Как в Марфинской шарашке разработали секретный телефон

История отечественной секретной телефонии началась в 1930-е. В те годы существовала только аналоговая аппаратура. Она не давала гарантий секретности переговоров. По сути, это было не шифрование, а маскировка. В СССР стойко зашифровывать разговор удалось лишь в конце 1940-х.

Разработки первого цифрового секретного телефона начались в 1948 году в Марфинской лаборатории — лаборатория №8 отдела оперативной техники МГБ СССР, которую в народе называли Марфинской шарашкой. Среди разработчиков было много заключенных, в том числе известные в будущем писатель Александр Солженицын, литературовед и критик Лев Копелев, публицист и философ Дмитрий Панин.

От телефона обратно к телеграфу

В этих разработках принципиально новым стал подход к работе со звуком. На тот момент шифровальные машины неплохо справлялись с текстом: системой, имеющей ограниченное число знаков, которые легко поддаются кодированию, например, при помощи кода Бодо, и передаются по телеграфу.

С речью было решено поступить также: максимально ограничить спектр, взяв из нее только самые информативные части и закодировать их удобным способом. Такое устройство получило название вокодер (от английского voice encoder – кодировщик голоса).

Телефон для мужчин с московским произношением

Русский вокодер получил название АИР – аппарат искусственной речи. На входе он принимал живую речь и с помощью специальных аудиофильтров разделял звуковой сигнал на отдельные полосы, а также отдельно выделял дорожку шума. Сочетание различных полос и уровня шума позволяло передавать разные гласные и согласные звуки. Отдельно вокодер отслеживал высоту основного тона, с помощью которой передавалась интонация говорящего. Дальше эти отдельные полосы кодировались и их можно было суммировать с ключом шифрования, то есть зашифровывать.

На приемном конце линии АИР производил обратную процедуру. По разговору можно было понять смысл сказанного, но по интонации было сложно опознать собеседника.
Качество такой речи оставляло желать лучшего.

Было решено сузить круг возможных абонентов и добиться максимальной разборчивости их речи. Поскольку основными пользователями линий правительственной связи были мужчины, то именно мужские голоса были выбраны для работы. В результате, финальный вариант аппаратуры под кодовым названием М-803-5 позволял разобрать 80% слов, произнесенных мужчинами, и только 20%, сказанных женщинами.

Еще одним критерием для оценки структуры речи были интонации, с которыми абоненты произносили отдельные слова. Московский «акающий» диалект был выбран в качестве основного.

Диски или лента

Другой проблемой стал поиск устройства шифрования для секретного телефона. В конце 1940-х существовало две принципиальные конструкции шифровальных машин — ленточная и дисковая, и обе они работали только с текстом. В ленточных машинах использовались одноразовые случайные ключи, записанные на перфоленту — такой шифр невозможно взломать до сих пор. В дисковых — ключ генерировался «на ходу» с помощью вращения шифровальных дисков. Этот ключ можно было подобрать, зная правильные настройки машины: именно такой способ позволял читать сообщения, зашифрованные «Энигмой» — знаменитой шифровальной машиной германской армии времен Второй мировой войны.

Для секретного телефона не подходил ни один из этих вариантов. Перфолента просто рвалась на необходимой для шифрования звука скорости. А диски не давали должной стойкости шифрования. Поэтому инженеры лаборатории № 8 предложили комбинированную конструкцию. Ключ записывался на более прочную кинопленку 35 мм. А затем в дисковой машине дополнительно увеличивался объем ключа, который в режиме реального времени позволял гарантированно зашифровать разговор.

Успех лаборатории и конец шарашки

В 1952 году аппаратура М-803-5 прошла ряд испытаний и была запущена в производство. Заключенных постепенно перевели на другие «объекты», а на месте Марфинской шарашки появился научно-исследовательский институт автоматики, который продолжил разработку аппаратуры секретной телефонии.