SIGSALY (tunnetaan myös nimellä X System, Project X, Ciphony I ja Green Hornet) oli suojattu puhejärjestelmä, jota käytettiin toisen maailmansodan aikana korkean tason viestintään.
SIGSALYsta tuli yksi ensimmäisistä järjestelmistä, joka käytti useita digitaalisia viestintäkonsepteja, mukaan lukien ensimmäinen pulssikoodimodulaatiota käyttävä puheensiirto . [yksi]
Sana SIGSALY ei ole lyhenne . Osa sanasta - SIG oli yleinen armeijan signaalijoukkojen nimissä (esim. SIGABA ). Prototyyppi sai nimen "Green Hornet " suositun radio-ohjelman "The Green Hornet" mukaan, koska keskustelua salakuuntelevalle henkilölle se kuulostaa hornetilta, joka muistuttaa radio-ohjelman sävelmää. [2]
Ennen Yhdysvaltojen liittymistä toiseen maailmansotaan transatlanttista suurtaajuista radiota käytettiin puheviestintään Yhdysvaltain ja Britannian huippujohtajien välillä . Tuolloin käytössä ollut analoginen puhesuojajärjestelmä, nimeltään "A-3", tarjosi kohtuullisen suojan tahatonta salakuuntelua vastaan, mutta se oli haavoittuvainen kaikille, jotka pystyivät tulkitsemaan sen. Tämän järjestelmän tehottomuuden osoitti Saksan asema Alankomaissa, joka häiritsi liittoutuneiden välisiä viestintälinjoja ja salakuunteli heidän viestintää. [2]
Tilanteen korjaamiseksi vuonna 1936 Bell Telephone Laboratories (BTL) [1] [3] alkoi tutkia tekniikkaa, jolla äänisignaalit muunnetaan digitaaliseksi dataksi, joka voitiin sitten rekonstruoida (tai syntetisoida) ymmärrettävällä äänellä. Sitä kutsuttiin "vocoderiksi" , lyhenne sanoista voice coder.[ mitä? ] BTL:n työntekijät huomasivat kuitenkin pian, että järjestelmä ei tarjoa riittävää tietoturvaa tiedonsiirrolle. BTL alkoi itsenäisesti kehittää tätä tekniikkaa ja 15. heinäkuuta 1943 SIGSALY-järjestelmä otettiin virallisesti käyttöön.
SIGSALYsta tuli aikansa ainutlaatuinen järjestelmä, koska siinä oli paljon uusia ominaisuuksia. Siinä oli kuitenkin joukko uusia toimintoja, ja siinä oli useita vastaavia ongelmia. Vakavin näistä oli avainsukupolvi. Avaimen oli oltava täysin satunnainen, eikä sitä pitäisi toistaa, mutta se voitiin silti kopioida sekä järjestelmän lähetys- että vastaanottopäässä. Tätä varten SIGSALY käytti suurten (halkaisijaltaan neljän tuuman, neljätoista tuuman) elohopeahöyrytasasuuntaajan tyhjiöputkien lähtöä laajakaistaisen lämpökohinan tuottamiseksi . Kohinan tuottaminen vaadittiin 20 millisekunnin välein, mikä lyhensi viestintäistunnon kestoa, ja näytteet kvantisoitiin kuuteen yhtä suureen todennäköisyyteen. Tasotiedot muutettiin taajuuskytkentäisiksi (FSK) äänikanaviksi , jotka voitiin sitten tallentaa päivän kovalle vinyylifonografilevylle. [2]
FSK-signaali tallennettiin kuudentoista tuuman vahatietueille, joita kutsuttiin "masteriksi" ja jotka olivat koodistandardeja. "Ohjattuja toimintoja" käytettiin luomaan vain kolme merkintää tietystä avainten luontisegmentistä. Avaimet jaettiin kopioimalla ja jakamalla äänitteitä. Jokainen merkintä tarjosi vain kaksitoista minuuttia avainta sekä muutamia muita toiminnallisia signaaleja, joita tarvittiin saumattomaan näppäintulostukseen. Myöhemmin alettiin käyttää samanaikaista suoranäppäintallennusta kahdelle alumiinitaustaiselle asetaattilevylle. Tämä lyhensi huomattavasti kunkin tallennuksen vaatimaa aikaa ja pienensi myös kustannuksia.
Järjestelmä vaati avaimen käytön 20 millisekunnin jaksoissa. Siksi on välttämätöntä, että jokainen merkintä on synkronoitu muutaman millisekunnin välein pitkän ajan kuluessa. Koska avainta oli yhdessä tallenteessa vain noin kaksitoista minuuttia, jokainen pääte tarvitsi kaksi lähettävää ja kaksi vastaanottavaa levysoitintelinettä. Laitteen synkronisessa toiminnassa oli kuitenkin ongelma [2] .
Päätelaitteesta toiseen ei lähetetty synkronisia signaaleja. Jokainen pääte oli itsenäinen, riippuvainen omasta sisäisestä kellostaan, joka liittyi kansalliseen aikastandardiin. Ennen julkaisua fonografiäänitallenne indeksoitiin tallenteen ensimmäiselle kanavalle. Tämä prosessi koostui mikrofonin lähdön kuuntelemisesta sen liukuessa levyn reunaa pitkin määrittääkseen, milloin se osui ensimmäiseen uraan. Tämä oli helpompi tehdä alkuperäisillä kovilla äänitteillä kuin pehmeillä asetaattikopioilla.
Kirjoitetulle avaimelle oli myös mekaaninen vaihtoehto. Tätä kutsutaan vaihtoehtoiseksi avaimeksi tai AK:ksi. AK-alijärjestelmä koostui suuresta määrästä askelkytkimiä, releitä ja muita laitteita. Hän aloitti avainten johtamisprosessin pyörivällä laitteella, joka yleensä liittyy teletype -salausjärjestelmiin . Se oli erittäin monimutkainen ja suhteellisen epäluotettava järjestelmä, joka vaati jatkuvaa huomiota. Myös järjestelmän suorituskyvyssä oli mielenkiintoinen ero kirjoitetun avaimen ja vaihtovirta-alijärjestelmän välillä: kun järjestelmä käytti kirjoitettua avainta ja menetti synkronoinnin, järjestelmän toimintakyky katosi lähes aina äkillisesti ja täydellisesti. Kun AK-järjestelmä alkoi huonontua, se teki sen yleensä pienin askelin, mikä sai äänen pomppimaan [2] .
Jokainen asennus oli ainutlaatuinen ja erilainen kuin muut. Se koostui fonografisoittimista, jotka soittivat salausavainta. Laitteen takaosan keskellä olevalla oskilloskoopilla oli monia käyttötarkoituksia, mutta se oli RF RF -vastaanottimen ohella tärkein työkalu varmistettaessa, että paikallinen järjestelmästandardi on kansainvälisten aikasignaalien mukainen. Terminaalin paino oli noin 55 tonnia.
Järjestelmää oli asennettu Yhdysvalloissa , Lontoossa , Pariisissa , Pohjois-Afrikassa, Havaijilla , Guamissa , Manilassa ja Australiassa . Järjestelmät otettiin käyttöön myös sodan päätyttyä muihin paikkoihin, kuten Berliiniin , Frankfurtiin ja Tokioon .
Laitteet vaativat ammattimaista ja huolellista hoitoa, joten Yhdysvaltain joukkojen 805. signaalitukipalvelun jäsenet määrättiin työskentelemään niiden kanssa. BTL-koulussa järjestettiin erityiskoulutusta ja 805:n jäsenet lähetettiin kaikkiin SIGSALYn toimipisteisiin. Siihen kuului kahdeksankymmentäyksi upseeria ja kaksisataa seitsemänkymmentäviisi värvättyä. Upseerit olivat enimmäkseen luutnantteja ja kapteeneja, kun taas sotilaat olivat teknisiä ja ylikersantteja. Tällä erikoisyrityksellä oli korkein keskiarvo kaikista yrityksistä toisessa maailmansodassa. 805:n jäsenillä oli vaikea tehtävä. Erityisten turvavaatimusten lisäksi he joutuivat käsittelemään tekniikan monimutkaisuutta. Käytettiin Western Electric Companyn määrityksiä ja pidettiin virheetöntä päivittäistä kirjaa. Laitteet toimivat tyypillisesti noin kahdeksan tuntia päivässä, ja loput kuusitoista omistettiin huoltoon. Suuri määrä tyhjiöputkia vaati jatkuvaa tarkastusta. Huoltoaikataulut mukautettiin tiimin jäsenten kokemukseen tällaisten ongelmien välttämiseksi, mutta ylläpito pysyi haasteena. Virtalähteet olivat järjestelmän kriittisiä osia, ja ne säädettiin standardinmukaisella kennojen ja galvanometrien avulla todennäköiseen voltin kymmenesosaan sadan viidenkymmenen voltin tarkkuuteen. Kymmeniä virtalähteitä säädettiin päivittäin. Yhdeksänkymmentäkuusi porrasketjut tarvitsivat myös päivittäistä viritystä.
Kyky käyttää todella turvallista puheviestintää korkealla organisaatiotasolla oli suuri etu liittoutuneille sodan kulussa ja sitä seuranneissa kriittisissä toimissa. SIGSALY ei ollut ainoastaan erittäin menestynyt suojattu puhejärjestelmä, vaan se tarjosi jalansijan digitaalisen viestinnän maailmassa. Luotu sillanpää oli tärkeä askel perinteisten analogisten laitteiden korvaamisessa digitaalisilla.
SIGSALY oli erittäin monimutkainen järjestelmä sekä kryptografisesti että fyysisesti. Hänen ansiostaan [2] tuotettiin ensimmäistä kertaa :
1. Ensimmäinen salatun puhelimen toteutus
2. Ensimmäinen kvantisoitu puheen lähetys
3. Ensimmäinen puheen lähetys pulssikoodimodulaatiolla (PCM)
4. Companded PCM:n ensimmäinen käyttö
5. Ensimmäiset esimerkit monitasoisesta taajuusmuutosavainnuksesta (FSK)
6. Ensimmäinen hyödyllinen puheen kaistanleveyden pakkaaminen
7. Ensimmäinen FSK - FDM (Frequency Shift Multiplexing) käyttö käyttökelpoisena häipyvän väliaineen lähetysmenetelmänä
8. Monitasoisen "silmämallin" ensimmäinen käyttö näytteenottovälien säätämiseen (uusi ja tärkeä instrumentointitekniikka)
SIGSALY esiteltiin Neil Stevensonin romaanissa [ 4 ] Cryptonomicon ( 1999 ) fiktiivisen hahmon Lawrence Waterhousen ja historiallisen hahmon Alan Turingin välisessä keskustelussa .
Järjestelmää on esitelty myös Jeremy Clarksonin dokumenttisarjassa Inventions That Changed the World.