15. Исследовательский центр

После смерти Крэя 5 октября 1996 года производство суперкомпьютеров в США оказалось под угрозой, что не могло не вызвать озабоченность в АНБ. В итоге там было решено вернуться к построению специализированных суперкомпьютеров собственными силами. В качестве разработчика был выбран Суперкомпьютерный исследовательский центр (далее — СИЦ) АНБ, который был создан в 1984 году с целью сделать такой рывок в области суперкомпьютеров, чтобы оставить весь остальной мир далеко позади.

По словам тогдашнего директора АНБ Линкольна Фаурера, перед СИЦ была поставлена задача разработать новое поколение суперкомпьютеров, которые были бы производительнее существующих в 10 тысяч и более раз.

С момента своего создания СИЦ являлся составной частью Исследовательского института (далее — Институт) АНБ, учрежденного президентом США Эйзенхауэром в 1958 году. Этот институт занимался решением долгосрочных теоретических проблем, связанных со взломом шифров и перехватом в АНБ.

За счет бюджета Института финансировались совместные работы, которые его сотрудники вели с представителями академического сообщества в США. В результате в 1965 году был разработан специализированный компьютер для взлома шифров, который, согласно секретному отчету АНБ, полностью оправдал все финансовые вложения в Институт с момента его создания.

Первоначально Институт размещался на территории Принстонского университета. Однако из-за нараставшего в 1960-е годы антивоенного движения было решено вывести Институт за пределы территории университета в специально построенное 3-этажное здание в соседнем лесу.

Новое здание Института было напрочь лишено окон на первом и втором этажах, а также не имело никаких опознавательных знаков, свидетельствовавших о его принадлежности АНБ. Чтобы еще больше скрыть от посторонних его связи с АНБ, Институт был переименован в Коммуникационный компьютерный центр.

Помимо СИЦ, в распоряжении АНБ находилась Лаборатория физических наук (далее — ЛФН), созданная в конце 1950-х годов. Для нее было построено здание стоимостью в несколько десятков миллионов долларов.

Разрабатываемые в ЛФН технологии были призваны способствовать совершенствованию возможностей АНБ в области перехвата. Например, они позволили значительно повысить плотность записи на магнитные носители информации и построить сверхбыстродействующие компьютерные компоненты из арсенида галлия.

Увеличение быстродействия компьютерных компонентов всегда было связано с повышенным тепловыделением. Поэтому ЛФН занималась такими технологиями, как производство синтетических алмазов, которые значительно более эффективно отводят тепло, чем медь, и являются гораздо более дешевыми по сравнению с природными алмазами.

Например, микросхема, смонтированная на керамическом основании, нагревалась до 87 градусов при комнатной температуре, а если микросхему поместить на алмазное основание, то ее температура падала до 54 градусов.

Более производительные суперкомпьютеры не только выделяли больше тепла, но и требовали огромных хранилищ данных. Увеличение в перехвате доли мультимедийной информации, а также необходимость совместной работы большого числа пользователей с данными, сделали эти требования еще более высокими. Решить проблему хранения перехвата с мультимедийной информацией должен был проект «Океанариум».

Этот проект изменил сам порядок доступа к хранимой информации и ее распространения. Прежде каждое разведывательное ведомство в США ревностно охраняло добытые им данные. Проект «Океанариум» помог сделать так, чтобы доступ к самым сокровенным секретам АНБ можно было получить не только путем подключения к интранет-сети АНБ под названием «Веб-царство» (англ. Web-Kingdom), но и через «Развед-линк» (англ. Reconnaissance-link).

В 2001 году плотность записи информации на магнитные диски и ленты в АНБ достигла десятков гигабайт на квадратный дюйм. Многообещающей на тот момент выглядела технология, использовавшая микроскопические магниты размером с молекулу. Такие магниты, изготовленные из смеси марганца, водорода, кислорода и углерода, позволяли уплотнять магнитные носители информации в миллионы раз.

Однако, чем плотнее упакована информация, тем труднее оказывалось ее стирать. Поэтому в АНБ была разработана специальная приставка, которая подсоединялась к жесткому диску и могла совершенно бесследно стирать всю хранимую на нем информацию.

В середине 1990-х годов в СИЦ прошла серия совещаний по вопросу возможности очередного рывка в области повышения быстродействия суперкомпьютеров. К этому времени в СИЦ уже настолько уменьшили размеры транзистора, что могли разместить целых 70 штук на поверхности размером с сечение человеческого волоса.

Перспективной была признана технология, при использовании которой процессоры помещались непосредственно в ячейки памяти, где хранилась обрабатываемая информация. За пределами АНБ вряд ли станет известно, насколько агентство преуспело в реализации своих грандиозных планов. Скорее всего, после этого оно в полной тайне перейдет к погоне за септиллионами операций в секунду.

В конце 1990-х годов АНБ совершило очередной прорыв, когда сумело создать суперкомпьютер размером с обычный домашний холодильник. Вскоре его производительность удалось повысить на 10 %, одновременно сократив размеры до маленького чемоданчика.

В 1999 году основные суперкомпьютерные блоки уменьшились настолько, что стали помещаться в кармане пальто. Однако чтобы преодолеть барьер из квадрильонов операций в секунду, необходимо было сделать эти блоки соизмеримыми с атомами. И тогда сотрудники СИЦ обратили свои взоры на квантовые компьютеры.

АНБ интересовалось ими с 1994 года, тратя примерно по 4 миллиона долларов в год на финансирование исследований в университетских лабораториях. АНБ надеялось с помощью квантовых компьютеров облегчить себе взлом зарубежных шифрсистем за счет ускорения процесса поиска аномалий в перехвате, которые могли бы свидетельствовать о неправильном использовании шифрсистемы, сбое в работе шифратора или ошибке шифровальщика.

Но самой многообещающей особенностью квантовых компьютеров была их способность вести параллельную обработку данных. На квантовом компьютере вместо того, чтобы перебирать один ключ за другим в поисках подходящего к данной шифрсистеме, можно было проверять все несколько квадрильонов ключей одновременно.

В начале 2000-х годов перед сотрудниками СИЦ была поставлена задача создать самый совершенный суперкомпьютер в человеческой истории — с производительностью в несколько квадрильонов в секунду, объемом в один литр и энергопотреблением в несколько ватт. За образец такого суперкомпьютера был взят мозг современного человека.

В 2002 году «Silicon Graphics», несмотря на финансовую поддержку со стороны АНБ, продала компанию «Cray». Ее приобрел бизнесмен из Сиэтла Бертон Смит, давно мечтавший построить самый быстродействующий компьютер в мире. Все это было сделано явно с одобрения АНБ, поскольку оно тут же заказало у Смита очередную реинкарнацию «Cray».

В августе 2011 года корпорация «IBМ» представила прототип компьютера, построенного из микросхем, которые воспроизводили функции клеток человеческого мозга. Этот компьютер и микросхемы были названы когнитивными.

Исследователи из «IBМ» заявили, что когнитивный компьютер обладает широкими возможностями применения, особенно в современных задачах одновременной обработки множества потоков данных, которые характерны для дешифрования.

Для создания когнитивного компьютера исследователям из «IBМ» сперва пришлось прибегнуть к последним достижениям неврологии для разработки алгоритмов моделирования функций мозга человека. Затем они обратились к исследованиям в области нанотехнологий, используя нанополупроводники в качестве высокопроизводительных элементов ядра когнитивных микросхем.

Конечной целью когнитивного проекта «IBМ» была провозглашена разработка искусственного мозга, схожего по размерам, возможностям и энергопотреблению с человеческим.

Новые более совершенные суперкомпьютеры, которые создавались для нужд АНБ, надо было где-то устанавливать. СКЦ АНБ, введенный в эксплуатацию в октябре 1996 года, давно исчерпал свои возможности.

Поэтому в Блаффдейле недалеко от американского города Солт-Лейк-Сити в штате Юта 6 января 2011 года состоялась церемония, посвященная началу строительства центра обработки данных (далее — ЦОД) АНБ. Вместе с заместителем директором АНБ Джоном Инглисом эту церемонию посетили помощник директора АНБ Харви Дейвис и сенатор от штата Юта Оррин Хэтч.

Принимая во внимание огромную площадь, отведенную под строительство, и тот факт, что терабайт информации может быть запомнен на носителе информации размером с мизинец взрослого человека, потенциальный объем хранилища данных нового ЦОД АНБ был огромен.

В настоящее время в АНБ работают до 10 сверхмощных компьютеров серии «Cray» стоимостью в десятки миллионов долларов каждый, созданные по спецзаказу АНБ компанией «Silicon Graphics». Созданный в 1988 году «Cray-YMP» содержал до 16 процессоров и стоил от 2,5 до 16 миллионов долларов.

Хотя номенклатура, количество и характеристики установленных в этом ведомстве суперкомпьютеров засекречены, по расчётам специалистов их суммарная производительность составляет величину порядка 156 Гфлоп. АНБ принадлежит одна из наймощнейших по количеству процессоров (1024) моделей суперкомпьютер «Cray-T3D».

Зачем АНБ нужно хранить так много информации? Согласно исследованию корпорации «SIG», в период с 2010 по 2015 год совокупный мировой интернет-трафик возрос в 4 раза, достигнув 966 эксабайтов в год. Однако основные интересы АНБ лежали далеко за пределами хранения миллиардов общедоступных веб-страниц.

АНБ больше всего интересовал так называемый глубинный интернет — совокупность страниц и сайтов, недоступных для обычных поисковых систем. Он включал в себя данные, защищенные паролем, шифрованную правительственную переписку и файлообменные хранилища для совместного доступа доверенных пользователей.

В отчете Научного комитета МО США за 2010 год, в частности, говорилось: «Нужны альтернативные инструментальные средства для индексации и поиска данных в глубинном интернете… Добывание секретной информации о потенциальном противнике как раз и является той областью, в которой наше разведывательное сообщество в состоянии добиться наибольших успехов».

После введения нового ЦОД в действие в сентябре 2013 года у АНБ появилась бы техническая возможность хранить и анализировать секреты, украденные в глубинном интернете.

После введения в действие в 2013 году ЦОД стал обрабатывать все виды коммуникаций, в том числе полное содержание частной переписки по электронной почте, разговоров по мобильным телефонам, интернет-поиска, а также все виды персональных данных: квитанции на парковки, маршруты путешествий, покупки в магазинах, и данные других сделок, совершенных с помощью цифровых технологий.

ЦОД хранит интернет-данные, а также архив телефонных разговоров из базы данных «Main Way», содержащей записи миллиардов телефонных звонков, сделанных через 4-х крупнейших американских операторов телефонной связи: «AT&T», «SBC», «BellSouth» (все 3 вошли в «AT&T»), и «Verizon».

Другими словами ЦОД — это дата-центр АНБ, также известный как Центр обработки данных инициативы разведывательного сообщества по всеобъемлющей национальной кибербезопасности. Он является хранилищем данных сообщества, предназначенным для хранения очень больших объёмов данных.

Однако одной способности хранить огромные объемы данных для АНБ было мало. Необходимо было еще иметь надежные источники их получения. С этой целью в методы сбора информации в АНБ были внесены радикальные изменения. Произошло это в ходе воплощения в жизнь секретной программы под названием «Звездный ветер» (англ. Stellar Wind).

Программа, содержащая пакет из 4-х программ слежения, была введена в действие 4 октября 2001 года, вскоре после террористических атак 11 сентября, и должна была продолжаться до 2011 года.

Программа, используя технологии «data mining» (интеллектуальный анализ данных), вела поиск по обширной базе электронных коммуникаций граждан США, включая сообщения электронной почты, телефонные разговоры, финансовые операции и интернет-активность в целом, осуществлявшийся АНБ в период президентства Джорджа Буша-младшего.

Во время президентства Барака Обамы «Stellar Wind» была заменена на другие технологии сбора оперативных данных на территории США (например, «PRISM»), способные контролировать весь спектр современных телекоммуникаций.

Во всех телекоммуникационных компаниях в США были тайно сооружены комнаты, где были установлены глубинные анализаторы пакетов для мониторинга коммуникационных сетей.

Эти комнаты находились под контролем АНБ, и об их противозаконном существовании стало известно еще в годы правления Буша. Однако перед этим Конгресс США успел принять поправки к «Закону о контроле за внешней разведкой», которые легализовали «Stellar Wind». А телекоммуникационным компаниям, участвовавшим в «Stellar Wind», эти поправки гарантировали иммунитет от уголовного преследования.

Оставалась, правда, одна технология, которая не давала АНБ осуществлять беспрепятственный доступ к любым данным. Это было стойкое шифрование. Его использование явилось еще одним побудительным мотивом для создания нового ЦОД АНБ.

Известно, что для успешного взлома надежного шифра требуются самые быстродействующие компьютеры и большое количество перехваченных шифровок. Чем больше шифрованных сообщений из одного и того же источника накоплено, тем выше шансы найти в них особенности, которые облегчают процесс дешифрования.

И надо признать, что новый ЦОД в Блаффдейле смог хранить очень и очень много таких сообщений. Директор Национальной разведки США Деннис Блэр, увидев проект ЦОД, поинтересовался, зачем он нужен. К нему привели ведущих дешифровальщики АНБ. Те откровенно признались, что не смогут ничего поделать с новейшими стойкими шифрами, если не получат возможность накапливать большие объемы информации. И Блэр решил вопрос о строительстве ЦОД положительно.

В дата-центрах АНБ функционирует поисковая система «ICReach». Ее пилотную версию запустили в 2007 году, и она в 12 раз увеличила объём метаданных, которыми спецслужбы делились между собой. Она похожа на «Google» и осуществляет полнотекстовый поиск по более чем 850 миллиардов записей.

АНБ предоставляло секретный доступ к своей поисковой системе двум десяткам американских спецслужб и других организаций. По закону, АНБ имеет право прослушивать коммуникации только иностранных граждан, но индекс ICReach включает в себя данные и на граждан США, которые не являются подозреваемыми ни по какому делу.

Новый поисковик разработан на смену технологически устаревшим системам «CrissCross» и «Proton», которые запустили в ЦРУ в 1990-е годы. В 2010 году интерфейс «ICReach» уже был доступен для более, чем 1000 аналитиков из 23 федеральных агентств, включая ФБР, ЦРУ и Управление по борьбе с наркотиками США.

Метаданные, к которым поисковая система дает доступ, включают номера телефонов, уникальные номера «SIM» — карт, адреса электронной почты и т. п. Эта информация может быть использована для отслеживания перемещений людей, составления списка их друзей, родственников и знакомых, предсказания дальнейших действий, выяснения религиозной принадлежности и политического мировозрения.

Ранее опубликованные документы от Сноудена рассказывали о множестве программ по массовому сбору информации, которые работают в АНБ. Теперь проясняется картина, каким образом обрабатывается эта информация и как другие агентства получают к ней доступ. Разработка началась с базовой концепции, призванной удовлетворить растущий спрос разведывательного сообщества на такие метаданные и появившиеся возможности АНБ по сбору, обработке и хранению больших объёмов коммуникационных метаданных, связанных с целями разведки по всему миру.