В то же время экспедиция изготовила изобретенный действительным статским советником Румом так называемый «экономический» шифр. Хотя было выдано 30 экземпляров, этот шифр был признан неудобным для применения.
В 1864 году первая «цифирная» экспедиция обеспечила все миссии новым биклавным шифром № 339 для общей связи вместо № 312, находившегося в эксплуатации уже длительное время. Всего было изготовлено 12 экземпляров. Азиатский департамент получил для использования четыре экземпляра русского словарного шифра № 338 для корреспонденции с генерал-губернаторами в Оренбурге и Западной части Восточной Сибири.
В 1865 году были изготовлены и разосланы новые партикулярные биклавные шифры с календарями № 340–345, новый русский биграммный шифр № 347. Кроме того, по требованию министерства финансов туда было выслано 30 экземпляров вновь изготовленного русского словарного шифра № 340.
Следовательно, можно понять, что «цифирная» экспедиция работала активно и напряженно. Однако успех дела зависел от организации деятельности службы в целом, в частности от правильного ведения секретного делопроизводства, соблюдения правил пользования шифрами, условий их хранения. В этих вопросах положение дел оставляло желать лучшего.
Так, например, в 1866 году «цифирная» экспедиция МИД занималась проверкой всех шифров, находившихся в некоторых странах, и всех книг, в которых велись записи о состоянии изготовленных и разосланных экспедицией шифров. При этом было обнаружено, что, с одной стороны, некоторые миссии имели у себя шифры в огромном количестве, из которых многие уже не использовались. С другой стороны, некоторые уже закрытые миссии не вернули шифры, находившиеся у них. Вследствие этого были подготовлены необходимые распоряжения и приняты соответствующие меры по исправлению существующего положения.
В конце XIX века шифровальная служба МИД была организована таким образом. При канцелярии министра функционировал шифровальный департамент с двумя отделениями. В одном отделении шифровались сообщения МИД зарубежным послам и консулам и разбирались получаемые от них сообщения. Во главе этого отделения долгие годы стоял барон Таубе.
Во втором отделении разбирались копии шифротелеграмм, полученных из ЧК Петербурга и других городов Российской империи (Москвы, Варшавы, Киева, Одессы и т. д.), где находились иностранные консулы. Штат этого отделения состоял из 10–12 человек во главе с М. К. Долматовым.
В то время были разработаны также шифры биклавной системы, автором которых был барон Дризен. Эти шифры использовались очень широко в течение XIX века в учреждениях МИД параллельно с биграммными шифрами Шиллинга.
Биклавный шифр был шифром многозначной замены, которая состояла из 26 разных простых замен с достаточно сложным выбором замены каждого знака открытого текста, определяемым двумя ключами. При этом отдельным знакам открытого текста (буквам и знакам препинаний) соответствовали два знака шифротекста. Таким образом длина шифротекста не соответствовала длине открытого текста.
Основу шифра составляли: портфель с 24 передвижными полосками — главная часть двойного ключа, две таблицы (шифровальная и дешифровальная) — вторая часть двойного ключа и календарь набора и разбора.
Каждая полоска была случайным набором с повторениями 20 или менее букв латинского или французского алфавита из 26 букв. Для удобства они записывались группами по четыре буквы в каждой с пропусками. Каждая полоска имела свой номер, обозначенный цифрой или буквой.
Например, полоска «W» имела вид: «qduf kziv akil swkm pzeg».
Шифрующая таблица была квадратом 26 Ч 26, строки которого были обозначены 23 буквами латинского алфавита (без букв k, w, y) и тремя знаками пунктуации, а столбцы были обозначены всеми 26 буквами латинского алфавита. Каждая колонка этой таблицы заполнялась случайным образом 26 знаками, состоявшими из 17 букв латинского алфавита и девяти цифр: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Процесс шифрования осуществлялся таким образом. Открытый текст, предназначенный для шифрования, записывался на транспарант, где каждая строка содержала 24 клетки. Текст писался по четыре знака с пропусками в одну клетку. Таким образом, в каждой строке транспаранта записывалось по 20 знаков, а форма записи отвечала форме шифрованной полоски. Если текст закончился не в конце строки, то добавлялось слово «конец» и еще какие-нибудь произвольные знаки. Каждый транспарант содержал восемь горизонтальных строк.
Таким образом длинное сообщение могло быть записано на нескольких транспарантах. При записи шифротекста на транспарант рекомендовалось сначала выполнить всевозможные сокращения текста, не менявшие смысл сообщения. Далее производилась замена трех букв и некоторых знаков препинаний на знаки, входившие в промежуточный текст, а именно: буква «k» заменялась на «qq», буква «w» заменялась на «vv», буква «у» заменялась на «ii», знак «;» заменялся на «.,» и т. д.
После записи сообщения на транспарант производилось шифрование.
Из 24 полосок в определенном порядке выбирались восемь полосок в соответствии с суточным ключом. Маркантом (специальной меткой или показателем) этого ключа была дата шифрования, которая ставилась в начале сообщения. Первая полоска подставлялась к первой строке сообщения, например, имеем следующий текст и набор знаков на полоске:
uzhg orod and- ukra ine-
W
qduf kziv akil swkm pzeg
Знаки текста с буквами полоски образовывали вертикальные биграммы, которые определяли входы шифровальной таблицы (координаты шифротекста). Например, первая вертикальная пара «uq» определяла знак шифротекста, находившийся на пересечении «u» — строки и «q» — столбца шифровальной таблицы. Таким образом шифровались первые 20 знаков. Следующие 20 знаков шифровались с помощью следующей полоски, определявшейся суточным ключом и т. д. Если шифротекст превышал 20 Ч 8 = 160 знаков, то процедура шифрования повторялась, начиная с первой полоски (в нашем примере «W»).
Дешифровка сообщения производилась в обратном порядке, а открытое сообщение восстанавливалось однозначно при наличии у корреспондента соответствующих ключей. Таким образом, криптостойкость данного шифра держалась на неизвестном противнику заполнении полосок, определявших выбор последовательности 26 замен, и суточном ключе.
Хотя это число и достаточно большое, однако криптостойкость данной системы шифра ни в коей мере не могла держаться на суточном ключе, поскольку она допускала последовательное опробование полосок шифра одну за другой. Сначала при дешифровке (при известной шифровальной таблице и известных полосках) опробовались одна за другой полоски (24 варианта). Критерием правильности опробования первой полоски было появление открытого (читаемого) текста. Далее опробовалась вторая полоска из числа оставшихся и т. д. Всего выходило Т = (24 + 23 + … + 17) = 164 элементарных опробования (э. о.). За одно э. о. принималось опробование одного варианта полоски. Если текст шифровался не сначала, а где-то с середины, то число вариантов опробования увеличивалось несущественно: Т = 164 + 10 = 174 (э. о.).
