Công nghệ kỹ thuật số thời Thế chiến II ra đời như thế nào?

Nhưng các cường quốc Đồng Minh hiểu rằng cần phải có một phương pháp liên lạc bằng giọng nói mới và bảo mật cao hơn nhằm giúp duy trì những bí mật nội dung liên lạc. Vào những năm đầu của thế kỷ 20, công nghệ kỹ thuật số còn ở giai đoạn sơ khai, chủ yếu là lý thuyết hơn thực tế, và hãng Bell Laboratories đã tập trung vào một hệ thống khả thi được đặt tên mã là “Dự án X”.

Chính phủ Anh cũng đã biệt phái Alan Turing (nhà toán học logic học và mật mã học tài danh, ông cũng được xem là cha đẻ của ngành khoa học máy tính và A.I) từ Bletchley Park (trung tâm chính của hoạt động phá mã của quân Đồng Minh hoạt động xuyên suốt thời Thế Chiến II) nhằm đánh giá mẫu đầu tiên trước khi 6 thiết bị đầu cuối được chế tạo.

Dự án được đặt cho cái tên mã là SIGSALY mặc dù những người tham gia vận hành chúng đã gọi các nguyên mẫu là “Những con ong bắp cày xanh” do bởi bất kỳ ai cố gắng chặn cuộc gọi đều sẽ nghe âm thanh vo ve. Quân đội Mỹ đã thành lập Công ty dịch vụ tín hiệu 805 nhằm hoạt động SIGSALY với sự tham gia của nhiều kỹ thuật viên từng làm việc cho Bell Systems ngay trước chiến tranh. Hệ thống được vận hành khoảng 8 tiếng mỗi ngày, còn 16 tiếng còn lại là để thực hiện khâu kiểm tra và bảo trì.

Thử nghiệm xuyên Đại Tây Dương đầu tiên đã được tiến hành trong tháng 11- 1942 bằng cách dùng mã hóa Một lần Pad (hiểu nôm na là giọng nói sẽ được chia nhỏ, được mã hóa kỹ thuật số và pha trộn với một yếu tố luồng khóa ngẫu nhiên được giữ trên bản ghi (tương tự như một đĩa nhạc), âm thanh trộn này sẽ được truyền đi và rồi tập hợp lại tạo thành giọng nói ở đầu bên kia, dù rất khó nhận ra giọng của người nói.

Các đĩa giống hệt nhau được giữ và dùng ở mỗi đầu cuối để từ đó âm thanh ngẫu nhiên có thể được khớp và loại bỏ, nhưng vì mỗi đĩa này chỉ có thể lưu 12 phút dữ liệu thì luôn có 2 bộ đĩa được thiết lập sẵn nhằm cho phép giữ những cuộc đàm thoại dài.  Bằng cách giữ cho các đĩa chạy ở mỗi đầu đồng nghĩa nếu có một sự gián đoạn ngắn trong quá trình truyền thì cuộc đàm thoại có thể bắt lại ngay lập tức liên kết được khôi phục.

Những chiếc đĩa này chỉ có thể dùng được 1 lần trước khi vứt đi, vì vậy mà mỗi cuộc gọi thoại có một mã riêng khiến địch không thể nào giải mã được. Sau này, những đĩa Vinyl được thay thế bằng loại đĩa bọc acetate vào năm 1943. Mỗi cỗ máy SIGSALY cần phải nạp tới 30.000 watt điện và chiếm diện tích 232m2 và nặng tới 55 tấn. Những bức tường khổng lồ này sinh ra lượng nhiệt rất lớn và được trang bị máy lạnh. Mỗi thiết bị đầu cuối có giá 1 triệu USD (thời giá năm 1943) và có 12 trạm đầu cuối được thiết lập khắp nơi trên thế giới.

Cỗ máy SIGSALY đầu tiên được thiết lập tại Lầu Năm Góc, trong khi chiếc thứ 2 được đặt trong tầng hầm của bách hóa tổng hợp Selfridges trên phố Oxford (thủ đô London), những địa điểm này được chọn do bởi chúng thích hợp vì có không gian rộng rãi cho các loại máy móc lớn, cũng như tầng hầm Selfridges khá sâu và an toàn khi bên trên bị đánh bom.

Máy SIGSALY Mỹ liên kết thông qua một tuyến liên lạc trải rộng tới Nhà Trắng, trong khi đầu cuối ở Anh thì kết nối với số 10 Phố Downing, chính xác là Phòng chiến tranh của Nội các Thủ tướng Anh) và Đại sứ quán Mỹ. Những cuộc thảo luận đầu tiên giữa 2 nước Mỹ, Anh đã được thực hiện vào ngày 15-7-1943 và được cho là bàn bạc về việc tấn công Sicily của quân Đồng Minh đầu tuần đó; nhiều khả năng là sẽ tiến hành đánh Ý vào thời gian tới, các kế hoạch cho những tháng tới cũng được bàn bạc kỹ.

Những biện pháp an ninh là rất cần thiết nhằm bảo vệ tính bí mật của cuộc gọi, vì vậy các kênh giữa SIGSALY và các trạm đầu cuối của nó được bọc trong các đường ống với sự yểm trợ kỹ bằng áp suất khí cùng những công tác siêu nhỏ. Bất kỳ sự lục lọi nào cũng có thể khiến áp suất khí giảm xuống và chuông báo động sẽ tự vang lên. Toàn bộ hệ thống được dán nhãn “Tuyệt mật” và không đầy 25 quan chức cấp cao Anh biết về sự tồn tại của nó.

Khi chiến sự lan rộng và quân Đồng Minh hành binh về hướng Đông xuyên Châu Âu, các trạm đầu cuối SIGSALY cũng dịch chuyển theo: 1 cái đặt ở Paris, cái khác đặt ở Frankfurt, và cái cuối cùng đặt ở Berlin sau khi quân Đức đầu hàng. Hệ thống này cũng được đặt trên boong chiến hạm thuộc một phần của Hạm đội Thái Bình Dương của Tướng Douglas MacArthur.

Thủ tướng Churchill cũng dùng SIGSALY hồi tháng 4-1945 để gọi Tổng thống Truman sau khi Roosevelt tạ thế; 2 nhà lãnh đạo đã tổ chức một hội nghị thoại chỉ 2 tuần sau đó để thảo luận về đề nghị đầu hàng của Đức Quốc xã, đó cũng là cuộc gọi thoại dài nhất được thực hiện thông qua SIGSALY (ít nhất là 2 tiếng đồng hồ).

Bất kỳ trạm đầu cuối SIGSALY nào cũng có thể liên lạc với 11 trạm còn lại; nếu khoảng cách quá xa thì chúng cũng có thể dùng để chuyển tiếp đàm thoại. 12 trạm đầu cuối đó là: Lầu Năm Góc (Washington); Selfridges (London); Washington dùng cho mặt trận Thái Bình Dương; trên boong chiến hạm thuộc Hạm đội Thái Bình Dương; Oakland (California); Fort Shafter (Hawaii); Brisbane; Algiers; Paris (sau khi giải phóng); Frankfurt; Berlin; Tokyo.

Sau Thế chiến II, hệ thống SIGSALY ngừng hoạt động, nhưng nó vẫn tiếp tục giữ bí mật thêm 30 năm nữa, và chỉ được tiết lộ sau khi giải mật hoạt động phá mã ở Bletchley Park (Anh). Mặt khác, Bell Laboratories đã đoạt được một số giải thưởng bao gồm Công nghệ xử lý tín hiệu tốt nhất  năm 1946.