Сама технология ВЧ-связи без применения аппаратуры засекречивания могла защитить только от прямого прослушивания. А вот если к линии ВЧ-связи подключить самый простой детекторный приемник, то разговор можно было восстановить в первоначальном виде и осуществить прослушивание. Проблема была в том, что в интересах правительственной связи использовались линии и каналы, как правило, НКС, работники которого, имея необходимую техническую подготовленность и служебный доступ к этим линиям и каналам, могли осуществить прослушивание.

Впервые об уязвимости ВЧ-связи написал в своем рапорте от 8 августа 1936 года старший техник-инженер М. И. Ильинский на имя начальника ОПС И. Я. Воробьева. Основными источниками угроз были агентура иностранных спецслужб среди обслуживающего персонала и использование разных портативных и простых в обслуживании технических средств.

В документе, который был написан в феврале 1937 года, была фраза о том, что «разговоры могут подслушиваться (и слушаются) нашими работниками ВЧ, а им также полностью доверять нельзя». В первом пункте «Акта комиссии о проверке технического состояния Центральной станции правительственной ВЧ-связи» также отмечалось: «Существующее состояние ВЧ-связи не гарантирует секретность правительственных связей».

В 1938 году начальник ОПС И. Я. Воробьев в одном из рапортов отметил, что «спецсвязь НКС, которой пользуются абоненты Кремля, не обеспечивает никакую секретность разговоров, потому что эта связь предоставляется Кремлю в известные часы и разговор членов правительства проходит через ту же аппаратуру НКС, которая обслуживается техническим составом, обслуживающим и коммерческие разговоры». Поэтому в срочном порядке пришлось проложить специальный кабель, который соединил станцию ВЧ-связи с АТС Кремля.

Таким образом, с развитием сети правительственной междугородной связи все более актуальной становилась проблема создания собственной специальной аппаратуры (согласно терминологии того времени — оперативной техники) для обеспечения автоматического засекречивания речевого сигнала.

История создания такой аппаратуры началась еще на заре ХХ века. Так, в 1900 году датским инженером Вальдемаром Поульсеном (1869–1942) было предложено деление речевого сигнала на сегменты и передача их в обратном направлении (временная инверсия). В 1918 году шведско-финский инженер Эрик Магнус Кэмпбелл Тигерстедт (1887–1925) предложил также делить речь на временные сегменты и переставлять их во времени (временные перестановки).

В 1920 году русский ученый Михаил Александрович Бонч-Бруевич (1888–1940) усовершенствовал временную перестановку, введя кадровую структуру превращений (каждые N сегментов переставлялись по-своему). В 1922 году англичанин Хоу-Гольд для засекречивания радиотелефонной связи предложил применять синхронное изменение несущей частоты передатчика и настройки приемника.

Первые разработки аппаратов секретной телефонии в СССР относятся к 1927–1928 годам, когда в НИИС РККА были изготовлены для пограничной охраны и войск ОГПУ шесть аппаратов ГЭС разработки Н. Г. Суэтина и проведены работы, направленные на создание усовершенствованного секретного полевого телефона ГЭС-4.

Началом создания советской аппаратуры засекречивания стал 1930-й год, когда в НКПиТ начал работу Владимир Александрович Котельников (1908–2005). В 1931 году в этом наркомате под его руководством была создана научно-исследовательская группа в количестве 5–10 человек, которая начала разработку телефонной аппаратуры засекречивания для магистральной коротковолновой (далее — КВ) линии радиосвязи Москва — Хабаровск.

Поскольку сообщения, переданные по линии радиосвязи, легко могли быть перехвачены иностранной разведкой, В. А. Котельников в 1939 году предложил создать шифратор для засекречивания речевых сигналов. Это предложение имело важное государственное значение, поэтому для его реализации в ЦНИИС НКПиТ была организована специальная лаборатория.

Для повышения стойкости засекречивания речи В. А. Котельников предложил новую систему, основанную на квазислучайных (известных только получателю сообщения) перестановках временных отрезков речевого сигнала, переданного по телефонному каналу. Принятый сигнал подвергался обратной процедуре, в результате чего восстанавливался первоначальный порядок прохождения временных отрезков речевого сигнала, и он становился разборчивым.

В результате в 1939 году лабораторией В. А. Котельникова была создана уникальная многоканальная телефонно-телеграфная аппаратура радиосвязи, которая впервые использовала одну боковую полосу частот, и соответствующая аппаратура телефонного засекречивания. Эта аппаратура была установлена на Октябрьском передающем центре в Москве и введена в опытную эксплуатацию на линии радиосвязи Москва — Хабаровск. Эта магистраль явилась наибольшим достижением отечественной и мировой радиотехники того времени.

Поскольку потребность в аппаратуре засекречивания телефонных переговоров была очень большой (о состоянии работ неоднократно докладывалось наркомом внутренних дел руководству страны), органы госбезопасности считали возможным одновременно обратиться к зарубежным фирмам — производителям подобной аппаратуры. В то время отечественным специалистам уже были известны имеющиеся иностранные аналоги аппаратуры секретной телефонии, которая проектировалась в СССР.

Так, американская установка с однократным инвертированием частот использовалась в Московском радиотелефонном центре, а шифратор фирмы «Сименс» был в 1936 году испытан на магистрали Москва — Ленинград. Однако необходима была полная и достоверная информация по зарубежным шифраторам: рассматривалась возможность размещения заказов на разработку новой аппаратуры или приобретение готовой продукции.

20 марта 1937 года «Технопромимпорт» получил от НКВД «Заказ на закупку за рубежом аппаратуры секретной телефонии». Через «Технопромимпорт» и наркомат внешней торговли в начале 1937 года было опрошено более десятка европейских фирм, которые делали аппаратуру надтонального телефонирования, в том числе «Сименс» и «Лоренц» (Германия), «Бэлл Телефон» и «Аутоматик Электрик» (Бельгия), «Стандарт Телефон энд Кэблз» (Великобритания), «Хаслер» (Швейцария), а также «Эриксон» (Швеция). К запросам, как правило, добавлялись технические требования к аппаратуре: обеспечить защиту от дешифровки с помощью радиоприемника с дополнительными простыми устройствами.

Однако большинство фирм ответили на запрос прямым отказом. Некоторые затребовали за разработку шифраторов очень высокую цену (в пределах 40–45 тысяч долларов — в то время это была достаточно большая сумма). Среди некоторых приемлемых предложений заслуживал внимания только ответ английской фирмы «Стандарт Телефон энд Кэблз», чьи шифраторы могли быть использованы в качестве дополнительного оборудования на канале радиосвязи Москва — Хабаровск.

Поэтому актуальной была проблема создания собственной научно-технической базы в рамках ОО ГУГБ НКВД, которая позволила бы в кратчайшие сроки решить задачу оснащения ВЧ-станций оперативной техникой, т. е. аппаратурой засекречивания. В 1936 году в составе 13-го отделения ОО уже функционировала радиолаборатория, занимавшаяся разработкой специальной телеграфной, телефонной и радиоаппаратуры правительственной связи. Подобная лаборатория была также создана при ОО Управления госбезопасности НКВД по Ленинградской области.

В тот период в сфере секретной телефонии работали еще шесть организаций: ЦНИИС НКПиТ, НИИ связи и телемеханики НКВМФ, НИИ РККА НКО, НИИ-20 Наркомата электропромышленности (далее — НКЭП), а также комбинат имени Коминтерна и завод «Красная Заря». Однако численность этих подразделений тогда была небольшой: 5–10 человек. Наиболее активно работал и создавал образцы аппаратуры засекречивания инженерно-конструкторский персонал ЦНИИС НКПиТ и завода «Красная Заря».

Весной 1936 года, после того как сотрудники ОПС ознакомились с имеющимися материалами по аппаратуре засекречивания в СССР и за рубежом, был сделан вывод о необходимости и возможности проектирования и сборки двух полукомплектов аппаратуры, подобной аппаратуре надтонального телефонирования системы «Сименс» образца 1932 года.

Такие полукомплекты были изготовлены к середине июня 1936 года лабораторией ОПС и испытаны на линиях связи между разными пунктами Москвы. Однако в ходе испытаний вместе с явными достоинствами оборудования были обнаружены существенные недостатки технического характера (искажение речи, прослушивание рабочих частот, отсутствие сигнализации, невозможность контроля работы и проверки режима ламп и др.).

Главная же проблема заключалась в том, что лаборатория-изготовитель могла делать такую аппаратуру только в виде макетов. Был необходим принципиально новый подход к решению проблемы, поскольку в то время стало очевидно, что ВЧ-аппаратура (СМТ-34 и др.) не обеспечивала секретность переговоров по следующим причинам:

— разговоры легко прослушивались на междугородных станциях НКС при наличии специальной измерительной или ВЧ-аппаратуры;

— существовала возможность скрытого подключения на любом линейном контрольном пункте НКС или непосредственно к линии и контроля всех переговоров с помощью несложной аппаратуры (например, длинноволнового радиоприемника);

— была высокая вероятность приема разговоров на радиоприемник с антенн, расположенных вблизи междугородных линий, по которым организовывались каналы ВЧ-связи;

— были возможны переходы разговоров, которые велись по линиям НКВД, на линии НКС.

Приняв во внимание тот факт, что несколько организаций других наркоматов (обороны, связи, тяжелой промышленности) уже в течение трех-четырех лет занимались вопросами секретной телефонии, руководство ОПС к концу лета 1936 года пришло к выводу о необходимости срочного заказа на разработку и изготовление по определенным техническим условиям устройств засекречивания телефонных разговоров. Важнейшими из условий были возможность сопряжения с имеющейся ВЧ-аппаратурой и учета специфики эксплуатации станций правительственной связи.

В те времена единственным методом обеспечения достаточной маскировки речи при прямом прослушивании линейной передачи были следующие методы превращения речевого сигнала:

1. Инверсия всего спектра языка (аппарат получил название инвертора). При этом самые низкие частоты речи становились высокими, а высокие — наоборот. Все другие частоты перемещались относительно центра полосы спектра. В начале первого периода этот способ имел широкое применение у нас и немцев. Немецкие специалисты любовно называли его «наш маленький инвертор». Этот очень простой прибор обеспечивал маскировку разговора в линии, но противник мог, создав аналогичный прибор, восстановить «открытую» речь, подключившись к каналу связи.

2. Деление частотного спектра на ряд полос и перестановка их между собой, применяя независимую инверсию в отдельных полосах спектра. Если превращения были динамическими, т. е. изменялись во времени и определялись шифратором, то такая передача требовала дешифровки.

3. Временные превращения речевого сигнала: временные перестановки отдельных отрезков речи на заданном интервале времени, сдвиг отдельных частотных полос, изменение скорости воспроизведения речи.

4. Наложение помехи вне полосы речи с перестановкой частотных полос.

5. «Качание» несущей частоты передатчика — «воблинг» (англ. wobbling — колебание).

Одним из первых претендентов на получение заказа стала лаборатория отдела радиопередающих устройств комбината имени Коминтерна (Ленинград). Специалисты лаборатории в период с 1933-го по 1936 год разработали четыре типа аппаратуры:

1) установка с однократным переносом разговорных частот и «воблингом»;

2) малогабаритная переносная шифровальная установка, работавшая по принципу однократной инверсии;

3) СЭТ-2 — сложная система шифрования с делением разговорного спектра на три канала и «перемешиванием» полос по случайному закону с произвольной (в известных пределах) скоростью;

4) СУ-1 — установка с делением разговорного спектра на две части и переносом низшего канала с инверсией двух полос разговорных частот с произвольной скоростью.

Несмотря на то, что проекты комбината имени Коминтерна открыли путь отечественным исследованиям в этой сфере, их использование было признано нецелесообразным, главным образом из-за отсутствия на комбинате производственной базы для изготовления станционной телефонной аппаратуры.

Поэтому центром разработки и производства отечественной аппаратуры засекречивания был избран завод «Красная Заря», где предусматривалось создать специальную лабораторию. Там должны были спроектировать и к середине 1937 года изготовить первые образцы «секретки», то есть аппаратуры секретной телефонии. Одновременно с этим другие заводы наркомата тяжелой промышленности были обязаны за несколько месяцев обеспечить выпуск необходимых деталей (в частности, специальных купроксов).

В лаборатории планировалось создать:

— абонентскую конечную шифровальную установку;

— стационарную установку 1-й и 2-й очереди для станций ВЧ-связи;

— стационарную и переносную аппаратуру засекречивания телефонных разговоров по радиотелефонным линиям связи;

— специальную аппаратуру переносного типа для дешифровки перехваченных разговоров вероятного противника.

Абонентская установка предназначалась для установки вместо обычного телефонного аппарата у абонента, а в контексте технических условий для стационарной «секретки» отмечалось: «устройство засекречивания должно работать совместно с аппаратурой ВЧ-телефонирования типа СМТ-34, полностью быть приспособленным к условиям ее эксплуатации и подключаться как дополнительное устройство на противоположных станциях к полукомплектам ВЧ».

Аналогичными проблемами секретной телефонии занималась также Опытная радиолаборатория Управления НКВД по Ленинградской области, имевшая собственную научно-производственную базу. Работы в обеих лабораториях были развернуты уже зимой 1936 года, и уже к маю 1937 года, когда руководством НКВД были подготовлены официальные заказы и распоряжения, в радиолаборатории ленинградского Управления НКВД абонентская установка находилась в стадии конструирования лабораторного макета, а в лаборатории связи завода «Красная заря» был собран макет стационарного шифратора для одного конца линии. На заводе планировали завершить разработку инвертора и изготовить от двух до четырех комплектов оборудования не позже 1 июля 1937 года.

В докладной записке от 5 декабря 1936 года начальник ОО Управления НКВД по Ленинградской области Михаил Сергеевич Алехин (1902–1939) подчеркивал: «Для создания решительного поворота в технике необходима организация в Москве и Ленинграде групп, которые работают исключительно по наблюдению за научно-технической деятельностью в отраслях, которые интересуют нас. Без ответственных только за это дело людей, без использования всех достижений техники, которые проходят в настоящий момент мимо нас, без привлечения к этому делу молодых талантливых сил поворота в сторону прогресса не добиться».

С 14 июля 1937 года на линии ВЧ-связи Москва — Ленинград начались испытания двух оконечных полукомплектов переносной установки засекречивания, созданной ленинградским Управлением НКВД. В течение нескольких дней они были завершены и на той же линии испытаны макеты аппаратуры маскирующего действия завода «Красная Заря», получившей название ЕС-2 (по первым буквам фамилий инженеров заводской лаборатории связи Константина Петровича Егорова и Георгия Васильевича Старицына).

Установка ЕС-2 представляла собой инвертор, который не защищал от специального перехвата, но обеспечивал невозможность подслушивания:

— в ходе технического контроля аппаратуры ВЧ-телефонирования;

— с помощью аналогичной ВЧ-аппаратуры междугородных станций НКЗ;

— непосредственно с линии радиоприемником без добавления демодулятора и генератора.

Инвертор ЕС-2 при раздельном чтении текста обеспечивал разборчивость всего 20–30 % слов, цифры при этом распознавались полностью. Несмотря на то, что содержание текста уловить практически не удавалось, аппарат прошел дополнительные испытания (вместе с переносным шифратором лаборатории ленинградского Управления НКВД) на линии Москва — Сочи.

В ходе испытаний, состоявшихся в период с 4-го по 14 августа 1937 года, шифратор зарекомендовал себя в целом положительно. Более того, выяснилось, что эксплуатация «секреток» на линии ВЧ-связи требовала высокого качества проводных каналов связи (хорошая амплитудно-частотная характеристика, отсутствие пропаданий и шумов и т. п.), что потребовало обязательного учета этих параметров на всех последующих этапах развития сети междугородной правительственной связи.

В сентябре 1937 года, когда завод «Красная Заря» подал на утверждение второй образец установки ЕС-2, было принято решение ввести ее в постоянную эксплуатацию на линии Москва — Ленинград. Постановлением СНК СССР «О развитии правительственной ВЧ-связи» № 53/до от 5 января 1938 года НКС предлагалось к 1 мая 1938 года обеспечить НКВД 12 полукомплектами стоек типа ЕС-2. Так было положено начало серийному производству первого поколения советской аппаратуры автоматического засекречивания телефонных переговоров.

В 1938 году завод «Красная Заря» изготовил 14 аппаратов маскирующего действия (ЕС-2 и МЕС-2), которые были установлены на каналах правительственной связи Москвы со Смоленском, Киевом, Ярославлем, Куйбышевом, а также на каналах ВЧ-связи Смоленск — Минск, Киев — Одесса, Куйбышев — Челябинск. Таким образом, на 1 января 1939 года маскирующей аппаратурой были защищены девять междугородных правительственных линий связи, а на 1 апреля 1941 года — 66 линий из имеющихся 134.

В течение следующих трех лет завод «Красная Заря» обеспечил изготовление целой серии аппаратуры простого засекречивания ЕС-2 (ЕС-2М, МЕС, МЕС-2, МЕС-2А, МЕС-2АЖ) в количестве 262 комплектов. Данное устройство гарантировало «закрытие» телефонных переговоров на расстоянии до двух тысяч километров. Нужно сказать, что устройство ЕС успешно использовалось для организации ВЧ-связи практически на протяжении всей Отечественной войны. По крайней мере, сведений о перехвате и дешифровке «закрытых» переговоров наших военачальников нет.

В августе 1937 года М. И. Ильинским была предложена идея создания одноканальной установки ВЧ-телефонирования С-1 для работы в линейном спектре 40–60 килогерц с одновременным шифрованием речи путем синхронного изменения (по определенному закону) несущей частоты генераторов на передаче и приеме. В декабре разработка такой установки была поручена заводу «Красная Заря».

Во второй половине 1938 года на заводе была завершена разработка и проведены испытания аппаратуры сложного засекречивания С-1, которая обеспечивала уже невозможность подслушивания с помощью простых устройств и техники, которая была на станциях НКС. Вместе с тем от специального подслушивания аппаратура С-1 защищала не полностью, при этом частично ухудшала качество речи.

В мае 1939 года аппаратура С-1 (получившая новый индекс ЕИС-3) была изготовлена и установлена на линии связи Москва — Куйбышев. В ноябре были выданы технические условия на изготовление этой аппаратуры для использования на создававшейся тогда магистрали связи Москва — Хабаровск (процесс ее испытаний на магистрали начался в первом квартале 1941 года и, очевидно, не был завершен).

Эксплуатация секретной телефонии привела к идее создание комплексного устройства, которое бы совмещало в себе функции как каналообразования, так и засекречивания. В результате был создан шифратор ПЖ-8М, который работал в комплексе с трехканальной аппаратурой ВЧ-телефонирования СМТ-34 и обеспечивал засекречивание по простой схеме.

В интересах массового выпуска спецаппаратуры возникла необходимость создания специального завода. В докладной записке наркому внутренних дел Л. П. Берии о мероприятиях по повышению качества правительственной телефонной связи от 5 февраля 1939 года подчеркивалось: «Считая, что засекречивающая аппаратура должна широко применяться по всему Союзу, поставить вопрос перед ЦК ВКП(б) и СНК СССР о необходимости создания специального завода при Наркомате связи с соответствующими лабораториями для производства всех видов засекречивающей и специальной телефонной, телеграфной, радиоаппаратуры и сигнализации».

Вопрос о создании подобного завода ставился не только НКВД, но и Генштабом РККА еще в июне 1938 года, поскольку ни армия, ни флот не имели на вооружении приборов, гарантирующих секретность телефонно-телеграфных передач. Однако еще длительное время завод «Красная Заря» (директор завода с декабря 1937 года М. В. Мельников) оставался основным поставщиком аппаратуры засекречивания.

В 1939 году советскому ученому В. А. Котельникову была поручена важная государственная задача — создание шифратора для засекречивания речевых сигналов с повышенной стойкостью к дешифровке, заказчиком которой выступало ОПС. Для этого в ЦНИИС была создана лаборатория под руководством В. А. Котельникова по засекречиванию телефонной информации. В основном лаборатория была укомплектована инженерами, которые только закончили институт связи или завершали учебу на этапе дипломного проекта, защищаемого по тематике своей новой работы.

Кроме В. А. Котельникова в работах по секретной телефонии принимали участие Александр Львович Минц (1894–1974), Константин Петрович Егоров (1905–1959) и Виктор Виторский. Ученые пытались обеспечить конфиденциальность передачи информации с помощью созданной ими уникальной многоканальной аппаратуры радиосвязи, которая впервые использовала одну боковую полосу частот. В 1939 году она была установлена на магистрали Москва — Хабаровск.

Идею нераскрываемого шифра В. А. Котельников сформулировал незадолго до войны. Свой закрытый отчет «Основные положения автоматической шифровки», где было впервые представлено строгое обоснование того, что системы шифрования с одноразовыми ключами абсолютно стойкие, он сдал за три дня до начала Отечественной войны. Эта работа, к сожалению, малоизвестная, поскольку так и не вышла в открытой печати.

А через пять лет американский инженер и математик Клод Элвуд Шеннон изложил подходы к построению стойких систем шифрования в своем секретном докладе, датированном 1 сентября 1946 года. В открытой печати его работа появилась в 1949 году.

Из воспоминаний В. А. Котельникова: «Использование одноразового ключа полезно и для засекречивания в телефонии как проводной, так и радио. Только там все гораздо сложнее, и в случае аналоговой передачи спектра речи, не преобразуя его в цифровую, получить абсолютно стойкое засекречивание невозможно. Можно получить высокую степень стойкости, но не абсолютную. При мозаичном шифровании спектра, даже если применяется одноразовый ключ, система остается уязвимой, поскольку каждый „кусочек“ сам по себе оказывается незашифрованным. Поэтому-то важно сделать интервалы и по возможности меньше, но при этом теряется качество передаваемой речи».

Под руководством В. А. Котельникова был разработан первый телефонный шифратор «мозаичного типа», который совмещал в себе частотные преобразования речевого сигнала с перестановками его отрезков по времени. Реализуемые им преобразования были динамическими, т. е. периодически изменялись по закону распределения случайных величин, и потому их раскрытие представляло очень серьезную задачу даже для квалифицированных специалистов. Была предложена система, основанная на квазислучайных (известных только получателю) перестановках временных (сто миллисекунд) отрезков и двух частотных полос с инверсией речевого сигнала. Управление частотными и временными перестановками на передаче и приеме осуществлялось шифратором, который генерировал пять бит гаммы десять раз в секунду.

Из воспоминаний В. А. Котельникова:

«Сначала мы просто „перевертывали спектр“, но быстро поняли, что это легко разгадать. Тогда стали разбивать речь на некоторые „отрезки“ по частоте с инверсией спектра и их „перепутывать“… „перепутывали“ не просто так, как придется, а определенным образом, с помощью шифратора… Был у нас „барабан“, наполненный маленькими шариками, который крутился, и из него высыпались шарики на специальное устройство со штырьками и щелями так, что потом через эти щели шарики случайным образом попадали на две движущиеся телеграфные ленты, которые были наложены одна на другую через „копирку“.

В результате получался на обеих лентах одинаковый рисунок — „дорожки“ из случайно расположенных пятнышек. Затем по этим меткам ленты перфорировались. Одна лента оставалась на „передающем конце“, а вторую мы аккуратненько скручивали и упаковывали в пластмассовую коробочку, которую запаивали, чтобы никто не подсмотрел. Эту процедуру повторяли несколько раз. Таким образом получали два одинаковых набора шифров. Мы их пронумеровывали, и один из наборов отправляли на „пункт приема“. А туда во время сеанса связи секретно сообщали номер шифра, и таким образом на том конце знали, какую из коробочек надо распаковывать, чтобы использовать спрятанный там шифр».

В. А. Котельниковым был разработан первый в СССР полосной «вокодер» (англ. voice coder — голосовой шифратор) с выделением основного тона речи. Работа была доведена до действующего макета, который был испытан и показал возможность использования этого принципа для сжатия речевого сигнала. В ходе этой работы ученым был также предложен и испытан принцип тестирования артикуляции систем передачи речи.

Из воспоминаний В. А. Котельникова:

«Для того чтобы было труднее расшифровать передаваемую речь, было важно сделать „отрезки“, на которые мы ее разбивали, как можно короче. А это проблема потому, что тогда ухудшается качество передаваемой речи. Я стал думать, как бы передавать речь не всю полностью, а как-то сжать ее спектр. Начал рассматривать спектр звуков, чтобы понять, какие частоты определяющие…

В это время попалась на глаза ссылка на статью Хомера Дадли, опубликованную в октябре 1940 года, где говорилось, что он сделал преобразователь речи — „вокодер“. Бросился смотреть, а оказалось, что там ничего конкретного не написано. Но все равно это было очень полезно: идея у него та же, значит, мы на правильном пути. В общем, мы начали делать свой „вокодер“. И перед самой войной у нас уже работал его опытный образец. Правда, пока он еще „говорил“ плохо, „дрожащим голосом“».

Только в 1940 году в лаборатории В. А. Котельникова начались работы по изготовлению образцов наиболее сложного по тем временам аппарата телефонного засекречивания «Соболь-П», в котором использовались временные и частотные перестановки, а в качестве шифратора использовалась телеграфная лента со случайно нанесенными отверстиями. В то же время лаборатория завода «Красная Заря» в основном выпускала инверторы.

Благодаря принятым мерам в лаборатории В. А. Котельникова примерно в течение трех месяцев после начала войны были изготовлены и испытаны лабораторные макеты отдельных основных узлов аппаратуры «Соболь-П». Это были узел частотных перестановок с инверсией спектра, узел временных перестановок, узел шифратора на базе трансмиттера и пятистрочной перфорированной телеграфной ленты (далее — перфолента), макет генератора, создававший гамму управления перестановками частотных полос и временных отрезков.

Кроме того, в процессе «преодоления трудностей» появились и немало других изобретений, но В. А. Котельников и его коллеги их не публиковали и не патентовали, во-первых, в результате секретности разработок, а во-вторых, на это у ученых просто не было времени.

С какими трудностями пришлось иметь дело конструкторам в ходе своих разработок, можно показать на примере узла временных перестановок. Он состоял из двух основных объектов: прибора замедления речевого сигнала на сто и двести миллисекунд и схемы переключения замедленных сигналов, осуществлявшей перестановку стомиллисекундных отрезков речи. Тогда рассматривалось четыре варианта прибора замедления звуковых сигналов:

1. Скорость распространения звука в воздухе составляет 330 метров в секунду. Если взять резиновый шланг длиной 33 метра, подать на его вход звуковой сигнал (от динамика), а на выходе поставить микрофон с усилителем, то получим замедлитель на сто миллисекунд. Опыт показал, что такое устройство имело достаточно большое затухание на высоких частотах, а если учесть громоздкость устройства, такой вариант оказался явно неподходящим.

2. Удалось получить шведскую узкую и сравнительно тонкую стальную ленту для магнитной записи. Для обеспечения малогабаритности прибора ее натягивали на барабан, пытаясь обеспечить достаточно гладкий стык. Однако при снятии звуковых сигналов адаптером при прохождении стыка возникал щелчок, значительно мешавший ведению переговоров. Попытки наложить на обод барабана несколько витков ленты и осуществить запись по центру многовитковой «навивки» также не дали хорошего результата, поскольку адаптер, проходя по стыку двух витков, создавал мешающий шум.

3. Третья попытка сводилась к тому, чтобы стык и щелчок повторялись как можно реже. Для этого бралась длинная петля, проходившая через много роликов. Во сколько раз увеличивалась длина петли, во столько же раз сокращалось число щелчков. Однако из-за громоздкости сооружения и большого шума во время движения стальной ленты этот вариант не подходил.

4. Была использована обычная циркулярная пила, а ее плоскость была хорошо отшлифована (для безопасности обслуживающего персонала зубцы стачивались). Запись осуществлялась на плоскости диска. Адаптер воспроизводил запись, но качество речи при воспроизведении было неудовлетворительным.

Таким образом, и четвертый вариант оказался неприемлемым. В результате было принято решение по использованию более качественной для магнитной записи стали и осуществления записи не на плоскости диска, а на его ободе.

Необходимый металл был найден на московском заводе «Серп и Молот», на котором создавались экспериментальные образцы стали ЭХ-3А и ЭХ-6А. Завод предоставил необходимое количество стали листовой прокатки. Так в течение нескольких месяцев была решена проблема создания узла магнитной записи, испытания которой показали возможность его использования в будущей аппаратуре засекречивания.

Приведенный пример достаточно четко показывает, на каком уровне комплектующей техники находился СССР того времени. Забегая наперед отметим, что на втором году существования Марфинской лаборатории была создана магнитная запись, которая использовала диск из немагнитного материала, обод которого имел тонкое никель-кобальтовое покрытие.

Оценивая в общем виде результаты работ по секретной телефонии, можно сказать, что за этот период был создан фундамент для дальнейшего более быстрого продвижения вперед в этой отрасли техники. Конкретизируем этот общий вывод, определив отдельные его положения.

1. Важное значение имела уже сама формулировка задачи по засекречиванию речевой информации в практической плоскости. Это послужило толчком к созданию первых коллективов разработчиков.

2. Была собрана и обобщена в виде справок, отчетов, дипломных проектов студентов информация по принципам засекречивания телефонных переговоров.

3. Десятилетний период был насыщен изобретениями в области методов засекречивания телефонных переговоров.

4. Было создано несколько лабораторных образцов, позволявших экспериментально проверить возможность реализации предложенных идей и провести их испытания на реальных каналах связи.

5. Заводами были изготовлены первые небольшие партии самой простой аппаратуры, относящейся по современной классификации к маскирующему классу.

6. Была создана служба эксплуатации и накоплен первый опыт.

7. Были созданы первые небольшие коллективы разработчиков аппаратуры засекречивания, ставшие основой для формирования более мощных организаций.

Между тем государство, как могло, защищало свои телефонные линии правительственной связи. 16 января 1940 года был издан приказ НКВД № 0042 «Об улучшении ВЧ-связи», который предусматривал дальнейшее ее развитие и установление аппаратуры засекречивания на таких линиях связи УССР, как Харьков — Донецк, Харьков — Запорожье, Харьков — Днепропетровск, Киев — Винница и Киев — Чернигов.

К июлю 1940 года из имеющихся 103 линий ВЧ-связи 50 было оборудовано аппаратурой шифрования, а к апрелю 1941 года шифраторы были установлены на 66 линиях из 134 имеющихся. Причем аппараты сложного засекречивания С-1 были установлены только на магистралях Москва — Ленинград и Москва — Хабаровск. У абонентов высшей категории, таких как члены Политбюро ЦК, была установлена аппаратура абонентского засекречивания.

Согласно Постановлению СНК СССР № 2408–107сс от 25 ноября 1940 года «О включении в правительственную ВЧ-связь объектов ВВС Красной армии» аппаратура засекречивания устанавливалась на всех таких линиях. В соответствии с этим Постановлением завод «Красная Заря» был обязан разработать и изготовить до 1 января 1941 года десять образцов, а в течение февраля выпустить еще 150 комплектов панели ПЖ-8, которая выполняла функции простого шифратора и подключалась непосредственно к аппаратуре ВЧ телефонирования СМТ-34.

Вместе с тем, говорить об успехах в области разработки шифраторов не приходилось. Так, в письме заместителя руководителя НКВД Всеволода Николаевича Меркулова заместителю руководителя НКС Константину Яковлевичу Сергейчуку, датированном 14 апреля 1940 года, констатировалось, что «разработанная по заказу НКВД заводом „Красная Заря“ аппаратура для засекречивания телефонных разговоров обладает слабой стойкостью и не имеет кода».

В начале 1940-х годов начали использовать аппаратуру, которая работала по алгоритму «мозаичного» шифрования. Эти шифросистемы можно было раскрыть, используя анализатор речевого сигнала — спектрометр. Хотя для этого необходимо было сложное оборудование и специалисты. В апреле 1941 года была подготовлена «Справка о состоянии правительственной ВЧ-связи», которая показала неготовность системы правительственной связи к работе в особых условиях. В частности, в документе перечислялись все известные способы перехвата информации.