Глава 10. Еще одно секретное задание

Глава 10. Еще одно секретное задание.

После беседы я шел, опустив голову, на меня свалилась беда, которую я сам сдвинуть не в силах. Летело все - и карьера, и честолюбивые замыслы. Это было такое состояние, когда люди спокойно прощаются с жизнью.
Навстречу по коридору шел начальник группы представителей Заказчика. Такие группы создавались на всех предприятиях, работающих над оборонными заказами.
В их задачу входил  контакт с предприятием, слежение за сроками и качеством изготовления, они помогали доставать дефицитные комплектующие и диагностическую и испытательную аппаратуру.
Этот начальник  был высокий и симпатичный парень, всегда с веселым настроением. С другим настроением на этой должности сойдешь с ума. Постоянный срыв сроков, сюрпризы на испытаниях. И  сутки в цехах, особенно под Новый Год, когда шло выполнение годового плана.
- Ну, что Иванушка не весел, буйну голову повесил?
Этот сказочный почин вдруг взорвал меня.
- Иди ты к черту! Мне вешаться пора, а ты лезешь!
Этот сгусток агрессии был для него неожидан.
Он взял меня за рукав. «В чем дело? Я-то тут причем?»
И из меня вырвалось, что копилось долгие дни и недели, и в том  числе о моих разговорах.
«Стоп, стоп!» - он посмотрел в свою записную книжку.  Кажется, я могу уладить этот вопрос».
«Но от тебя мне нужно кое-что важное.
Зайдем в мой кабинет».
В кабинете он заварил крепкий кофе, и когда мы оба убедились в его доброкачественности, он заговорил: « Несмотря на то, что ты имеешь нужный уровень допуска, все же прошу никому ничего, пока мы не договоримся.
Есть срочная работа. Я твердо убежден, что если я попрошу руководство Вашей фирмы, оно мне не откажет, но поставит годовые сроки и запросит большие деньги. А нам позарез нужен результат. Так вот, слушай».
    Он подошел к окну и видно собирался с мыслями.
   -Тут в Средиземном море назревает заваруха, и как всегда выясняется провал. Ты же в курсе об электронной защите. При пуске управляемых ракет есть две соперничающие системы – система наведения и система противодействия. Так вот, неожиданно оказалось, что у них, - он кивнул через плечо, но я  его понял, - введена новая система противодействия, которая полностью давит нашу систему наведения. Нам срочно надо менять кодировку сообщений и даже переделывать неустойчивую к управляемым воздействиям аппаратуру. Моё предложение: готовь бригаду. Все остальное я обеспечу. Комплектующие, изготовление, стенды».
Для меня это было неожиданно, поскольку  у нас и за рубежом это было дело большого и умного коллектива. И умный одиночка  за такое не взялся бы.
Но после всех бесед выхода не было. Я сказал -  «Ладно!».
- Ну, я верю в тебя!
Конечно, в этом месте появился графинчик с армянским коньяком.
- «Давай по чуть-чуть за победу».
 Когда  шел  домой, я был отключен от всего мира. Я думал: «Главное придумать идею. Раньше я должен был долго рассматривать реализуемость, а теперь у меня есть программа, которая реализует задумку любой сложности, так что главное идея».





Когда б Вы знали, из какого сора
Растут стихи, не ведая стыда
Как желтый одуванчик у забора,
Как лопухи, как лебеда.

Сердитый окрик, запах дегтя свежий.
Таинственная плесень на стене….
И стих уже звучит, задорен, нежен
На радость вам и мне.
Анна Ахматова

 Идея пришла внезапно. Навеяна она была нашим переездом в новую квартиру.
Предыдущий хозяин этой квартиры был озабочен защитой от воров. Вход в квартиру имел две железные двери, большой толщины. Самую большую гордость хозяина  составлял ключ. Он
 состоял из двух половинок, которые соединялись с помощью специальной резьбы. Одна из половинок была собственно ключом с «бородкой» секрета, а другая просто рукояткой. Половинка с «бородкой» могла заменяться на такую же, но без секрета, т.е. на болванку.
Уходя их дому, ты закрывал дверь на ключ. Потом вынимал его и заменял рабочую половинку на болванку. Снова вставлял ключ в замок и свинчивал ручку ключа с болванки. Так что вставить в замок  любую отмычку было невозможно.
 Второй секрет действовал при открывании двери. Сначала надо было извлечь болванку и заменить её на рабочую половинку. Затем  вставить ключ в замок и повернуть ключ два раза в одном направлении и три раза в обратном. Я видел в этом некое подобие коду «2 из 5».
Эту идею я и применил. К сожалению, тогда я ещё не владел теорией криптографии  так,  как теперь.
    Поскольку у меня была программа синтеза, мне осталось задать алгоритм и через секунды, я получил схему на одной из заданных систем элементов и программу на одном из формальных языков.
Осталось создать модель и проверить ее работу. Это уже было дело сформированной мной бригады.
    Бригаду я сформировал из молодых студентов, выпускников Университета. Это была их первая работа,  и работали они самозабвенно.
Создание коллектива только из молодых  людей вызвало всеобщую зависть. До этого всех молодых специалистов распределяли в разные лаборатории по одному,  и в этот год другим не досталось. Все административные начальники бросились оспаривать, но мой шеф из военного представительства держал слово и не дал меня в обиду.
    Отсутствие у ребят опыта  было  недостатком, но, в то же время, и достоинством. Ребята быстро делали программную часть. Один из молодых  парней сказал мне по поводу «стариков»: «Что Вы от них хотите, они микроволновку  две недели осваивают. А для нас освоить  вычислительную машину также просто, как включить холодильник». И это была правда – указанные им старики имели плохое представление об уже появившихся микропроцессорах и о программировании.
    Дальше, когда должна быть промышленная реализация, молодежь буксовала. Я включил всю свою изобретательность и уговорил 40- летних женщин помочь ребятам, как своим детям. Так что  молодежь учили бесплатно и доброжелательно.
    Все же моя дерзость мне аукнулась. Но об этом потом, на этом примере я понял, что знание разработчика начинаются не с того, что он знает как надо. А с того, когда он узнает, как не надо.
    Жизнь всегда преподносит массу непредвиденных ситуаций, и вывернуться из них может не каждый. И гораздо лучше в таких ситуациях опыт, хотя не всякий. Но об этом позже.
    Все знают, что умные учатся на чужих, а дураки на своих ошибках.
    Через месяц прибор и программы к нему  были сделаны. Молодежь не жалела себя. Наконец настал момент, когда руки дошли до разработки испытаний.
     Это самая не любимая работа. Надо предусмотреть все слабые стороны того, что ты сделал, а потом разработать и сделать аппаратуру, которую сразу после испытаний выбросят.

    Тут мои лидеры забастовали – «Мы знаем все алгоритмы и коды. Так что  быстро найдем методы противодействия защите».
Вся защита была построена на алгоритмах, заимствованных из поворота ключа, и кодов, которые открывали входы и передавали на обработку правильную информацию и отбрасывали ложную.
    Я предложил следующие испытания. Даем случайным людям отвертку, а они ею замыкают  в устройстве любые цепи.
    Действительно, многие такие фокусы с отверткою приводили к остановке, но как только заканчивалось воздействие, так система снова восстанавливалась.
    Своими идеями я активизировал деятельность сотрудников, и начались аналогичные предложения по проведению испытаний прибора.
    Я до сих пор чувствую себя неудобно, хотя ничего гадкого не делал, но простота хуже воровства.
Это была типичная самоуверенность Незнайки, которая потом отомстила за себя.
Мы утвердили методику испытаний и продемонстрировали прибор начальству и военной приемке.
Все прошло на  «Ура» и нам дали зелёный свет для испытаний на полигоне.

Полигон.

    Меня и всю нашу команду  встречали в Москве. Прибор перемещали без нас. Мы долго ехали на веренице уазиков. Это неприхотливые машины с брезентовым верхом, сделанные по образцу американских армейских машин «Виллис». Ехали не очень долго, наверное, километров 50 – 70.
    Вдруг показался чистый городок, состоящий из двух- и одноэтажных зданий. Они почему–то  были покрашены все в желтый цвет. Аккуратные газоны, доска почета и клумба, где в середине были засажены красные цветы по рисунку  пятиконечной звезды.
    Машины сразу не пропустили, нас высадили и смотрели наши документы, сверяли лица с фотографией, осматривали снаружи (не ощупывая). В то же время проверили внутренности машин. Наконец, нас пустили. Я не был удивлен этой процедурой, но мне было странно, что совсем не далеко играли дети и ходили явно гражданские женщины, перенося покупки из магазина.
    Нас поселили в доме для приезжих, в весьма чистые комнаты с умывальниками. У всех были в номере по 2  кровати, у меня одна, столик со стаканами и красивые кружевные занавески.
    Это все я рассказываю, чтобы далее была   понятнее   обстановка.
Потом нас пригласили в столовую, где можно было дешево и вкусно поесть. Ясно, что в столовой работают жены, проживающие в этой зоне, и они делали свое дело с теплом и лаской.
    За столом к нам подсели люди в военной форме, они приехали проводить испытания. В этой команде выделялся красивый полковник. Он прямо  выбрасывал фейерверк острот, подойдя ко мне, он сказал: «Много слышал о Ваших теоретических успехах».
После небольшой паузы громко произнес: «А практику мы еще не видели. Так что посражаемся.».
Вечером он зашел ко мне - «Вы не можете передать нам ваши алгоритмы, которыми  Вы пользуетесь для защиты».
    Я остолбенел. Если я выдам алгоритмы, он быстро выведет из строя систему. «Потерпите полковник, до конца испытаний».
    Я не понимал, что я говорю чушь и грубость. Тут я почувствовал его презрение и злость. Сквозь зубы он бросил:
-«Тогда до конца испытаний!»
Пока устанавливали на полигоне аппаратуру, мы жили, в свое удовольствие.  Со стороны могло показаться странным, зачем собрали столько  бездельников.
Наконец аппаратура была установлена, и нас повезли на полигон.
Быт на полигоне отличался от городка. Там были вырыты подземные комнаты с пружинными кроватями, сбрасывающие лежащего на  ней при его любом неловком движении.
Нас привезли вечером. Я хотел спать и, несмотря на то, что в комнате находилось много народа, я  взял с полки простыню, быстро постелил её и бросился в постель.
Сквозь сон я слышал, что не спящие разделились на команды и собрались за столами. Я то и дело слышал радостные крики: «Рыба!» или  «Пас», «Вистую».
Я взмолился: «Ребята, потише!».
Самый умный из моих ребят подошел ко мне: «Посмотрите на потолок».
Я перевел сонный взгляд на потолок и сон мгновенно слетел с меня.
На потолке дружная команда насекомых, предположительно клопов собиралась в цепочку, чтобы точно спикировать на меня.
В эту ночь я спал сидя на стуле, а молодежь всю ночь развлекалась играми. На другую ночь мы попросили спальные мешки и, выветрив их на солнце, пользуясь теплой погодой, легли вне землянки.

Испытания на полигоне.
 
    Утро было росистое и холодное. Нас подняли рано. Потом  привезли  на место запуска. Поскольку испытания шли на Земле, система управления посылала команды в сторону стоявшего на Земле реального самолета, а мы наблюдали его реакции.
Система противодействия была размещена в другом месте, и мы могли только видеть на экране суммарный сигнал.
    Вначале мы проверили, что без постороннего воздействия система выполняла все команды. Их было много, и на это ушла половина  дня.
Потом наступило главное. Группа управления начала снова включать команды по тому же списку. Мы на экране видели, как возникали различные посторонние помехи, система  игнорировала их  и  выделяла сигнал в «белом шуме», т.е.  когда мы и не могли угадать, что передается. Каждая смена воздействия или команды, отзывалась во мне как толчок и последующая зубная боль.
    Через некоторое время аппаратура стала фиксировать  замедление реакции на правильную команду. Но все было в норме.
«Развлечения» длились весь день,  и мы прекратили испытания после заката солнца и опять вернулись к нашим землянкам.
    Подходя к палаткам, я увидел веселого полковника.
    Он улыбнулся мне широкой улыбкой: «Завтра жди неприятностей». Это прозвучало  в его устах нежно и доброжелательно, как «Спокойной ночи!»
Мои ребята долго не могли угомониться. Это был их успех, аппаратура проработала без сбоя и устояла к атакам.
На следующее утро, большое солнце вылезло из-за горизонта,  умываясь, я думал о неприятностях.

Испытания опять начались со стандартных команд, которые четко отрабатывались.
Потом началось повторение уже бывших  воздействий. Наша аппаратура работала четко.
И вдруг посередине испытаний появились другие сигналы воздействия.
Это не были случайные последовательности. Это были сигналы с четкими закономерностями. И наша аппаратура вдруг сначала сделала несколько попыток к перезапуску, а потом беспомощно отключилась.
    Мои ребята судорожно бросились к аппаратуре. Но их не подпустили. Они захлебывались от возмущения и беспомощности.
    Руководитель испытания скомандовал:
-Вашей группе даётся один час, на разбор ситуации, а потом повторение!
Ребята подошли к нашему детищу и потом начали смотреть на меня.
- Чего смотрите - вскипел я - Полный провал! Они открыли наш код.
Кто–то предложил – «Давайте поменяем код, у нас есть небольшие возможности».
Я дал разрешение – Добро! Хотя понимал бесполезность.
Мы изменили код. Через час испытания были снова начаты.  И, несмотря на то, что аппаратура снова начала работать, у меня было настроение полной обреченности. И действительно, испытания прошли еще несколько часов, и работа аппаратуры была полностью парализована внешним источником.
    Я вынужден был согласиться с поражением.
Хотя ребята были возмущены моим решением и предлагали еще много вариантов.
    Мне было не до шуток. Но я попытался развеять недовольство старым еврейским анекдотом. Про то, как у одного еврея дохли куры, и раввин ему предложил сажать кур в начерченный на земле треугольник. Не помогло. Тогда посоветовал сажать их в квадрат, потом в круг.  И, наконец,  когда ему сообщили, что все куры сдохли, - он с сожалением вздохнул – «А у меня было еще столько вариантов!»
   Дальше мы составляли акт, по приборам было зафиксировано все. Реакции на команды, параметры сигналов. Все это уже не имело значения.
    Заключительная формулировка была: «Аппаратура не может быть принята из-за существенных недостатков».
    Я подписал этот документ.
    С этого момента мы с представителем Заказчика не встречались, даже не обедали вместе.
Я слышал, как он говорил своим офицерам: «Слабак!  Ни одного возражения. Мог бы побороться и выторговать повторение через месяц».
Я был оглушен и одинок.
Полковник был весел и окружен сотрудниками и как всегда блистал остроумием.
Один из его сотрудников, сочувствуя,  подошел ко мне.
- Не расстраивайтесь! Вы проиграли лучшему криптографу и аналитику кодов.
Он раскрывал и не такие коды, а у вас очень простой код. Для обработки его на ЭВМ даже 10 мин не понадобилось. Он поиграл с Вами.
У меня на душе стало еще противнее.
Мы ехали домой долго. Сначала возвращались в городок, потом пару дней ждали самолета.
Я искал выход и не мог найти. Я понимал, что дело в кодировании информации. Тут я понял, что влез в область, в которой я ничего не понимаю.
Как всегда, в таких случаях, я поклялся больше не лезть в такие дела, однако надо посмотреть про эту науку.  Такое любопытство не раз приводило меня к новым  увлекательным задачам.

Криптография.

    Когда мы вернулись на работу, сразу раздался звонок представителя Заказчика.
- Ну, что закрываем тему.
- Нет – резанул я.
- Ты же показал себя полным щенком перед полковником Семеновым.
- Я хочу сыграть с ним еще один тайм.
- Давай, и мне тоже это надо для оправдания. Учти, если мы проиграем,  ни ты, ни я больше не подымимся.
     И я сел лихорадочно думать.
Я начал с очевидного. Семенов не опроверг идеи защиты.
Первое. Он просто разгадал код.
Вывод: надо сделать такой код, чтобы  ни одна вычислительная машина, ни по одному из признаков не могла его угадать.
Второе. Код надо сделать непостоянным, чтобы его можно было менять, это затруднит его подбор.
Третье. Чтобы защитить информацию ее надо преобразовать.
Четвертое. Преобразование должно быть такое, чтобы ее раскрытие было недоступно.
    Математически  это звучало так - «Надо найти такую прямую функцию, чтобы  обратное преобразование было невозможно».
Пример, сразу всплыл в голове. Например, сложение многих чисел в одно число, обратное действие не сможет точно указать одну пару слагаемых.  Можно только перебрать возможные варианты, и по какому–то признаку установить первоначальный вариант. Аналогично с умножением. А в математике возможно создание систем аналогичных  известным нам арифметическим системам (полей и колец). Общие положения складывались в цепь, реализация ускользала.
    Надо было немного повысить свое образование.
    Пока я мыслил, подошел молодой человек из моей бригады и сочувственно спросил: «Что будем делать?»
-Снять штаны и бегать! – был ответ на полном автомате, поскольку мысль работала дальше.
    Для руководителя самый трудный момент, когда все ничего не делают и ждут твоего решения. А тебе не нужен весь твой коллектив. Он очень понадобится, когда будет уже ясен план. А пока – даже 100 обезьян не создадут за 100 лет «Войну и мир». Если даже без сна и отдыха будут непрерывно  печатать  на машинке.
Я ушел в библиотеку.  А ребята продолжали делать привычную ,  теперь не нужную работу. Подбирали новые менее габаритные элементы для уже сделанной аппаратуры.
 Криптография, как и все что-нибудь путное, была секретной темой. Поэтому в  Большой публичной библиотеке после долгих поисков я нашел только работы начала века на голландском и немецком языках. И одну художественную книгу - «Энигма».
В книге говорилось о немецкой шифровальной машине. Это было «слюнявое» повествование о любви немецкого офицера к женщине, которая была  агентом английской разведки. Она добилась, чтобы он послал ей шифрованный на этой машине текст «Я люблю тебя» и британские аналитики вскрыли принцип шифрования. Наряду с любовными перипетиями книга содержала редкие, но полезные знания по шифрованию. Например, принцип Круитгофа  (не путать с Киргофом), который предписывал шифровальщикам, что алгоритм шифрования должен быть открытым. 
Я вспомнил, что это и запросил у меня полковник Семенов, и он сразу понял, что  я не знаком с шифрованием.

Интересны были описания и легенды, например, о шифре Цезаря. Много было об операциях шифрования (сдвиг, подстановка). В библиотеке я нашел труды Шеннона, которые позже будут переведены на русский язык.
    Там были первые попытки применения математики для шифрования.
    Немного рассеяв свое невежество, я стал размышлять дальше.
Как же это привязать к математике. Тут мне пригодились знания, полученные мной на математическом факультете Ленинградского Университета.
    После  окончания института, я поступил (довольно легко) на курсы усовершенствования математико-механического отделения Ленинградского Университета.  И эти знания определили всю мою жизнь.
После библиотеки я дома сел за стол.
Мне всегда нравилась «королева математик» - теория чисел.
Она всегда оперирует с простыми объектами - целыми числами. Результаты понятны всем, а доказательства безумно трудны.
    Известны две  прекрасные теоремы Ферма. Доказательство одной из них он не раскрыл.  Формулировку этой простой теоремы Ферма написал на полях книги Диофанта «Арифметика». В коротком  тексте формулировки он написал:
 «Я нашел поистине чудесное доказательство, но поля книги слишком узки для него».
С тех пор много людей пытаются ее  доказать и даже появился почти медицинский термин «ферматик». Я подумал, что многие положения теории чисел просты и сложны, поскольку он дают многозначные ответы.
    Так,  было известно, что возведение в степень в теории чисел просто, а получение логарифма  требует почти бесконечных вычислительных ресурсов.
    Поэтому  зашифровать любую информацию было достаточно легко, но раскрыть довольно сложно, а самое противное, что его было не раскрыть и в приемнике.
    Я придумал несколько закономерных формул, которые позволяют шифровать на стороне передатчика и на обратном конце, зная исходную закономерность вычислять старые значения.
    Насколько наивно выглядел этот способ позднее, когда были получены более серьезные  результаты, но в тот момент для меня было важно выскочить из ямы, в которую я попал. Так что мои ограниченные мыслительные способности были не причем.
    Далее было дело техники. Все невероятные по сложности алгоритмы были синтезированы моей программой, а ребята из моей бригады дозавершили эту эпопею.
    У меня не было ни страха, ни вдохновения.
    И вот опять повторение пройденного, городок, полигон, полковник Семенов.
    Испытания шли неделю, шифры, распложенные в аппаратуре, надежно защищали передаваемые команды и внутренние операции против атак. Кроме того, они менялись по случайному закону.
    Когда мы подписали акт об успешном окончании,  были поздравления, шампанское и мои мальчики, которые веселились до упаду.
    Семенов подошел ко мне и сказал - «Изложи мне на бумажке свои математические  мысли».
    Далее мы несколько дней ждали утверждения акта.
Мы сидели в моем номере, и я слушал Семенова. Я не очень уважал представителей армии. Как правило, строгая дисциплина, побочные обязанности по воспитанию солдат и прочее  губили творческие задатки.
    В случае Семенова  была удивительная эрудиция.
    Я впервые столько узнал о Советской Армии. Мне была  захватывающе интересна  история участия царских генералов в Гражданской войне и их дальнейшие судьбы.
Оказывается, очень много царских генералов перешло на сторону большевиков. Хотя бы взять для примера Михаила Дмитриевича Бонч-Бруевича, который был начальником штаба при Троцком, организовал Оборону Петрограда в 1918 году. В отличие от других он рано понял опасность игры в политику и быстро стал геодезистом или еще кем-то. А большинство погибло при чистках.
В этих беседах  я понял, что военная стратегия тоже наука. Этой наукой не владели ни Буденный, ни Ворошилов, руководившие армией в начале войны.
Мы расстались с Семеновым друзьями.