SIGSALY (cunoscut și ca X System, Project X, Ciphony I și Green Hornet) a fost un sistem de vorbire sigur folosit în timpul celui de -al Doilea Război Mondial pentru comunicații la nivel înalt.
SIGSALY a devenit unul dintre primele sisteme care a folosit o serie de concepte de comunicare digitală, inclusiv prima transmisie vocală folosind modularea codului de impulsuri . [unu]
Cuvântul SIGSALY nu este un acronim . O parte a cuvântului - SIG era comună în numele corpurilor de semnale ale armatei (de exemplu, SIGABA ). Prototipul a fost numit „Green Hornet ” după populara emisiune de radio „The Green Hornet”, pentru că pentru cineva care încearcă să asculte conversația, sună ca un hornet care bâzâie, amintește de o melodie dintr-o emisiune radio. [2]
Înainte de intrarea SUA în al Doilea Război Mondial, radioul transatlantic de înaltă frecvență a fost folosit pentru comunicațiile vocale între liderii americani și britanici . Sistemul analogic de protecție vocală utilizat atunci, numit „A-3”, asigura o protecție rezonabilă împotriva interceptărilor accidentale, dar era vulnerabil pentru oricine avea capacitatea de a-l descifra. Ineficiența acestui sistem a fost demonstrată de stația germană din Țările de Jos, care a interferat cu liniile de comunicație dintre aliați și a asistat cu urechea la comunicațiile acestora. [2]
Pentru a redresa situația, în 1936, Bell Telephone Laboratories (BTL) [1] [3] au început să studieze tehnica de conversie a semnalelor vocale în date digitale, care apoi puteau fi reconstruite (sau sintetizate) într-o voce inteligibilă. Se numea "vocoder" , prescurtare de la voice coder.[ ce? ] Cu toate acestea, angajații BTL au descoperit curând că sistemul nu oferă suficientă securitate pentru transmiterea datelor. BTL a început să dezvolte independent această tehnologie și la 15 iulie 1943, sistemul SIGSALY a fost oficial pus în funcțiune.
SIGSALY a devenit un sistem unic pentru timpul său, deoarece avea un număr mare de caracteristici noi. Cu toate acestea, având un set de funcții noi, a avut o serie de probleme corespunzătoare. Cea mai serioasă dintre acestea a fost generația cheie. Cheia trebuia să fie complet aleatorie și nu trebuia repetată, dar putea fi totuși replicată atât la capătul de expediere, cât și la cel de recepție al sistemului. Pentru a face acest lucru, SIGSALY a folosit producția de tuburi de vid cu redresor cu vapori de mercur mari (cu diametrul de patru inci, paisprezece inci) pentru a genera zgomot termic de bandă largă . Generarea de zgomot a fost necesară la fiecare douăzeci de milisecunde, ceea ce a redus durata sesiunii de comunicare, iar eșantioanele au fost cuantificate în șase niveluri de probabilitate egală. Informațiile de nivel au fost convertite în canale de ton cu comutare de frecvență (FSK) , care au putut fi apoi înregistrate pe înregistrările hard vinil fonograf ale zilei. [2]
Semnalul FSK a fost înregistrat pe înregistrări cu ceară de șaisprezece inci, care erau numite „maeștri” și erau standarde de cod. „Vrăjitorii” au fost folosiți pentru a crea doar trei intrări dintr-un anumit segment de generare a cheilor. Cheile au fost distribuite prin copierea și distribuirea înregistrărilor fonografice. Fiecare intrare a furnizat doar douăsprezece minute de cheie, plus câteva alte semnale funcționale care au fost necesare pentru ieșirea fără întreruperi a tastei. Mai târziu, a început să fie utilizată înregistrarea directă simultană a tastelor pe două discuri de acetat cu suport de aluminiu. Acest lucru a redus foarte mult timpul necesar pentru fiecare înregistrare și, de asemenea, a redus costul.
Sistemul necesita ca cheia să fie folosită în segmente de douăzeci de milisecunde. Prin urmare, este necesar ca fiecare intrare să fie menținută sincronizată la fiecare câteva milisecunde de perioade lungi de timp. Deoarece erau doar douăsprezece minute de cheie într-o înregistrare, fiecare terminal avea nevoie de două suporturi de plată de transmisie și două de recepție. A existat însă o problemă de funcționare sincronă a dispozitivului [2] .
Nu existau semnale sincrone transmise de la un terminal la altul. Fiecare terminal era autonom, dependent de propriul ceas intern, raportat la standardul național de timp. Înainte de lansare, înregistrarea sunetului fonografului a fost indexată la primul canal al înregistrării. Acest proces a constat în ascultarea ieșirii pickup-ului în timp ce acesta aluneca de-a lungul marginii discului pentru a determina când a lovit primul canal. Acest lucru a fost mai ușor de făcut cu înregistrările originale originale decât cu copiile mai moi din acetat.
Exista și o alternativă mecanică la o cheie scrisă. Aceasta se numește cheia alternativă sau AK. Subsistemul AK a constat dintr-un număr mare de comutatoare trepte, relee și alte dispozitive. El a început procesul de derivare a cheilor cu un dispozitiv rotativ, de obicei asociat cu sistemele de criptare prin teletip . Era un sistem foarte complex și relativ nesigur, care necesita o atenție constantă. A existat, de asemenea, o diferență interesantă în performanța sistemului între utilizarea cheii scrise și a subsistemului AC: atunci când sistemul folosea cheia scrisă și pierdea sincronizarea, a existat aproape întotdeauna o pierdere bruscă și completă a capacității sistemului. Când sistemul AK a început să se degradeze, de obicei o făcea în pași mici, ceea ce făcea să sară sunetul [2] .
Fiecare instalație a fost unică și diferită de restul. Era format din playere de fonograf care redau o cheie criptografică. Osciloscopul din centrul spatelui echipamentului a avut multe utilizări, dar, alături de receptorul RF RF, a fost instrumentul principal în procesul de asigurare a conformității standardului de sistem local cu semnalele de timp internaționale. Greutatea aproximativă a terminalului a fost de 55 de tone.
Sistemul a avut instalații în Statele Unite , Londra , Paris , Africa de Nord, Hawaii , Guam , Manila și Australia . Sistemele au fost, de asemenea, desfășurate după încheierea războiului în alte locații, inclusiv Berlin , Frankfurt și Tokyo .
Echipamentul a necesitat îngrijire profesională și meticuloasă, astfel încât membrii Serviciului 805 de Suport de Semnal al Corpului de Trupe SUA au fost desemnați să lucreze cu el. La școala BTL au fost organizate instruiri speciale și membrii 805 au fost trimiși în toate locațiile SIGSALY. Era format din optzeci și unu de ofițeri și două sute șaptezeci și cinci de înrolați. Ofițerii erau în mare parte locotenenți și căpitani, în timp ce soldații erau sergenți tehnici și șefi. Această companie specială a avut cea mai mare medie dintre toate companiile din al Doilea Război Mondial. Membrii lui 805 au avut o sarcină dificilă. Pe lângă cerințele de securitate specială, ei au trebuit să facă față complexității tehnologiei. Au fost folosite specificațiile Western Electric Company și au fost menținute înregistrări zilnice impecabile. Echipamentul a funcționat de obicei aproximativ opt ore pe zi, restul de șaisprezece fiind dedicate întreținerii. Un număr mare de tuburi de vid au necesitat o verificare constantă. Programele de întreținere au fost adaptate cu experiența membrilor echipei pentru a evita astfel de probleme, dar întreținerea a rămas o provocare. Sursele de alimentare au fost elemente critice în sistem și au fost ajustate folosind un sistem standard de celule și galvanometre la o precizie probabilă de o zecime de volți la o sută cincizeci de volți. Zeci de surse de alimentare au fost ajustate zilnic. Lanțurile de nouăzeci și șase de trepte aveau nevoie și de reglaj zilnic.
Capacitatea de a utiliza comunicarea vocală cu adevărat sigură la niveluri organizaționale înalte a fost de mare avantaj pentru Aliați în desfășurarea războiului și în acțiunile critice care au urmat. SIGSALY nu numai că a fost un sistem de voce securizat de mare succes, dar a oferit un punct de sprijin în lumea comunicațiilor digitale. Capul de pod creat a fost un pas important în înlocuirea dispozitivelor analogice tradiționale cu cele digitale.
SIGSALY a fost un sistem foarte complex, atât criptografic cât și fizic. Datorită ei, pentru prima dată au fost produse [2] :
1. Prima implementare a telefoniei criptate
2. Prima transmisie cuantificată a vorbirii
3. Prima transmisie vocală utilizând modularea codului de impulsuri (PCM)
4. Prima utilizare a PCM compus
5. Primele exemple de tasare cu deplasare a frecvenței pe mai multe niveluri (FSK)
6. Prima implementare utilă a comprimării lățimii de bandă a vorbirii
7. Prima utilizare a FSK - FDM (Frequency Shift Multiplexing) ca o metodă viabilă de transmisie mediu cu fading
8. Prima utilizare a unui „șablon de ochi” pe mai multe niveluri pentru a ajusta intervalele de eșantionare (o tehnică de instrumentare nouă și importantă)
SIGSALY a fost introdus în romanul [4] Cryptonomicon ( 1999) de Neil Stevenson , într- o conversație între personajul fictiv Lawrence Waterhouse și personajul istoric Alan Turing .
Sistemul a fost prezentat și în seria de documentare a lui Jeremy Clarkson Inventions That Changed the World.