Войти
Экспонат SIGSALY в Национальном криптологическом музее SIGSALY (также известный как X System, Project X, Ciphony I и Green Hornet ) были системой защищенной речи, использовавшейся в Мировой войне. II для связи высшего уровня Союзников. Он стал пионером ряда концепций цифровой связи, включая первую передачу речи с использованием импульсно-кодовой модуляции.
Имя SIGSALY было не аббревиатурой, а кавер-версией, напоминавшей аббревиатуру - Часть SIG часто использовалась в названиях армейских войск связи (например, SIGABA ). Прототип был назван «Зеленый шершень» в честь радиошоу Зеленый шершень, потому что он звучал как жужжащий шершень, напоминающий мелодию из темы шоу, для любого, кто пытался подслушать разговор.
На момент своего создания междугородная телефонная связь транслировалась с использованием голосового скремблера «А-3» , разработанного Western Electric. У немцев была станция прослушивания на голландском побережье, которая могла перехватывать и прерывать трафик А-3.
Хотя телефонные скремблеры использовались обеими сторонами во Второй мировой войне, они, как известно, не использовали их. быть очень безопасным в целом, и обе стороны часто взламывают зашифрованные разговоры друг друга. Проверка звукового спектра с использованием анализатора спектра часто давала важные подсказки о методе скремблирования. Небезопасность большинства схем телефонного скремблера привела к разработке более безопасного скремблера, основанного на принципе одноразового блокирования.
Прототип был разработан в Bell Telephone Laboratories под руководством А.Б. Кларка при содействии британского математика Алана Тьюринга и продемонстрирован армии США. Армия была впечатлена и заключила с Bell Labs контракт на две системы в 1942 году. SIGSALY поступил на вооружение в 1943 году и оставался на вооружении до 1946 года.
SIGSALY использовала случайный шум маска для шифрования голосовых разговоров, которые были закодированы с помощью вокодера. Последний использовался как для минимизации избыточности (которая высока для голосового трафика), так и для уменьшения объема информации, подлежащей шифрованию.
При кодировании голоса использовался тот факт, что речь меняется довольно медленно при движении компонентов горла. Система извлекает информацию о голосовом сигнале 50 раз в секунду (каждые 20 миллисекунд).
Затем каждый сигнал дискретизировался для определения его амплитуды один раз каждые 20 миллисекунд. Для сигналов амплитуды полосы амплитуда преобразовывалась в один из шести уровней амплитуды со значениями от 0 до 5. Уровни амплитуды были в нелинейной шкале с шагами между уровнями широкими при высоких амплитудах и более узкими при низких амплитудах. Эта схема, известная как «компандирование » или «сжатие-расширение», использует тот факт, что точность речевых сигналов более чувствительна к низким амплитудам, чем к высоким амплитудам. Сигнал основного тона, который требовал большей чувствительности, кодировался парой шестиуровневых значений (одно грубое и одно точное), что давало в общей сложности тридцать шесть уровней.
A криптографический ключ, состоящий из серии случайных значений из одного и того же набора из шести уровней, вычитался из каждого значения амплитуды выборки голоса для их шифрования перед передачей. Вычитание выполнялось с использованием модульной арифметики : «циклического» способа, означающего, что если был отрицательный результат, он добавлялся к шести для получения положительного результата. Например, если значение амплитуды голоса было 3, а случайное значение - 5, то вычитание будет работать следующим образом:
- дает значение 4.
Затем значение выборки было передано с каждой выборкой уровень, передаваемый на одной из шести соответствующих частот в полосе частот, схема известна как «частотная манипуляция (FSK)». Принимающий сигнал SIGSALY считывает значения частоты, конвертирует их в выборки и добавляет к ним значения ключей для их расшифровки. Сложение также производилось по модулю: шесть вычитали из любого значения, превышающего пять. Чтобы соответствовать приведенному выше примеру, если принимающий SIGSALY получил выборочное значение 4 с совпадающим случайным значением 5, то сложение будет следующим:
- что дает правильное значение 3.
Чтобы преобразовать образцы обратно в голосовую волну, они сначала были преобразованы обратно в дюжину низкочастотных вокодированных сигналов. Была применена инверсия вокодера, которая включала:
Значения шума используемые для ключа шифрования были первоначально произведены большими ртутными выпрямляющими электронными лампами и хранились на записи фонографа. Затем запись была продублирована, и записи были распределены в системы SIGSALY на обоих концах разговора. Записи служили SIGSALY «одноразовым блокнотом», и их распространение строго контролировалось (хотя, если бы одна была изъята, это не имело бы большого значения, поскольку когда-либо производилась только одна пара каждой). В целях тестирования и настройки использовалась система генерации псевдослучайных чисел из реле, известная как «молотилка».
Записи воспроизводились на вертушках, но поскольку время - тактовая синхронизация - между двумя терминалами SIGSALY должно было быть точным, вертушки никоим образом не были просто обычные проигрыватели. Скорость вращения поворотных столов тщательно контролировалась, и запись начиналась в строго определенное время, основанное на точных стандартах времени суток. Поскольку каждая запись содержала только 12 минут ключа, у каждого SIGSALY было две вертушки, причем вторая запись «ставилась в очередь», а первая «играла».
Терминал SIGSALY в 1943 году. Терминал SIGSALY был массивным и состоял из 40 стоек оборудования. Он весил более 50 тонн и потреблял около 30 кВт энергии, поэтому для его хранения требовалось помещение с кондиционером. Слишком большой и громоздкий для общего использования, он использовался только для высочайшего уровня голосовой связи.
В конечном итоге по всему миру было установлено с десяток терминалов SIGSALY. Первый был установлен в здании Пентагона, а не в Белом доме, в котором, как президент США Франклин Рузвельт знал премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля Настойчивость в том, что ему можно будет позвонить в любое время дня и ночи. Второй был установлен на 60 метров (200 футов) ниже уровня улицы в подвале универмага Selfridges на Оксфорд-стрит, Лондон, недалеко от Посольство США на Гросвенор-сквер. Первая конференция состоялась 15 июля 1943 года, и ее использовали как генерал Дуайт Д. Эйзенхауэр в качестве командира ШАЭФ, так и Черчилль, прежде чем к посольству были установлены пристройки. Даунинг-стрит, 10 и Кабинетные комнаты. Один был установлен на корабле и сопровождал генерала Дугласа Макартура во время его южной части Тихого океана. Всего за время Второй мировой войны система поддержала около 3000 телефонных конференций высокого уровня.
Установка и обслуживание всех машин SIGSALY проводились специально сформированными и прошедшими проверку членами Корпуса связи армии США. Система была громоздкой, но работала очень эффективно. Когда союзники вторглись в Германию, следственная группа обнаружила, что немцы записали значительный объем трафика из системы, но ошибочно пришли к выводу, что это была сложная система телеграфного кодирования.
Запись разговора Черчилля с Рузвельтом есть экспонируется в палатах парламента. Время записи записанного сигнала иногда отличается от принятого. Сказанные слова были добавлены к очень громкой записи Бетховена, которую иногда можно услышать.
SIGSALY была отмечена как «первая»; этот список взят из (Bennett, 1983):
