A SIGSALY (más néven X System, Project X, Ciphony I és Green Hornet) egy biztonságos beszédrendszer volt, amelyet a második világháború alatt magas szintű kommunikációra használtak.
A SIGSALY az egyik első olyan rendszer lett, amely számos digitális kommunikációs koncepciót alkalmazott, beleértve az első impulzuskód-modulációt használó beszédátvitelt . [egy]
A SIGSALY szó nem mozaikszó . A SIG szó egy része elterjedt volt a jelzőhadtestek nevében (például SIGABA ). A prototípus a "Zöld Hornet " nevet kapta a népszerű "The Green Hornet" rádióműsor után, mert valakinek, aki megpróbálja lehallgatni a beszélgetést, úgy hangzik, mint egy darázs zümmögése, ami egy rádióműsor dallamára emlékeztet. [2]
Az Egyesült Államok második világháborúba való belépése előtt a transzatlanti nagyfrekvenciás rádiót használták az Egyesült Államok és a brit vezetők közötti hangkommunikációra . Az akkor használatban lévő analóg hangvédelmi rendszer, az "A-3" ésszerű védelmet nyújtott a véletlen lehallgatás ellen, de sebezhető volt bárkivel szemben, aki képes volt megfejteni. Ennek a rendszernek a hatékonyságát mutatta a hollandiai német állomás, amely megzavarta a szövetségesek közötti kommunikációs vonalakat, és lehallgatta kommunikációjukat. [2]
A helyzet orvoslására 1936-ban a Bell Telephone Laboratories (BTL) [1] [3] elkezdte tanulmányozni a beszédjelek digitális adatokká való átalakításának technikáját, amelyeket aztán érthető hangon lehetett rekonstruálni (vagy szintetizálni). "Vocoder" -nek hívták , a hangkódoló rövidítése.[ mi? ] A BTL munkatársai azonban hamar rájöttek, hogy a rendszer nem nyújt kellő biztonságot az adatátvitelhez. A BTL önállóan kezdte fejleszteni ezt a technológiát, és 1943. július 15-én hivatalosan is üzembe helyezték a SIGSALY rendszert.
A SIGSALY a maga idejében egyedülálló rendszerré vált, mivel számos újdonságot tartalmazott. Mivel azonban új funkciókkal rendelkezik, számos megfelelő problémája volt. Ezek közül a legsúlyosabb a kulcsgeneráció volt. A kulcsnak teljesen véletlenszerűnek kellett lennie, és nem szabad megismételni, de a rendszer küldő és fogadó oldalán is replikálható. Ehhez a SIGSALY nagy (négy hüvelykes átmérőjű, tizennégy hüvelykes) higanygőz egyenirányító vákuumcsövek kimenetét használta fel a szélessávú hőzaj generálására . Húsz ezredmásodpercenként zajgenerálásra volt szükség, ami csökkentette a kommunikációs munkamenet időtartamát, és a mintákat hat egyenlő valószínűségű szintre kvantáltuk. A szintinformációkat frekvenciakapcsolt (FSK) hangcsatornákká alakították át , amelyeket aztán a nap kemény bakelit fonográf lemezeire lehetett rögzíteni. [2]
Az FSK jelet tizenhat hüvelykes viaszlemezeken rögzítették, amelyeket "mestereknek" neveztek, és kódszabványok voltak. A „varázslókat” egy adott kulcsgenerálási szegmensből csak három bejegyzés létrehozására használták. A kulcsokat hanglemezek másolásával és terjesztésével osztották ki. Mindegyik bejegyzés mindössze tizenkét percnyi kulcsot biztosított, valamint néhány egyéb funkcionális jelet, amelyek a zökkenőmentes kulcskiadáshoz szükségesek. Később elkezdték alkalmazni a két alumínium hátlapú acetát lemezen történő egyidejű közvetlen gombos rögzítést. Ez jelentősen csökkentette az egyes felvételekhez szükséges időt, és csökkentette a költségeket is.
A rendszerhez a kulcsot húsz ezredmásodperces szegmensben kellett használni. Ezért szükséges, hogy minden bejegyzés szinkronban legyen néhány ezredmásodpercenként hosszú ideig. Mivel csak körülbelül tizenkét percnyi kulcs volt egy felvételen, minden terminálhoz két adó és két vevő lemezjátszó állványra volt szükség. A készülék szinkron működésével azonban gond volt [2] .
Nem volt szinkron jel az egyik terminálról a másikra. Mindegyik terminál autonóm volt, saját belső órájától függött, és a nemzeti időszabványhoz kapcsolódott. Indítás előtt a fonográf hangfelvételt a felvétel első csatornájára indexelték. Ez a folyamat abból állt, hogy meghallgatták a hangszedő kimenetét, amint az a lemez szélén csúszott, hogy megállapítsa, mikor találta el az első barázdát. Ezt könnyebb volt megtenni az eredeti kemény felvételekkel, mint a lágyabb, acetátos másolatokkal.
Az írott kulcs helyett mechanikus alternatíva is volt. Ezt alternatív kulcsnak vagy AK-nak hívják. Az AK alrendszer nagyszámú lépcsőkapcsolóból, relékből és egyéb eszközből állt. A kulcs-levezetési folyamatot egy forgóeszközzel indította el, amelyet általában a teletype titkosítási rendszerekhez társítottak . Ez egy nagyon összetett és viszonylag megbízhatatlan rendszer volt, amely állandó figyelmet igényelt. Érdekes különbség volt a rendszer teljesítményében is az írott kulcs használata és a váltakozó áramú alrendszer között: amikor a rendszer az írott kulcsot használta, és elvesztette a szinkronizálást, szinte mindig hirtelen és teljes mértékben elvesztette a rendszer képességeit. Amikor az AK rendszer hanyatlásnak indult, általában kis lépésekben tette ezt, amitől a hang pattogni kezdett [2] .
Mindegyik telepítés egyedi volt, és különbözött a többitől. Fonográf lejátszókból állt, amelyek egy kriptográfiai kulcsot játszottak le. A berendezés hátulsó részének közepén található oszcilloszkópnak számos felhasználási lehetősége volt, de az RF RF vevővel együtt ez volt a fő eszköz annak biztosítására, hogy a helyi rendszerszabvány megfeleljen a nemzetközi időjeleknek. A terminál hozzávetőleges tömege 55 tonna volt.
A rendszert telepítették az Egyesült Államokban , Londonban , Párizsban , Észak-Afrikában, Hawaiin , Guamban , Manilában és Ausztráliában . A rendszereket a háború befejezése után más helyekre is telepítették, beleértve Berlint , Frankfurtot és Tokiót .
A felszerelés professzionális és aprólékos gondozást igényelt, ezért az amerikai csapatok 805. jelet támogató szolgálatának tagjait bízták meg vele. Speciális képzést szerveztek a BTL iskolában és a 805. tagjait minden SIGSALY helyszínre kiküldték. Nyolcvanegy tisztből és kétszázhetvenöt besorozottból állt. A tisztek többnyire hadnagyok és kapitányok, míg a katonák műszaki és főtörzsőrmesterek voltak. Ennek a különleges cégnek volt a legmagasabb átlaga a második világháború összes cége közül. Nehéz dolga volt a 805. tagjainak. A speciális biztonsági követelmények mellett a technológia bonyolultságával is meg kellett küzdeniük. A Western Electric Company specifikációit használták , és hibátlan napi nyilvántartást vezettek. A berendezés általában napi nyolc órát üzemelt, a maradék tizenhatot pedig karbantartásra fordították. A nagyszámú vákuumcső folyamatos ellenőrzést igényelt. A karbantartási ütemterveket a csapattagok tapasztalataihoz igazították az ilyen problémák elkerülése érdekében, de a karbantartás továbbra is kihívást jelentett. A tápegységek kritikus elemei voltak a rendszernek, és szabványos cellákból és galvanométerekből álló rendszerrel állították be őket egy tized volt és százötven volt közötti valószínűsíthető pontosságra. Naponta több tucat áramforrást igazítottak. A kilencvenhat lépcsős láncok is napi hangolásra szorultak.
A valóban biztonságos hangkommunikáció magas szervezeti szinten való használatának képessége nagy előnyt jelentett a szövetségesek számára a háború lebonyolítása és az azt követő kritikus lépések során. A SIGSALY nem csak egy rendkívül sikeres biztonságos hangrendszer volt, hanem a digitális kommunikáció világában is megvetette a lábát. A létrejött hídfő fontos lépés volt a hagyományos analóg eszközök digitálisra váltásában.
A SIGSALY nagyon összetett rendszer volt, mind kriptográfiailag, mind fizikailag. Neki köszönhetően először [2] készültek :
1. A titkosított telefonálás első megvalósítása
2. Első kvantált beszédátvitel
3. Első beszédátvitel impulzuskód modulációval (PCM)
4. A Companded PCM első használata
5. Első példák a többszintű frekvenciaváltó kulcsozásra (FSK)
6. A beszédsávszélesség-tömörítés első hasznos megvalósítása
7. Az FSK - FDM (Frequency Shift Multiplexing) első használata, mint életképes fading közeg átviteli módszer
8. Többszintű „szemsablon” első használata a mintavételi intervallumok beállításához (új és fontos műszertechnika)
A SIGSALY- t Neil Stevenson [4] Cryptonomicon ( 1999) című regényében mutatta be, a kitalált Lawrence Waterhouse és Alan Turing történelmi szereplő közötti beszélgetés során .
A rendszert Jeremy Clarkson Inventions That Changed the World című dokumentumfilm-sorozatában is bemutatták.