при этом сложную задачу по улучшению естественности его «звучания».
Следовательно, несмотря на напряженную работу коллектива лаборатории, к началу июня комплексные испытания трех образцов аппаратуры М-801, М-803 и М-804 не были завершены. Аппараты с использованием вокодера и клиппированной речи упорно не хотели «говорить по-человечески», т. е. качество восстановленной речи не отвечало требованиям ОПС.
Слоговая артикуляция речи в пункте приема для системы М-803 составляла 31,2 % вместо необходимых 60 %. Следует отметить, что в то время использовались более сложные артикуляционные таблицы, чем используемые в настоящее время. Однако необходимость повышения артикуляции, характеризующей разборчивость языка, оставалась актуальной.
Исходя из вышеуказанного, начальнику ООТ 2 июля 1949 года пришлось корректировать план на 1949 год. Срок завершения испытаний опытных образцов М-803 и М-804 отложили до 1 сентября, а М-801 — до 15 сентября.
В августе 1949 года А. М. Васильев сделал тяжелый выбор. Несмотря на низкую артикуляцию, для окончательной отработки образца аппаратуры он выбрал систему М-803. Во второй половине августа было издано несколько распоряжений по организации специальных групп и бригад для наладки отдельных узлов, комплектования и испытаний опытных образцов.
Наряду с подготовкой к проведению опытной эксплуатации образцов аппаратуры на линии связи была проведена реорганизация структуры особого сектора. Кроме расформирования групп № 3 и № 5, была расформирована группа № 7, основной состав ее был передан в группу № 4. Группа № 4 начала разработку четвертого варианта аппарата засекречивания М-809 и должна была согласно приказу начальника ООТ от 29 августа 1949 года сделать его к 15 ноября того же года.
Два с половиной месяца — срок явно нереальный, однако это был резервный вариант. В этот напряженный период работы лаборатории вышло постановление правительства от 15 октября 1949 года о создании Государственной комиссии по принятию опытных образцов аппаратуры засекречивания для правительственной связи.
Выход этого постановления подтолкнул руководство лаборатории ускорить реорганизацию структуры лаборатории с целью концентрации сил на главных направлениях. В начале ноября были прекращены работы по системе М-801 (вокодер был снят с производства в группах № 1 и № 7). Состав группы № 1 был передан в группу № 4 для разработки шифратора резервной системы М-809.
В конце 1949 года из групп особого сектора осталось только три: № 2, № 4, № 6. В середине ноября 1949 года были созданы две группы по восемь специалистов в каждой для проведения опытной эксплуатации образцов аппаратуры, установленной в Киеве и Москве.
Группа № 2 подготовила для опытной эксплуатации ключевую документацию и инструкцию по обслуживанию шифратора, дополненную специальным инструктажем обслуживающего персонала. Эта инструкция стала в дальнейшем прототипом правил пользования аппаратурой засекречивания на линиях связи.
Коллектив разработчиков работал напряженно, на уровне физиологических возможностей человека. Год работы в таком режиме должен был засчитываться как три года. По приказу был установлен 12-часовой рабочий день с 9 до 21 часа, а по отдельным распоряжениям — с 9 до 23 часов. Часто по приказу вводилось «казарменное положение», и работники всю ночь проводили на объекте в «спальном» корпусе. На сон оставалось лишь пять-шесть часов. Подавляющее большинство штатных и заключенных работников с пониманием принимали такой режим работы, потому что в той ситуации другого выхода, наверно, не было.
Совместная работа Марфинской лаборатории с экспертной группой криптологов 6-го Управления осуществлялась через группу № 2. Для проведения экспертных работ в 6-м Управлении была создана специальная группа в составе 29 человек. Руководителем группы был кандидат физико-математических наук Иван Яковлевич Верченко (1907–1995), а группа состояла из четырех кандидатов наук и девяти человек, имевших высшее математическое или техническое образование. Группа работала с июля 1949 года по январь 1950 года.
Работая вместе с экспертной группой, лаборатория ставила перед собой три задачи:
— получить позитивное заключение по стойкости аппаратуры;
— получить разрешение на линейные испытания на каналах связи;
— попробовать добиться упрощения сложного шифратора.
Все это с пониманием и доброжелательно было воспринято руководителем экспертной группы. Нужно отметить, что в связи с прекращением разработки систем М-801 и М-804 работа экспертной группы стала менее трудоемкой, однако стоит сказать, что в нормальных условиях на анализ схемы шифратора, построенного на новых принципах, нужно было время до одного года, независимо от того, сколько человек было занято работой по анализу.
Экспертная группа работала напряженно, и 31 августа 1949 года было получено позитивное заключение по стойкости шифратора и разрешение на проведение линейных испытаний. Уже на этом этапе удалось внести некоторые упрощения в схему шифратора М-803.
Во-первых, время использования одного кадра шифра кинопленки в «киноустановке» удалось увеличить приблизительно в тысячу раз, что позволило резко уменьшить суточный объем ключевой информации и снизить скорость работы «киноустановки» в шифраторе. Отметим, что в 1950 году она была исключена совсем. Во-вторых, приблизительно в 50 раз была уменьшена длина накопителя на выходе шифратора с 1800 до 30–40 бит, что позволило реализовать его методами радиоэлектроники.
5 ноября 1949 года в экспертную группу были отправлены материалы по резервной системе М-809 с шифратором Ш-47. Позитивное заключение по стойкости шифратора Ш-47 было подготовлено за два месяца. В ходе анализа экспертами было предложено несколько изменений, принятых Марфинской лабораторией. В отличие от трех первых вариантов, шифратор Ш-47 не имел дисковой машины и был построен на релейно-контактных схемах.
Система М-809 возникла как резервный вариант, который подстраховывал три основных разработки. Главные конструкторы Иосиф Семенович Нейман и Абрам Маркович Нанос довели разработку до лабораторных образцов, по которым можно было разговаривать, хотя речь звучала своеобразно — «музыкально». В 1950 году, когда один из вариантов разработанных систем был принят Государственной комиссией, работы по системе М-809 были прекращены.
Испытания аппаратуры М-803 на линии связи Москва — Киев продолжались более месяца. За это время удалось проверить работоспособность всех трех блоков аппаратуры: речепреобразующего устройства, шифратора и модема. Итоги испытаний были следующими:
1. Лаборатория приблизилась к решению всех сформулированных выше проблем и созданию для ВЧ-связи телефонной аппаратуры засекречивания высокой стойкости. Была доказана работоспособность основных блоков аппаратуры, что прибавило больше уверенности в успехе разработки.
2. Были обнаружены следующие недоработки в отдельных узлах аппаратуры:
— аппаратура обеспечивала ведение переговоров, однако речь была зашумлена, разборчивость слогов — 30 %, в то время как канал связи обеспечивал 70 %, — необходимо было найти способы повышения разборчивости и уменьшения зашумления;
— в шифраторе необходимо устранить пропажу контакта в дисковой машине, что вызывало неприятные ощущения в пункте приема;
— в модеме было обнаружено опрокидывание фазы в системе с фазовой модуляцией, что приводило к сбою передачи, поэтому необходимо было повысить стойкость фазы на приеме;
— определенные трудности возникали в связи с наличием на оконечных пунктах связи одного шифратора, работающего на прием и на передачу, — необходимо было перейти на использование двух шифраторов.
Проведенные испытания выявили, что низкая разборчивость и большая зашумленность клиппированной речи в аппарате М-803 связаны как с широким спектром речи (200–3400 герц), так и с низкой частотой дискретизации клиппированной речи, равной 4500 герц. Значительное повышение частоты дискретизации (до 7–8 килогерц) в то время было невозможно из-за отсутствия устройств, с помощью которых такая скорость могла быть передана по проводному каналу связи.
В Киеве в проведении линейных испытаний принимал участие сотрудник 6-го Управления МГБ А. П. Петерсон. В конце декабря у него появилась новая оригинальная идея создания речевого тракта. Приехав в Москву, он встретился с А. М. Васильевым и рассказал, каким образом можно было бы существенно улучшить качество речи. Начальник Марфинской лаборатории быстро создал группу из самых квалифицированных разработчиков, которая должна была за два-три месяца создать новое устройство речепреобразования.
В качестве выхода из этого положения А. П. Петерсон предложил использовать в качестве устройства речепреобразования модифицированный восьмиканальный вокодер, введя в него расширенный до полосы 200–600 герц первый канал. В этом канале для создания спектра вместо основного тона использовалась кли