SIGSALY était un système de cryptage de la parole numérique, développé par Bell Telephone Laboratories (BTL, USA) en 1941-1942 et publié par Western Electric (New York, USA) en 1943. Le système a été mis en service en avril 1943 et a été utilisé pendant la Seconde Guerre mondiale jusqu'en 1944. SIGSALY a servi à des négociations confidentielles au plus haut niveau de l'État, entre le Premier ministre britannique Winston Churchill et le président américain Roosevelt. Le système a fonctionné sur la base du chiffrement Vernam (OTP). Connu sous divers noms de code, dont The Green Hornet.
Bell Telephone Laboratories (BTL) est une société de recherche américaine fondée en 1925. Au départ, c'était une combinaison de laboratoires de recherche électriques occidentaux et du département d'ingénierie de l'American Telephone and Telegraph Company (AT&T). Au cours de son histoire, l'entreprise a connu plusieurs noms: Bell Laboratory, Bell Telephone Laboratories, Bell Telephone Labs, Bell Labs, AT&T Bell Laboratories AT&T Bell Labs, Lucent Technologies, Bell Labs Innovations. En ce moment, Nokia Bell Labs.
BTL a de nombreuses inventions et développements importants: la radioastronomie, un transistor, un laser, une cellule photovoltaïque, un appareil à couplage de charge (CCD, Charge-Coupled Device), les premières versions du système d'exploitation UNIX et les langages de programmation C et C ++. Pendant les années de guerre, le Laboratoire Bell a développé le système téléphonique SIGSALY incassable pour transmettre des messages entre les forces alliées.
SIGSALY a mis en œuvre un certain nombre de concepts de communication numérique innovants, dont la première modulation par impulsions codées (PCM), qui est utilisée pour numériser des signaux analogiques.
Le système SIGSALY comprenait plus de 30 racks d'équipements, 4 mécanismes de rotation des disques (deux de chaque côté). Le système pesait 50 tonnes et un tel colosse consommait 30 kW. En 1943, le coût d'un tel terminal était de 1 million de dollars américains. Au total, 12 terminaux SIGSALY ont été installés dans le monde, le premier système du Pentagone.
Le deuxième système a été installé à Londres, au sous-sol du grand magasin londonien Selfridges sur la célèbre Oxford Street. Un autre système fonctionnait sur un navire qui sillonnait l'océan sous le commandement du général Douglas MacArthur (pendant les campagnes du Pacifique). Bien que MacArthur ait été tourmenté par des doutes sur la fiabilité du secret des conversations téléphoniques, il a préféré utiliser l'équipement d'impression typographique SYGTOT avec un cryptage préliminaire des informations. Après l'installation, les systèmes ont été entretenus par des membres spécialement formés et fiables de la société de communication 805 des forces armées américaines. Entre 1943 et 1946, plus de 3 000 appels téléphoniques au plus haut niveau de l'État ont été passés par 12 terminaux de travail SIGSALY.
SIGSALY a fourni une communication vocale en duplex intégral sur des canaux radio haute fréquence (HF) dans la bande HF. Chaque moitié du canal utilisait 12 canaux distincts de données ou fréquences porteuses, des protocoles de transfert de données MFSK (Multi-Shift Frequency Keying) ont été utilisés, ces protocoles n'avaient aucune limitation sur la plage de communication et étaient résistants aux interférences survenant sur les bandes HF basse fréquence.
La parole humaine n'a été analysée que 50 fois / seconde, divisée en composants toutes les 20 ms, puis codée et envoyée outre-Atlantique. Côté réception, les données ont été décodées, restaurées, après quoi le discours d'origine a été reproduit.
En raison du faible taux de transfert de données (aujourd'hui comparable à 1 500 bauds), il était difficile de reconnaître une personne par la voix à l'autre bout. Plus tard, la technologie a été améliorée, d'autres algorithmes de codage de la parole sont apparus, tels que LPC-10, CELP et MRELP (par exemple, dans les équipements STU-I).
Une fois le système prêt, les développeurs de BTL ont passé le reste de la guerre à travailler sur le successeur SIGSALY, connu sous le nom de Junior X ou AN / GSQ-3. Junior X était prévu comme une version mobile et n'occupait «que» six racks, il pouvait être installé dans une camionnette mobile, mais le projet n'a jamais été achevé à temps et n'a donc pas été utilisé. Après la guerre, le système SIGSALY a été mis hors service, partiellement détruit, y compris la documentation, les racks ont été jetés par-dessus bord en 1946.
Mécanismes de rotation des disques
Le système SIGSALY a utilisé un schéma de codage cryptographique indestructible basé sur ce qu'on appelle OTP (One-Time Pad / one-time pad)
Le principe d'un tel schéma était le suivant: la voix humaine a été initialement numérisée, puis mélangée à un élément d'un flux de clés généré au hasard auparavant. Lorsqu'il est utilisé correctement, un tel système peut être incassable. La principale exigence est que les deux parties doivent avoir suffisamment de matériel clé.
Dans le système SIGSALY, un flux de clés aléatoires a été enregistré sur des disques de chiffrement. Seules deux copies des dossiers ont été faites, une copie a été envoyée par courrier spécial à l'autre bout de la ligne. Étant donné que chaque disque ne pouvait contenir que 12 minutes de matériel clé, respectivement, pour de longues conversations, plus d'un disque de ce type et la distribution correcte du matériel clé étaient nécessaires.
En plus du problème de distribution clé, il y avait une autre difficulté - la synchronisation. Aux deux extrémités de la ligne radio, non seulement des disques de chiffrement identiques devaient être installés, mais ils devaient également fonctionner avec la même vitesse de rotation pour assurer la synchronisation de la génération des séquences de touches.
Comme mentionné précédemment, le dossier contenait 12 minutes de matériel clé, deux lecteurs de chiffrement synchronisés ont été utilisés, le second était une réplique du premier. SIGSALY étant un système full-duplex, chaque terminal avait quatre joueurs: deux émetteurs et deux récepteurs. Disques vinyles initialement utilisés (1943). Ils portaient le nom de code SIGGRUV. Ils ont ensuite été remplacés par des plaques d'aluminium avec une fine couche de vernis acétate, nommé SIGJINGS.
Ces plaques avec des enregistrements SIGGRUV et SIGJINGS sont appelées enregistrements OTP ou enregistrements uniques (OTR). Après utilisation, ces enregistrements ont été immédiatement détruits, de sorte que l'ennemi ne pourrait jamais décrypter aucune partie de la conversation secrète.
Système SIGSALY à Washington
Le premier terminal SIGSALY est installé au Pentagone (Washington, USA), nouveau siège du département américain de la Défense, dont la construction est achevée en janvier 1943. Il était initialement prévu de placer la voiture à la Maison Blanche, mais en raison de sa taille, cette idée a été rejetée. Au lieu de cela, le Pentagone est devenu le domicile de SIGSALY et une ligne de communication supplémentaire a été établie vers la résidence du président. Après l'installation, 805 entreprises de communication des forces armées américaines ont pris en charge la maintenance technique. Les membres de l'entreprise ont été sélectionnés et ont reçu une formation spéciale du personnel de BTL dans une école spéciale de New York créée à cet effet. En 1944, en plus de 805 entreprises, l'école elle-même a été transférée au Pentagone. 193 agents formés à l'utilisation de SIGSALY. La compagnie 805 comptait 356 personnes: 81 officiers et 275 militaires, divisés en 12 unités. Chaque détachement comptait 5 officiers et 10 militaires. Ils ont suivi le système 24/7.
Système SIGSALY à Londres
Au Royaume-Uni, le système SIGSALY était situé dans le sous-sol SWOD du grand magasin Selfridges à Oxford Street, à Londres. La première conférence a eu lieu le 15 juillet 1943, le Premier ministre britannique Winston Churchill était parmi les utilisateurs de cette machine.
L'image ci-dessus montre le bâtiment principal du grand magasin Selfridges sur Oxford Street (1929) dix ans avant le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale. À cette époque, le bâtiment Selfridges avait un sous-sol connu sous le nom de SWOD; il a été nommé d'après les quatre routes qui l'entouraient: Somerset, Wigmore, Orchard et Duke (les trois dernières rues existent toujours). Ce sous-sol avait donc son propre sous-sol à 60 mètres sous terre. En 1942, après l'entrée des États-Unis dans la Seconde Guerre mondiale, le sous-sol SWOD a été utilisé par l'armée américaine, car c'était un abri anti-bombes sûr. Ici, ils détenaient une ligne de communication sécurisée et, en avril 1943, ils installèrent le terminal SIGSALY. Les premières négociations entre les deux pays concernaient probablement l'invasion alliée de la Sicile et l'imminente invasion italienne.
La carte ci-dessus montre que le sous-sol de Selfridges était proche de l'ambassade américaine. Aujourd'hui encore, des rumeurs circulent autour d'un tunnel entre deux objets. Initialement, afin d'utiliser SIGSALY pour une conversation en toute sécurité avec le président américain, vous deviez vous rendre à Selfridges, puis le système a été connecté via des lignes prolongées à l'ambassade américaine, au bureau du Premier ministre britannique Winston Churchill sur Downing Street, au bunker. Churchill pourrait, si nécessaire, contacter le président des États-Unis à tout moment, de jour comme de nuit.
Lignes d'extension
En raison de sa taille, le système SIGSALY, en règle générale, n'était pas installé dans le bureau, mais était généralement situé dans de grandes pièces à proximité. Les bureaux, à leur tour, étaient connectés au terminal SIGSALY via des lignes prolongées sécurisées spéciales appelées OPEPS.
OPEPS pour le système de confidentialité de l'extension courte hors site. À Washington, deux lignes OPEPS ont été tracées du Pentagone à la Maison Blanche et au Naval Building des États-Unis. À Londres, il y avait trois lignes de ce type: l’une vers l’ambassade des États-Unis, l’autre vers le bureau du Premier ministre britannique Winston Churchill sur Downing Street et la troisième vers le bunker (cabinet militaire de Churchill / Cabinet War Rooms).
Étant donné que ces lignes prolongées passaient le «trafic top secret» à un niveau élevé de l'État, diverses mesures de sécurité ont dû être appliquées pour les protéger des écoutes téléphoniques et des interférences externes. Les câbles et les connexions entre SIGSALY et ses lignes prolongées ont été protégés par l'utilisation de gaz et de micro-interrupteurs. Toute intervention a entraîné une baisse de la pression du gaz, ce qui a déclenché une alarme. Avec la moindre interférence, un déséquilibre est apparu sur la ligne, provoquant une forte interférence de bruit, l'utilisateur a entendu du bruit et s'est rendu compte que la ligne n'était pas sûre à ce moment.
Ne confondez pas OPEPS avec le système SIGSALY, les lignes reliant le système au Secraphone - connu sous le nom de brouilleur. Bien que les deux téléphones se ressemblent et servent à des fins similaires, Secraphone n'est pas aussi sûr et sécurisé. Il a été utilisé pour se protéger contre les écoutes accidentelles, par exemple par un opérateur de central téléphonique, mais pas contre les écoutes téléphoniques professionnelles. Un synonyme en est la confidentialité, mais pas le secret.
Secraphone
Un peu d'histoire
Au début de la Seconde Guerre mondiale, l'armée américaine a utilisé le brouilleur vocal A-3, développé par Western Electric pour les négociations au niveau de l'État. Le brouilleur A-3 a été utilisé par les deux parties pendant la guerre, même s'il était connu qu'il n'avait pas une mesure suffisante de fiabilité et de sécurité, les informations pouvaient facilement être interceptées et fissurées à l'aide de moyens simples, tels qu'un oscilloscope conventionnel. Le fait est resté et la question de la création d'une connexion sécurisée a atteint son apogée. Déjà en octobre 1940, les Bell Telephone Laboratories (BTL) ont commencé à développer un système de téléphonie vocale transatlantique incassable appelé Project X.
Chez Bell, l'étude a été réalisée par deux équipes: l'une a mené des recherches fondamentales et la seconde s'est employée à résoudre les problèmes pratiques de conception, de construction et d'enseignement. Au cours de la recherche, les travaux de Peterson et Dudley sur l'invention et le principe de fonctionnement du vocodeur ont été pris comme base.
Le Vocoder Dudley, surnommé Voder 3, a été présenté par BTL à l'Exposition universelle de New York en 1939, et la société a montré comment le chemin vocal est modélisé par un filtre de mise en forme en analysant le signal vocal. Le vocodeur a compressé les bandes de fréquences du signal vocal transmis 10: 1. L'appareil a déterminé les paramètres de base du signal, les a codés et a transmis le signal radio via des canaux à ondes courtes. Un tel système de cryptage numérique est similaire à celui développé par Gilbert Wernham.
Mais avant qu'un système téléphonique transatlantique sûr et sécurisé ne voie le monde, il fallait résoudre de nombreux problèmes techniques et mathématiques. De nombreux tests et expériences ont été réalisés, à la suite desquels il a été décidé de combiner les principes du vocodeur et du dispositif de cryptage des informations alphanumériques. Le spectre de fréquences (150 Hz - 2950 Hz) a été divisé en 10 canaux, chacun étant numérisé.
Au cours du développement du système et de la résolution de ses problèmes, de nombreuses découvertes et inventions ont été faites, un nombre considérable de brevets (secrets) ont été déposés, certains d'entre eux étant restés sous la rubrique «secret» pendant 35 ans.
À la fin de 1941, les conceptions des différentes parties du système étaient plus ou moins prêtes, des maquettes ont été créées. L'étape suivante - la création du prototype - a repris le groupe de recherche AM Curtis. Le système a été assemblé au 12e étage du bâtiment Graybar-Varick à New York.
Graybar-Varick, New YorkEn fait, Western Electric (WE) était engagée dans la production de machines. Les ingénieurs de BTL ont utilisé des pièces de rechange standard de WE dans la conception du système, qui étaient facilement accessibles, et non des pièces «conçues d'origine» pour la machine. Pour cette raison, les dimensions du système ont augmenté, mais cela a considérablement réduit le temps de fabrication.
Le système comprenait 12 canaux de données parallèles. En mars 1942, le canal de données a été testé à l'aide d'une commande de niveau de signal, telle une imitation de radio transatlantique. En avril 1942, après la réussite des tests, ils ont créé les canaux restants. Le modèle expérimental du système a été achevé à la fin de l'été 1942.
En novembre de la même année, le système a été testé pour la première fois sur une radio transatlantique, puis le système a été réglé et amélioré.
Le prototype a été surnommé The Green Hornet, en l'honneur de la radio populaire des années 1930 du même nom. La mélodie du spectacle ressemblait à un son bourdonnant, rappelant le son lors de la transmission de signaux codés.
Il convient de souligner que tous les travaux ont été lancés par BTL, bien que le Comité national de recherche sur la défense et le Corps des forces de communication soient au courant de ces travaux, ils étaient intéressés par ce programme dès 1942. Après l'achèvement du modèle expérimental, le Corps of Communications Troops a parrainé le développement de plusieurs terminaux. A partir de ce moment, le projet a commencé à porter le nom de code SIGSALY.
Après avoir terminé et testé certaines parties individuelles du système Western Electric, elles ont été envoyées à la salle L30 sur West Street, l'ancien laboratoire de cinéma sonore, où elles ont été assemblées en un seul système. Les travaux sur le premier système furent achevés le 1er avril 1943, et bientôt le deuxième système fut prêt, ce qui permit le premier vrai test.
Fin avril 1943, les premiers terminaux sont installés à Washington (Pentagone), Londres et l'Afrique du Nord. Au milieu de l'été, des systèmes sont apparus dans d'autres pays du monde.
L'installation officielle et la date de début de SIGSALY sont le 15 juillet 1943, peu de temps après l'invasion de la Sicile. Ce jour-là, lors d'une réunion à l'occasion du lancement de voitures dans le Pentagone, étaient présents le lieutenant-général T. McNarney, président de BTL, le lieutenant-général Bregon Somerwell.
Dans le même temps, une réunion à Londres a été suivie par le lieutenant-général de l'armée américaine JL Devers, le major-général IH Edwards et d'autres. Oliver Buckley, président de BTL, a prononcé un bref discours aux participants.
Présentation du système SIGSALY. Description technique
L'ensemble du terminal SIGSALY comprenait plus de 30 racks. Environ la moitié de ces racks ont été utilisés pour le système récepteur, tandis que l'autre moitié a été utilisée pour le système émetteur.
L'organigramme simplifié ci-dessous montre le fonctionnement du système SIGSALY. À gauche se trouve un analyseur qui a converti la parole analogique en un signal numérique, après quoi le signal converti a été crypté et modulé en un émetteur. La clé de chiffrement a été créée sur une clé à usage unique (unique) ressemblant à un disque d'enregistrement de gramophone ordinaire, enregistrée sur des dispositifs d'enregistrement de disques de chiffrement. Une condition importante était la nécessité d'établir des disques de chiffrement identiques, pour assurer la même vitesse de rotation et de synchronisation de la génération des séquences de touches des deux côtés de la ligne radio. Par conséquent, il était nécessaire de synchroniser le temps d'activation des mécanismes de rotation du disque.
Il a été possible de synchroniser la rotation des disques dans les stations en utilisant les signaux de synchronisation transmis et l'ajustement de phase de la fréquence de rotation des disques par l'opérateur. Après avoir démodulé le signal entrant, il a été déchiffré et envoyé à un synthétiseur vocal, qui l'a converti en parole audio analogique. De chaque côté, le système disposait de deux mécanismes à disques rotatifs, au cas où le temps de parole dépasserait 12 minutes.
Vocoder
Un vocodeur est un dispositif permettant de modifier la parole humaine, en augmentant la capacité des canaux de transmission vocale (lignes téléphoniques) en réduisant la bande passante nécessaire. Dans l'analyse, le signal initial a été divisé sur le spectre (150 Hz - 2950 Hz) en 10 bandes de fréquences égales, dans chacune desquelles le changement d'amplitude a été surveillé. Un redresseur dit linéaire a été utilisé et un filtre passe-bas de 25 Hz a été utilisé pour atténuer les pulsations.
Un système distinct a été utilisé pour déterminer les signaux sonores (tels que a, e, o) ou non (tels que s, f, k).
En conséquence, 12 canaux de données basse fréquence ont été envoyés au terminal de réception pour synthétiser dans la parole humaine. , ( , ). — , .
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— Enigma, Bombe — SIGSALY. 1942 , Enigma (M4 ).
Enigma (M4)-, Telekrypton, Western Electric. Rockex.
Rockex, BTL, . BTL. , , SIGSALY , .
- , - ( 1943 ) (BRUSA). , Delilah, SIGSALY . Delilah , BTL, () SIGSALY.
Pour résumer
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