Перехват: секреты и тайны спецслужб США

В сочетании с уже известными сведениями, опубликованными ранее в виде рассказов-воспоминаний от непосредственных участников тех же событий в СССР и Великобритании, таинственная история TEMPEST обретает, наконец, хоть какую-то целостность и вкратце может быть изложена примерно в таком виде.

Первое свидетельство о внимании специалистов к компрометирующим побочным сигналам от аппаратуры, обрабатывающей информацию, относится к 1943 году. В годы Второй мировой войны для шифрования наиболее серьезных телеграфных коммуникаций американской армии и военного флота использовались так называемые «смесители», изготовлявшиеся компанией Bell Telephone. Суть этого конструктивно простого и в то же время криптографически очень сильного шифратора — прибавление к каждому знаку открытого текста, выдаваемого телетайпом, очередного знака с одноразовой шифрующей перфоленты ключа. Смешивая эти две «струи», такой шифратор-смеситель обеспечивает телеграмме абсолютную криптографическую защиту, если знаки с ключевой перфоленты случайны и равновероятны. Иначе говоря, у противника, сумевшего перехватить зашифрованное послание, нет никаких шансов аналитически восстановить открытый текст... Но это лишь в теории.

На практике же, когда один из таких смесителей тестировали в Bell Labs, инженер-исследователь случайно обратил внимание на интересный факт. Всякий раз, когда аппарат шифровал очередную букву, на осциллографе в другом конце лаборатории проскакивал характерный всплеск сигнала. Занявшись более тщательным изучением структуры этих всплесков, инженер с удивлением обнаружил, что может по их форме восстанавливать знаки открытого текста в том сообщении, которое зашифровывал смеситель.

Обеспокоенное руководство компании Bell рассказало военным о выявленной потенциальной угрозе в их оборудовании, однако в министерстве обороны к этой новости отнеслись крайне скептически. В мире бушевала война, и какие-то там слабенькие, регистрируемые лишь вблизи от шифратора электромагнитные сигналы в качестве реальной угрозы совершенно не воспринимались.

Но инженеры Bell настаивали на своем и вызвались доказать на практике серьезность проблемы. Для эксперимента было выбрано нью-йоркское здание, где располагался криптоцентр американской армии. Укромно расположившись в другом доме через улицу, примерно на расстоянии 30 м, инженеры записывали перехватываемые сигналы примерно в течение часа. После чего, затратив на анализ всего 3−4 часа (рекордное время даже для нынешних хайтек-технологий), сумели восстановить порядка 75% текстов из секретных посланий, передаваемых криптоцентром.

Столь внушительная демонстрация, ясное дело, произвела на военных начальников куда большее впечатление. Хоть и со скрипом, они все же согласились рассмотреть предлагаемые Bell меры по усилению защиты шифраторов от компрометирующих излучений. Но как только стало ясно, что в полевых условиях подобные модернизации невозможны, а каждый аппарат придется индивидуально возвращать изготовителю, от подобной идеи тут же отказались, решив ограничиться организационными мерами защиты. Типа бдительных осмотров местности вокруг криптоцентра в радиусе до 70 м... Ну а когда война закончилась и начались существенно иные сложности мирного времени, то о «мелкой» проблеме компрометирующих излучений в США на некоторое время просто забыли.

А вот в СССР, напротив, к 1945 году то же самое в идейном смысле направление добычи разведданных разрабатывалось спецслужбами очень активно. С существенно иной, правда, конкретной спецификой. Советское руководство тогда крайне интересовали не столько сигналы от шифраторов, сколько разговоры важных иностранцев за стенами дипломатических посольств в Москве. Для решения этой задачи гениальный изобретатель Лев Термен, в 1920-х годах создатель электронных музыкальных инструментов и телевидения, а в 1940-х заключенный тюрьмы-шарашки НКВД «Марфино» (увековеченной в романе Солженицына «В круге первом»), изобрел совершенно фантастическое подслушивающее устройство.

Это изделие представляло собой миниатюрный, диаметром примерно с карандаш, полый цилиндрик, оканчивающийся гибкой мембраной с закрепленным на ней коротким штырьком антенны — никакой электроники, ничего более вообще. Столь своеобразный «жучок» аккуратно встроили в роскошное, сработанное мастерами из ценных пород дерева панно, изображавшее герб США с белоголовым орлом, и при удобном торжественном случае через группу пионеров подарили этот шедевр американскому послу Авереллу Гарриману. Впечатленный подарком, тот повесил его над своим столом, а чекисты на много лет заполучили микрофон-передатчик, стабильно работающий непосредственно из рабочего кабинета американского посла в его постоянной московской резиденции Спасо-хаус.

Закладка работала чрезвычайно успешно и была повторена еще в нескольких посольствах. Вскоре Лев Термен усовершенствовал технологию своей системы, именовавшейся «Буран», что позволило вообще отказаться от внедрения резонаторов и подслушивать разговоры в помещениях по колебаниям оконных стекол, также модулировавших отражения направленных радиоволн. Впоследствии для этих же целей стали еще более эффективно использовать лазеры.

«Жучок» в деревянном панно пережил четырех американских послов и мог бы исправно работать еще хоть сто лет, но в 1952 году его выявил, случайно настроившись на волну передачи прослушки, один из работавших в Москве британских специалистов. Хотя и с большим трудом, сотрудникам ЦРУ удалось-таки отыскать закладку, однако для них осталось совершенно непонятным, как подобное изделие вообще могло работать — без источника питания, без проводов и без радиодеталей. За устройством, похожим на инопланетную технологию, как-то само собой закрепилось весьма характерное название The Thing, что в зависимости от конкретного контекста можно понимать как «вещь», «нечто», «штуковина» или даже «хреновина».

Разобраться в конструкции помогли все те же англичане. Питеру Райту (Peter Wright), ведущему научно-техническому сотруднику британской спецслужбы MI5, удалось восстановить принцип работы этой «штуковины». Чуть позже в MI5 стали делать реплику столь остроумного шпионского гаджета, который под названием SATYR использовался разведками Великобритании и США.

Примерно в то же время, в 1951 году, инженеры-исследователи ЦРУ повторно переоткрыли уже подзабытый эффект компрометирующих ЭМ-излучений от шифраторов и поделились своим открытием с военной радиоразведкой (спецслужбой-предшественницей АНБ). Поскольку на этот раз без особых проблем удалось восстановить открытый текст сообщения на расстоянии около полукилометра, последовали многочисленные эксперименты с феноменом в разных вариантах его проявления. В ходе этих опытов выяснилось, что компрометирующие побочные сигналы, причем весьма сильно, выдает практически любое оборудование, обрабатывающее информацию: телетайпы и телефоны, шифраторы и печатные машинки, множительная техника и факсимильные аппараты, не говоря уже о компьютерах.

О реальных успехах американских разведок на этом поприще по сию пору неизвестно практически ничего. А вот о нескольких очень удачных темпест-атаках англичан рассказал сам Питер Райт в своей мемуарной книге «Ловец шпионов», опубликованной в 1987 году в Австралии, несмотря на чрезвычайно энергичное сопротивление британских властей.

По свидетельству Райта, в 1956 году, в ходе одной из операций, носившей название Engulf, чувствительные микрофоны, тайно установленные в посольстве Египта в Лондоне, позволили англичанам по звукам механического шифратора Hagelin получить доступ к секретной дипломатической переписке арабов в период суэцкого кризиса. Другая, технически еще более изощренная операция Stockade была проведена против Франции. В 1960 году англичане вели переговоры о присоединении к Европейскому экономическому сообществу, и премьер-министр Макмиллан беспокоился, что французский президент де Голль, недовольный особыми отношениями Британии с США, заблокирует вхождение страны в Сообщество. Поэтому премьер попросил разведчиков выяснить позицию Франции на переговорах. Разведка попыталась вскрыть французский дипломатический шифр, но безуспешно. Однако Райт и его команда обратили внимание, что шифрованный трафик нес слабый вторичный сигнал, и сконструировали оборудование для восстановления этого сигнала. Оказалось, что это был открытый текст, который каким-то образом просачивался через шифратор в линию...

К 1964 году тесно сотрудничавшим спецслужбам Британии и США стало понятно, что и советская техническая разведка все эти годы отнюдь не стояла на месте. Предпринятая в тот период большая зачистка в здании американского посольства в Москве выявила не только свыше 40 микрофонов прослушки, но и множество новых технических приспособлений с неясными принципами работы. Например, непосредственно над зоной криптоцентра, где шифраторы обрабатывали секретную дипломатическую переписку Госдепартамента, была обнаружена здоровенная металлическая решетка, тщательно замурованная в бетон пола. В других помещениях обнаружились решетки поменьше — с проводами, которые уходили в стену и вели неведомо куда. А еще были найдены просто куски проводов, имевшие, однако, на конце ювелирно сработанную сеточку из микроскопически тонких проволочек толщиной с волос. Столь же загадочные находки то и дело обнаруживались в посольствах США в Праге, Будапеште и Варшаве.

Хотя, как можно видеть, к середине 1960-х годов темпест-операции спецслужб уже имели вполне зрелый характер и весьма внушительный размах, уровень секретности был таков, что широкая общественность ничего не ведала о побочных каналах компрометации до середины 1980-х. Затем произошло самостоятельное переоткрытие этих же принципов учеными и инженерами, никак не связанными с государственными тайнами. Причем теперь уже открытия сопровождались соответствующими публикациями результатов в общедоступных статьях и эффектными публичными демонстрациями «шпионских технологий», порою очень похожих на фокус или розыгрыш.

Первый важный результат был получен в 1985 году, когда голландский инженер-компьютерщик Вим ван Экк, занимавшийся медицинской техникой, в ходе экспериментов обнаружил, что с помощью телевизора, антенны и вручную настраиваемого генератора синхроимпульсов можно дистанционно восстанавливать изображение другого видеодисплея — даже если тот работает в другом здании. Статья ван Экка в журнале Computers & Security и эффектная пятиминутная демонстрация его «шпионской» техники по телевидению, в передаче Би-Би-Си «Мир завтрашнего дня», имели весьма большой резонанс в мире ученых и инженеров. За несколько лет открытым академическим сообществом были переобнаружены практически все основные каналы побочных утечек информации — как электромагнитные (особенно от соединительных кабелей), так и акустические (например, от звуков нажимаемых кнопок клавиатуры).

Пытливые исследователи в университетских лабораториях самостоятельно открыли и новые, весьма оригинальные каналы утечек. Так, работающий в Кембридже немецкий ученый Маркус Кун в 2002 году продемонстрировал, что в принципе имеется возможность восстанавливать картинку на экране телевизора или компьютерного монитора по одному лишь мерцанию света в комнате — с расстояния в несколько сотен метров. Куну для этого потребовались хорошая оптическая труба, качественный светочувствительный датчик и доскональное понимание тонкостей работы электронно-лучевых трубок.

Примерно тогда же американский исследователь Джо Локри показал, что с помощью приличной оптики и светового сенсора можно при расстоянии до 1,5 км снимать данные с мигающих лампочек-индикаторов компьютерного оборудования. Выяснилось, что в модемах, подключающих ПК к сети, мигание светодиода точно соответствует битам проходящей через компьютер информации.

Ныне тема побочных каналов утечки также нередко упоминается в связи с открытыми хакерами новыми методами компрометации смарткарт. В конце 1990-х годов было продемонстрировано, что через анализ флуктуаций в электропитании смарткартных процессоров можно извлекать из них криптоключи, защищающие наиболее важную информацию. Эта знаменитая работа американца Пола Кочера вдохновила целый ряд глубоких темпест-исследований в криптографическом сообществе, в результате чего было показано, в частности, что подобной атакой с помощью направленной радиоантенны можно дистанционно извлекать ключи из специализированных криптоакселераторов, которые в серверах компаний обеспечивают ускоренную обработку шифрованных финансовых транзакций с участием банковских кредитных карт...

Один из видных экспертов по безопасности в своих комментариях ко всем этим работам резонно отметил, что главным секретом «Темпеста», как и атомной бомбы, был сам факт возможности технологии. А когда этот факт становится общеизвестен, установить важнейшие каналы побочных утечек информации может любой грамотный инженер.