39. ПРОЗРЕНИЕ У КАМИНА
Самое поразительное в истории Блетчли-парка – это резкий контраст между могучими армиями, сражавшимися в разных частях света, и домашней обстановкой, в которой работали молодые криптографы, помогая фронту. Весной 1940 г. сотрудникам Правительственной школы кодирования и шифрования, многие из которых еще вчера были обычными студентами, только предстояло расправить крылья. В эти дни становления Блетчли они не могли рассчитывать на помощь чудо-машин, так как Алан Тьюринг и Гордон Уэлчман еще только работали над их созданием. Более того, они даже не знали, что из себя представляет «Энигма», разве что могли взглянуть на пару моделей, которые закупило руководство организации. Но это удручающее положение дел не помешало одному гению совершить открытие на грани математики и психологии, ставшее триумфом логики и всемогущей человеческой интуиции.
Этим гением был Джон Херивел. Можно сказать, что в 1940 г. Британия выстояла во многом благодаря его достижениям. Тем не менее его работа на протяжении десятилетий будет храниться в секрете, и из-за этого его судьба стала одной из самых печальных среди всех сотрудников Блетчли-парка. Но теперь, когда достижения Херивела по праву превозносятся всеми – о нем упомянуто даже на официальном сайте Центра правительственной связи, – думаю, стоит рассказать о необычных обстоятельствах, в которых этот специалист совершил открытие, повлиявшее на ход Второй мировой. Ведь для этого ему потребовались лишь маленькая уютная гостиная арендованного дома в Блетчли, удобное кресло и камин с углями. Именно в этой обстановке математика посетило озарение, простота и глубина которого достойны пьесы Шекспира.
С самого начала Блетчли-парк воплощал в себе совершенно новый взгляд на отделения дешифровки. Помимо экспертов, работавших еще в Комнате 40 во время Первой мировой, вроде Алистера Деннистона (основатель Блетчли-парка), Дилли Нокса, Найджела де Гри и Фрэнка Бёрча, в организации также трудилось новое поколение специалистов, принесшее с собой новые методы. Раньше криптография была сферой интересов антиковедов, занимавшихся изучением папирусов и оживлением мертвых языков. Но изобретение «Энигмы» все поменяло. Ведь теперь шифрами занималась машина, которая работала на основе математических, а не лингвистических законов. Поэтому для того, чтобы разобраться в несметном количестве потенциальных комбинаций букв, требовались математики, которые взялись бы решить неразрешимое.
Одним из первых криптографов нового поколения стал Алан Тьюринг, нанятый еще за несколько месяцев до начала войны. К тому моменту он уже опубликовал труд «О вычислимых числах» (On Computable Numbers), беседовал о математике с философом Людвигом Витгенштейном и защитил докторскую диссертацию в Принстоне. Еще одним удачным приобретением стал молодой преподаватель математики из кембриджского Сидни-Сассекс-колледжа Гордон Уэлчман, красавец и жизнелюб, с характером, не очень типичным для Блетчли-парка. Именно он привел в Правительственную школу кодирования и шифрования стольких талантливых студентов-математиков (шахматисты там тоже ценились очень высоко).
Стараниями Уэлчмана в мир криптографии пришел и его студент Джон Херивел, талантливый математик из Белфаста, увлекавшийся этой наукой с самого детства. Читая лекции в Сидни-Сассекс-колледже, Гордон Уэлчман обратил внимание на необычайные способности юноши. Выдернутый из Кембриджа вместе с другими блестящими математиками, такими как Питер Хилтон и Дэвид Риз, он оказался в новой для него среде. Городок на севере графства Бакингемшир был ничем не примечателен, кроме оживленной железнодорожной станции и кирпичного завода. Сам особняк Блетчли-парк обладал некоторым архитектурным шармом, но город за его стенами был самым обычным: дома рядовой застройки и короткая главная улица с вечной суетой. Как и все новобранцы, Херивел подписал акт о неразглашении государственной тайны в одном из кабинетов главного здания, после чего ему отвели рабочее место в шестом домике.
Это произошло в начале 1940 г. Тогда единственным оружием криптографов в работе над шифрами «Энигмы» были карандаш, грифельная доска и мел. Одним из заданий Херивела стал поиск логических закономерностей, которые помогли бы понять, как обойти защиту машинного шифрования. Математик предполагал, что в механизме «Энигмы» или в способах ее применения должен быть какой-то изъян: если его обнаружить, количество потенциальных комбинаций сократится с невообразимых миллионов до числа, хоть как-то поддающегося анализу. На какое-то время Херивела и его коллегу Дэвида Риза направили в школу Элмера[57] изучать работу коммутационной панели – одного из хитроумных механизмов этой шифровальной машины.
«Энигма» была чудом инженерной мысли, сочетавшим в себе элегантность и утилитарность: устройство величиной примерно с пишущую машинку вмещало в себя клавиатуру, над которой располагались панель с лампочками, подсвечивавшими буквы шифротекста, и роторы, начальное положение которых было ключом к расшифровке всех сообщений, посланных в определенный день. Тысячи таких аппаратов использовались во всех родах немецких войск. Во избежание путаницы в шифрах все коды были объединены в специальные шифровальные листы, которые выпускались ежемесячно. В них было написано, какое положение роторов и проводов на коммутационной панели должно быть установлено при шифровании и декодировании сообщений в тот или иной день. Процесс работы с «Энигмой» был построен следующим образом: один оператор набирал текст открытого сообщения на своей шифровальной машине, поочередно вводя каждую букву сообщения и выписывая символы, которые она ему выдавала; затем криптограмма передавалась по телеграфу при помощи азбуки Морзе; получив зашифрованный текст, оператор на другом конце определенным образом настраивал свою «Энигму» и побуквенно вводил сообщение, выписывая символы, которые она ему подсвечивала (на этот раз устройство выдавало оператору буквы открытого текста).
Эта система была поистине универсальна: ее можно было использовать в пустыне и на подводной лодке, на передовой и где-нибудь в окопе на опушке леса, вдали от линии фронта. «Энигма» – настоящее произведение искусства из латуни и бакелита. И криптографы из Блетчли, подобно криминалистам, исследовали каждую гайку имевшихся у них устаревших моделей шифровальной машины. Они пытались понять принцип, по которому вращающиеся под воздействием электричества кольца и роторы добивались того, чтобы ни одна буква открытого текста никогда не была зашифрована одним и тем же символом. Если в одном случае буква A превращалась в B, это не значило, что в следующий раз все будет так же. Наоборот, в следующий раз A заменится на Q или, например, W. Следовательно, в частотном анализе сообщений не было никакого смысла. Но могло ли хоть что-то в этих машинах, в их устройстве дать подсказку к дешифровщикам? Как позже признался Херивел, этот вопрос не давал ему покоя. Его работа была не из тех, которые можно выбросить из головы сразу после окончания смены. Как и другие криптографы, математик прекрасно понимал, что успех или неудача их предприятия определят дальнейшую судьбу Великобритании.
В 1940 г., в морозный февральский вечер, Херивел вернулся домой, но никак не мог избавиться от мыслей о работе. Он снимал комнату, за которую платило руководство Блетчли-парка, и хозяйка дома, как и другие жители города, сдававшие жилье в аренду, не имела ни малейшего представления, каким образом этот молодой человек в гражданском помогает фронту. Но она догадывалась, что не стоит задавать лишних вопросов: в то время осмотрительность и секретность были в порядке вещей. Хотя она, скорее всего, умирала от любопытства. По городу уже ходили слухи, что Блетчли-парк был психиатрической лечебницей для гениев.
Хозяйка наверняка заметила, что ее гость всегда возвращается с работы смертельно уставшим. Поэтому к его приходу она всегда старалась приготовить горячий ужин и заварить чай. Когда же Херивел наконец появлялся, она уходила в свою комнату, оставляя его наедине с мыслями. В тот тихий морозный вечер он, как всегда, в одиночестве сидел в маленькой гостиной, устремив взгляд на огонь в камине. Может быть, даже ненадолго задремал. Но мозг его продолжал усиленно работать. И тут он это увидел: увидел перед собой «Энигму», которую настраивает молодой немецкий оператор. Увидел, как тот выбирает три ротора, ставит их на свои места и выставляет в определенной позиции. На каждом роторе нанесены цифры (когда они стоят в конкретной последовательности, получается набор из трех чисел, который обеспечивает дополнительный уровень защищенности шифра). Затем оператор закрывает крышку, под которой скрывается весь механизм. И тут Херивел замечает, что молодой немец, то ли по неопытности, то ли потому, что ему приказано поторопиться, не поменял последовательность чисел на роторах, подумав, что все и так нормально сработает. Сама «Энигма» была безукоризненной шифровальной машиной, которую невозможно взломать, но ею все же управляли люди, которым свойственно ошибаться. Этот порожденный воображением сон, в котором криптограф увидел, как работает «Энигма», мог быть применен наяву. Если удастся свести к минимуму варианты положения колец, то у криптографов появится шанс взломать шифр.
После бессонной ночи математик рассказал об открытии коллегам из Блетчли, и они тут же страшно заинтересовались. Они нарисовали «квадрат Херивела», напоминающий старые криптологические квадраты, в которых алфавит расположен по горизонтали и вертикали. Разница была в том, что в него вписывали индикаторы[58] перехваченных сообщений и помечали крестиком места пересечения линий таблицы. Так можно было обнаружить места скопления индикаторов, что позволяло уменьшить количество возможных комбинаций настроек роторов с нескольких сотен тысяч до двадцати–тридцати. Это означало, что теоретически все сообщения, отправленные в определенный день, могли быть дешифрованы вручную.