Фридман
Хотя Ярдли является наиболее известным американским криптоаналитиком, самым великим, бесспорно, продолжает оставаться Уильям Фридман. Трудно вообразить себе двух более не похожих друг на друга специалистов в одной и той же области. В то время как Ярдли был человеком экспансивным, общительным, поверхностным, свободно обращающимся с деталями и готовым не упустить свой главный шанс, Фридман был склонен к сосредоточенности, глубине изучения, преданности, аккуратности и утонченности. Несмотря на относительную обыденность этих личных черт, а может быть, именно благодаря им теоретический вклад Фридмана и его практические достижения намного превосходят результаты работы любого другого американского криптоаналитика. Служебная биография Ярдли больше всего напоминает короткий полет удивительной ракеты, которая, взорвавшись, превращается в фантастические гирлянды, озаряющие небо. Карьеру же Фридмана скорее можно уподобить неторопливому движению солнца по небосклону.
Фридман родился 24 сентября 1891 г. в русском городе Кишиневе. При рождении ему было дано имя Вольф. Он был старшим сыном в семье Фредерика и Розы Фридман. Его отец, румын по национальности, говоривший на восьми языках и работавший переводчиком в почтовом ведомстве, эмигрировал в Америку в 1892 г. По прибытии на Американский континент Вольф был переименован в Уильяма. Семья Фридман поселилась в Питтсбурге, где в 1909 г. Уильям окончил среднюю школу и нашел работу в фирме, которая продавала паровые машины.
Осенью 1910 г. Фридман поступил в Мичиганский сельскохозяйственный колледж, главная привлекательная сторона которого заключалась в том, что обучение там было бесплатным. Однако довольно скоро Фридман обнаружил, что сельское хозяйство его мало интересует. В конце семестра он узнал, что бесплатное обучение ведется также на факультете генетики Корнельского университета в городе Итаке в штате Нью-Йорк. В феврале 1911 г. Фридман занял немного денег и переехал в Итаку. В феврале 1914 г. он окончил университет и поступил в аспирантуру.
Как раз во время пребывания Фридмана в Итаке богатый торговец текстильными товарами Джордж Фабиан, который содержал лаборатории по акустике, химии, генетике и криптоанализу (Фабиан пытался доказать, что это Фрэнсис Бэкон* написал пьесы Вильяма Шекспира, и искал в них криптограммы, свидетельствующие в пользу авторства Бэкона) в своем поместье Ривербэнк около г. Женева в штате Иллинойс, решил, что ему нужен специалист по генетике, чтобы улучшить сорта зерновых культур и породы скота на своей ферме. Фабиан обратился в Корнельский университет с просьбой порекомендовать ему творчески мыслящего специалиста. Оттуда Фабиану прислали Фридмана, который приступил к работе в Ривербэнкских лабораториях с 1 июня 1915 г.
* Бэкон Фрэнсис — английский философ XVI-XVII вв. Его теория познания, отводившая главную роль эксперименту, оказала большое влияние на развитие науки.
Фабиан был умным и энергичным человеком. Он страстно желал прославить свое имя в науке. Сам Фабиан читал мало, но от работавших на него образованных и талантливых людей он вобрал в себя достаточное количество различных сведений, чтобы его суждение почти по каждому вопросу производило впечатление на окружающих. Он был властолюбив и никогда не позволял своим подчиненным противоречить себе. Главный принцип, в который Фабиан глубоко верил, заключался в том, что с помощью хорошо организованной рекламной кампании можно добиться почти всего.
Фридман выполнял для Фабиана кое-какую исследовательскую работу в области генетики. Кроме того, поскольку Фридман был хорошим фотографом, он помогал криптоаналитикам, искавшим зашифрованные подписи Бэкона в работах Шекспира и делавшим увеличенные фотокопии с печатных текстов елизаветинских времен, которые использовались в этих поисках. Криптоаналитический отдел Ривербэнкских лабораторий Фабиана состоял из полутора десятка выпускников средних школ и колледжей. Они в основном занимались тем, что рассортировывали отдельные буквы шекспировских текстов времен английской королевы Елизаветы по типам типографских шрифтов.
Фабиан содержал их на всем готовом и платил им жалованье в размере около 50 долларов в месяц.
Среди них была молодая сотрудница Элизабет Смит. Она родилась 26 августа 1892 г. в городе Хантингтоне в штате Инчиана и была самой младшей из девяти детей Джона Смита, торговца молочными продуктами, и его жены Сары. Закончив среднюю школу в Хантингтоне, а затем — колледж, она поступила на работу в одну из чикагских библиотек, где в 1916 г. была нанята на службу Фабианом.
Ни она, ни Фридман до этого особенно не интересовались криптоанализом. Однако в ривербэнкских коттеджах они часто слышали красочные рассказы о здоровом образе жизни в елизаветинские времена, о не такой уж безгрешной английской королеве, об интригах придворных, а также разные байки, связанные с великими людьми в истории Англии. Фридман и Смит также узнали о «дешифровках» пьес Шекспира, которые якобы доказывали, что их написал Бэкон. Эти рассказы пробудили у Фридмана живой интерес. Понемногу он начал заниматься криптоанализом, всемогущие чары которого, подобно дурману, неодолимо завладели умом Фридмана. «Когда дело доходило до криптоанализа, — вспоминал он много лет спустя, — что-то во мне получало отдушину».
Сказано слишком мягко. Страстное увлечение криптоанализом не прошло незамеченным для босса, и вскоре Фабиан доверил Фридману руководство криптоаналитической лабораторией в Ривербэнке. Страсть к криптоанализу усиливалась влечением, которое он стал испытывать к одной из своих подчиненных — остроумной и веселой мисс Смит. В мае 1917 г. они поженились, став самой знаменитой супружеской парой в истории криптоанализа.
За месяц до этого Соединенные Штаты объявили войну Германии, и Ривербэнк, который имел единственную действующую криптоаналитическую организацию в стране, начал неофициально получать криптограммы для дешифрования от различных правительственных учреждений. Самой важной из них была шифрованная корреспонденция группы заговорщиков-индусов, которые не без помощи немцев попытались воспользоваться тем, что Англия была поглощена войной в Европе, и добиться независимости для Индии.
Перехваченные шифртелеграммы индусов в Берлин передавались для дешифрования Фридману, который быстро вскрыл применяемый ими шифр.
Индусы были осуждены за попытку закупить в Соединенных Штатах оружие для организации восстания против Англии. В ходе массовых процессов в Чикаго и Сан-Франциско Фридман выступил с показаниями, которые по сути дела выглядели как изобличение заговорщиков из их же собственных уст. На процессе в Сан-Франциско произошла одна из самых драматичных сцен, которые когда-либо разыгрывались в американских судах: один из подсудимых индусов встал и двумя выстрелами из револьвера убил соотечественника, дававшего свидетельские показания против своих соратников, а затем был убит полицейским, выстрелившим поверх голов людей из публики. Суд признал большинство обвиняемых виновными.
Несколько месяцев спустя после прочтения шифрованной переписки индусов англичане направили в Ривербэнк 5 коротких криптограмм. Они были получены с помощью шифровального устройства, изобретенного сотрудником криптоаналитического бюро военного министерства Англии Дж. Плеттсом. Англичане настолько высоко оценивали эту машину, что один из аргументов, выдвигавшихся против ее использования, заключался в том, что если бы немцы захватили один ее экземпляр и стали бы использовать ее у себя, то союзники больше не смогли бы читать шифрсообщения противника! Однако Фридман моментально вскрыл ключ «CIPHER»* к одной из присланных из-за океана криптограмм. Но он никак не мог получить другой ключ и, зайдя в тупик, прибег к небольшому опыту в области «психологического криптоанализа». Уильям обратился к недавно нареченной г-же Фридман и попросил ее отвлечься от всяких мыслей. «Теперь, — продолжал он, — я хочу, чтобы ты произнесла первое попавшееся слово, которое придет тебе на ум, когда я назову тебе другое слово». Он выждал паузу. «Шифр», — сказал он. «Машина», — ответила она.
* «ШИФР»
Слово «MACHINE»* оказалось вторым искомым ключом. Через три часа после того, как Фридман получил криптограммы для криптоанализа, их открытые тексты были телеграфированы в Лондон.
Первый из них содержал весьма лестную для гордого английского изобретателя фразу: «Этот шифр абсолютно невскрываем». Больше к рассмотрению вопроса об использовании устройства шифрования Плеттса союзники не возвращались.
* «МАШИНА»
Помимо криптоаналитической работы Фридман занимался преподавательской деятельностью в классе, который состоял из армейских офицеров, присланных осенью 1917 г. в Ривербэнк для изучения криптоанализа. Для преподавания на этих курсах Фридман подготовил серию монографий. Известные как «Ривербэнкские публикации», они явились поворотным пунктом в истории криптоанализа. Почти во всех из них излагался новый материал, овладение которым до сих пор считается необходимым условием получения высшего криптоаналитического образования.
Фабиан попытался косвенно присвоить себе заслугу выхода в свет этих монографий, убрав фамилию Фридмана с их титульных листов и сохранив за собой авторское право на их издание. Вскоре полный комплект «Ривербэнкских публикаций» превратился в необходимый атрибут хорошей коллекции работ по криптоанализу, но, так как было напечатано всею лишь 400 экземпляров, они стали крайней редкостью. Один страстный любитель расценил их настолько высоко, что старательно перепечатал на машинке, а некоторые коллекционеры, отчаявшись заполучить оригиналы, покупали фотокопии этих брошюр.
Самой известной среди «Ривербэнкских публикаций» стала написанная в 1920 г. брошюра под названием «Индекс совпадения и его применение в криптоанализе». В ней описывался процесс вскрытия двух сложных шифров. Однако Фридман менее всего был заинтересован в доказательстве уязвимости этих шифров и использовал их в основном для разработки новых криптоаналитических методов.
Таких методов Фридман создал два. Один из них позволил восстанавливать шифралфавит, не строя никаких догадок в отношении хотя бы единственной буквы открытого текста. Другой его метод совершил настоящую революцию в криптоанализе. Фридман подошел к тексту на любом языке не просто как к совокупности отдельных символов, которые случайно стоят в определенном порядке, а как к единому целому — кривой, точки которой закономерно связаны.
К этой кривой он применил статистические концепции. Полученные Фридманом результаты можно охарактеризовать как прометеевские. Его гениальная идея дала толчок к использованию многочисленных статистических инструментов, которые являются крайне необходимыми в современном криптоанализе.
До Фридмана криптоанализ существовал как чистая наука, ничего не заимствующая из других областей знания и ничем их не обогащающая. Подсчеты частот встречаемости букв, использование языковых характеристик, специфические методы вскрытия шифров — все это было характерным только для криптоанализа. Фридман вывел криптоанализ из этого состояния одинокого существования и соединил со статистикой. Когда Фридман отнес криптоанализ к категории статистических исследований, он широко распахнул дверь в арсенал средств, которыми криптоанализ никогда прежде не располагал. Они идеально подходили для изучения статистического поведения букв и слов. Криптоаналитики с готовностью воспользовались этими средствами и с тех пор с успехом применяют их на практике.
Вот почему, оглядываясь на пройденный жизненный путь, Фридман сказал, что «Индекс совпадения» является его самым важным творением. Даже одна эта работа принесла бы ему славу. Но фактически это было только началом его деятельности на поприще криптоанализа.
Фридман и его супруга покинули Ривербэнк в конце 1920 г. Обстановка там стала невыносимой. Фабиан увеличил Фридману жалованье, пообещав предоставить абсолютную свободу при доказательстве или опровержении существования шифров в произведениях Шекспира. Но на деле Фабиан безжалостно подавлял любую попытку ведения самостоятельных разработок в этом направлении и принудил Фридмана молчаливо согласиться с выводами, противоречившими взглядам Фридмана. 1 января 1921 г. Фридман заключил 6-месячный контракт с войсками связи на разработку шифрсистем. Когда этот контракт истек, он был взят на должность гражданского служащего в военное министерство.
Одним из первых служебных заданий Фридмана стало преподавание в школе войск связи.
Для этой цели он написал учебник, в котором ликвидировал неразбериху, царившую в криптологической терминологии. Самым важным терминологическим вкладом Фридмана было понятие «криптоанализ», которое он ввел в 1920 г., чтобы устранить хронический источник путаницы в криптологии — двусмысленность глагола «расшифровать», означавшего тогда любое преобразование криптограммы в открытый текст. Фридман озаглавил свою книгу «Элементы криптоанализа», и этот термин настолько привился, что сегодня он применяется и в разговорной речи, и в научной литературе.
В начале 1922 г. Фридман стал главным криптографом войск связи, возглавив отделение кодов и шифров отдела научных исследований при штабе командующего войсками связи. Так как криптоаналитическую работу для военного министерства выполнял «Американский черный кабинет» Ярдли, номинально Фридман занимался исключительно криптографией. Однако, как это ни парадоксально, много внимания ему приходилось уделять и криптоанализу. Фридман постоянно испытывал новые системы шифрования, которые ревностные любители предлагали армии в качестве «абсолютно невскрываемых».
Горизонты деятельности Фридмана постоянно расширялись. В 1924 г. он выступил в комиссии конгресса с показаниями в отношении прочтения им некоторых шифрованных сообщений, связанных с уголовным делом о махинациях с нефтеносными участками. Когда же через несколько месяцев планета Марс очень близко подошла к Земле, Фридмана захватило общее экзальтированное настроение шумных 20-х годов, и он всерьез начал готовиться к дешифрованию любых посланий, которые марсиане могли бы отправить землянам, пользуясь своей временной близостью к ним. Он вернулся к земным проблемам в 1927 г., когда написал статью о кодах и шифрах для «Британской энциклопедии».
Незадолго до того, как государственный департамент прекратил финансирование «Американского черного кабинета», военное министерство решило объединить шифровальную и дешифровальную службы в рамках войск связи. Приказом военного министра от 10 мая 1929 г.
ответственность за криптографическую и криптоаналитическую деятельность в армии была возложена на начальника войск связи. Чтобы лучше выполнять эти новые обязанности, командование войск связи создало дешифровальную службу в составе штабного управления по военному планированию и подготовке. Фридман был назначен начальником этой службы.
Как было официально изложено, обязанности Фридмана заключались в составлении армейских кодов и шифров, а также в перехвате и дешифровании сообщений противника во время войны. В мирное время Фридман должен был заниматься обучением квалифицированных кадров и проведением научно-исследовательских работ, необходимых для того, чтобы немедленно приступить к оперативной работе в случае начала войны. Для выполнения этих обязанностей Фридман нанял трех криптоаналитиков, каждому из которых было немногим более 20 лет. Так было положено начало созданию солидной криптоаналитической организации, существующей в США сегодня.
Постепенно, несмотря на депрессию и изоляционизм, дешифровальная служба Фридмана расширялась. Вместе с ней рос и круг интересов Фридмана. В своих научных статьях он обсуждал криптоаналитические способности Эдгара По, вскрывал шифры, предлагавшиеся авторами более ранних работ по криптографии, исследовал различные исторические проблемы, связанные с шифртелеграммой Циммермана и первыми кодами американских экспедиционных войск. К несчастью, вынужденный хранить тайну и обуреваемый желанием добиться славы, в области криптоанализа Фридман стал вести себя подобно «собаке на сене» — если он не мог добиться славы, то она не должна была доставаться никому. Обычная тактика Фридмана сводилась к тому, чтобы чернить криптоаналитические разработки любителей, часто весьма достойные, как «непрофессиональные». Его жена, которая вскрывала коды торговцев спиртными напитками в период запрета на их продажу, продолжала заниматься криптоанализом в интересах министерства финансов.
Именно под руководством Фридмана персонал армейской дешифровальной службы добился выдающейся победы, проведя одну из самых трудных, кропотливых и триумфальных операций в истории криптоанализа — вскрытие японского «пурпурного» шифра.
Это произошло в августе 1940 г., когда Фридману было 48 лет. Через несколько месяцев гениальный криптоаналитик не выдержал напряжения, связанного с этой разработкой. 4 января 1941 г. он был помещен в госпиталь в связи с нервным расстройством. Фридман выписался оттуда только 24 марта и был вынужден уйти в отставку по инвалидности.
По мере того как спадало напряжение, связанное с исполнением служебных обязанностей, Фридманы вернулись к той области криптоанализа, с которой они начинали, — бэконианским шифрам. Они подытожили опыт всей своей жизни в пространном и исчерпывающем докладе, отмеченном литературной премией.
В 1956 г. американский конгресс утвердил выплату Фридману 100 тысяч долларов в качестве компенсации за те доходы, которых он не смог получить ввиду того, что требования безопасности не позволили ему продать шифрмашины, изобретенные им для правительства. «Огромное напряжение и бремя ответственности, возложенное на него необходимостью постоянно соблюдать секретность, были основными факторами, подорвавшими здоровье г-на Фридмана, вследствие чего в настоящее время его шансы зарабатывать себе на существование становятся все более непрочными. Эти соображения побудили г-на Фридмана позволить нам обратить на данный вопрос внимание министерства обороны», — написали адвокаты Фридмана в прошении, поданном на имя министра обороны.
Теоретические исследования Фридмана, совершившие настоящую революцию в криптоанализе, сочетались с его вызывавшими изумление практическими работами по дешифрованию. Он положил конец путанице в терминологии. Введенные им терминологические определения занимают в современных словарях не одну страницу. По его учебникам учились тысячи специалистов. Его статьи на исторические темы пролили свет на малоисследованные проблемы, а книга о Шекспире внесла большой вклад в ликвидацию многолетнего заблуждения в области литературы. И наконец, гигантская криптоаналитическая организация сегодняшнего дня, имеющая сотни тысяч служащих и разбросанные по всему миру станции перехвата, является прямым потомком маленького дешифровального отдела в военном министерстве, выпестованного Фридманом.Этот труд всей жизни увенчивает Уильяма Фридмана лаврами величайшего американского криптоаналитика.
