На момент начала Великой Отечественной войны в НКВД использовали схему одноразовых блокнотов, получившую название шифр Вернама (эту же систему впоследствии буду применять и в КГБ). Она была сложна, но для ее работы не требовалось никакого специального оборудования. Шифр создавался при помощи одноразовых ключей, напечатанных на пронумерованных листах блокнота. Идея, лежавшая в основе этой системы, заключалась в том, что противник никогда не сможет прочитать сообщение, зашифрованное при помощи случайных комбинаций ключей, которые больше никогда не будут применены. Агент, находящийся на задании, зашифровывал послание, используя заранее оговоренный метод. Переведя буквы алфавита в числа, разведчик далее проводил операции с числами открытого текста и цифрами из ключа, напечатанного на листе бумаги (иногда такие листы были очень маленькими). В итоге получалась полнейшая неразбериха, а значит, при перехвате шифротекста никто не смог бы выявить закономерностей, примененных при шифровании. Более того, в криптограмме отсутствовали слова, что не позволяло дешифровщикам выявить самые часто употребляемые термины или гласные буквы. Шифр Вернама не поддается криптоанализу, если им правильно пользоваться.

Также работу над взломом этой системы осложняло то, что по старой шпионской традиции после шифрования или дешифровки сообщения агент уничтожал лист с одноразовым ключом, сжигая его или проглатывая. Для работы с этой схемой нужны были лишь карандаш и лист бумаги, поэтому скрывать свою деятельность было достаточно легко. Советские разведчики, равно как и британские диверсанты из УСО, прятали записки с ключами в ничем не примечательных книгах. Также говорят, что некоторые одноразовые листы были так малы, что их приклеивали к стенкам ореховой скорлупы (правда, тогда понадобилось бы хорошее увеличительное стекло, чтобы с ними работать).

Итак, на протяжении войны эта эффективная шифровальная система была надежной опорой для советских разведчиков, работавших в разных уголках мира, от Португалии до Китая. В 1941 г. советские власти предложили своим союзникам прекратить попытки взлома шифров единомышленников. Однако в Соединенных Штатах были люди, считавшие, что дружба СССР и Запада продлится недолго. Поэтому США не только оказывали посильную поддержку Советском Союзу, но и формировали небольшие команды криптографов, тщательно изучавших перехваченные советские шифры.

Однако кремлевское руководство, возглавляемое Иосифом Сталиным, скептически относилось к деятельности дешифровщиков. Когда перед взором вождя оказались расшифрованные данные о планах вторжения нацистов, он им не поверил. Тем не менее в 1941 г. немецкая военная машина катком прошлась по территории западных областей СССР и вышла к Москве. Как раз в это время советские шифры и стали уязвимы. Уверенное продвижение безжалостного противника по территории Советского Союза сопровождалось сожжением деревень, уничтожением десятков тысяч солдат Красной армии и мирных жителей. Такое сильное давление врага сказалось на жизни страны, в том числе и на работе предприятий военно-промышленного комплекса, занимавшихся изготовлением одноразовых блокнотов. В то время их производство по своей важности было сопоставимо с выпуском денежных купюр – на секретных заводах происходило заполнение шифровальных книжек случайными комбинациями ключей и пометка страниц специальными серийными номерами. По выходе с фабрик блокноты передавались курьерам и дипломатическим работникам, доставлявшим их в разные части света. Однако война сделала невозможным производство уникальных пар (по одному на отправителя и получателя сообщений) одноразовых шифроблокнотов – пришлось увеличить тираж за счет создания множества одинаковых экземпляров.

Как только британские и американские криптографы обнаружили в тайно приобретенных шифровальных книжках повторяющиеся комбинации ключей, они поняли, что перед ними открылась возможность взлома советских шифров. И в 1943 г. американские специалисты все-таки не устояли перед соблазном раскрыть тайные действия и планы руководства СССР. Посчитав эти сведения слишком важными, чтобы их упускать, американское правительство начало проект «Венона», который просуществовал несколько десятилетий. Криптоанализ тайных донесений советских разведчиков будет иметь ряд очень важных последствий: благодаря ему удастся раскрыть шпионов и пошатнуть основы некоторых государств. И при этом сам факт того, что американцам известны секреты советских шифров, держался в строжайшем секрете.

У истоков проекта «Венона» стояла 23-летняя учительница математики из города Роуз-Хилл, штат Вирджиния. Узнав, о вступлении США во Вторую мировую войну, юная Джил Грабил сразу же начала думать, как помочь стране в столь трудный час. Благодаря знакомому офицеру армии, которому она, случайно встретив его на почте, рассказала о своих намерениях, ее завербовали в дешифровщики и отправили в Вашингтон для обучения. Ее отцу сказали только, что «она просто перекладывает бумажки»: то, чем занималась девушка, держалось в строжайшем секрете. На самом же деле после подготовки Джил отправили в Вирджинию, в учреждение под названием Арлингтон-Холл. Это был американский аналог Блетчли-парка, но раньше там находилась школа для девочек. Поэтому работавшие там девушки, завербованные бывшей учительницей, не вызывали никаких подозрений: их и самих можно было принять за учительниц.

Покинув тихую родительскую ферму, Джил Грабил оказалась в эпицентре тайной войны. Учиться ей пришлось недолго: как и многие другие новобранцы, завербованные для этой работы, она без труда вникла во все математические тонкости криптографии. Оставалось только довести приобретенные навыки до совершенства в процессе работы над настоящими шифрами.

Просторные школьные классы были заполнены группками дешифровщиков. Большинство из них работало над японскими шифрами. Однако руководитель Арлингтон-Холла полковник Кларк Картер имел крайне пессимистичный взгляд на возможность послевоенного сотрудничества СССР и США и поэтому считал жизненно необходимым научиться взламывать советские шифры. Заняться этим он поручил Джил Грабил. Она собрала вокруг себя команду даровитых девушек, с энтузиазмом взявшихся за дело, которое для многих стало бы кошмарным испытанием. Блокноты с одноразовыми ключами поступали из разных секретных источников. Долгое время советская система шифрования и вправду казалась неуязвимой. Однако работа Мэри Джо Даннинг, другой блестящей сотрудницы Арлингтон-Холла, показала обратное. При помощи табулятора от IBM она провела анализ нескольких сообщений, в ходе которого были обнаружены признаки того, что принято называть «глубиной», – намеки на использование определенного шаблона. По сути, машинный анализ продемонстрировал, что некоторые ключи из одноразовых блокнотов применялись больше одного раза.

За этим открытием последовал немыслимый мозговой штурм, в котором принимали участие лучшие умы Арлингтон-Холла. Среди работавших там девушек было несколько лингвистов, которые были рады применить свои познания в русском языке, а также множество выдающихся криптографов, уже занимавшихся изучением природы тысяч советских сообщений, зашифрованных при помощи одноразовых шифроблокнотов. Машина от IBM обнаружила золото, за которое стоило бороться, но она не могла его добыть сама – это была задача для человеческих умов. Для этого и был необходим интеллект молодых криптографов, которые в свободное время, оторвавшись от крохотных обрывков зашифрованных сообщений, играли в бридж или гуляли в лесу, как самые обычные студенты.