Зашифрованные послания, которые можно составить с ребенком: изучаем криптографию с азов

Криптографы — это люди искусства, создающие совершенные механизмы защиты информации. Вместе со специалистом группы компаний «Криптонит», 25-летним Степаном Давыдовым разбираемся, где этому можно научиться и предлагаем несколько вариантов домашних шифровок, которые точно понравятся вашим детям.
Однажды — кажется, это было в средней школе — одноклассник передал мне зашифрованную записку. Изначально на листе печатными буквами была написана фраза, но затем бумагу разрезали по горизонтали пополам — прямо по центру текста. Мне досталась нижняя половина, которая выглядела как набор случайных знаков. И нужно было догадаться, что за слова там были зашифрованы.
Я довольно долго бился с этим посланием, а потом получил один небольшой намек — и тут же решил задачку. Тогда я еще ничего не знал о криптографии, но интерес к разгадыванию подобных загадок, к поиску практических решений, наверное, в итоге и привел меня в эту область.
От математики к криптографии
Я с детства увлекался математикой. В старшей школе учился в профильном классе, постоянно участвовал в олимпиадах. Но до конца не понимал, как сделать увлечение профессией — фундаментальная математика не была мне так интересна, потому что там я не видел реального практического результата, а получать его хотелось.
Классе в 10 или 11 я попал на очередную олимпиаду, где участникам давались задачки по криптографии. Организаторы олимпиады, конечно же, понимали — в ней участвуют обычные школьники, поэтому задания были составлены так, что решить их мог даже человек без специальной подготовки (но с хорошей математической базой). Мне эти задачки очень понравились, я даже занял тогда какое-то место и тогда же понял: это то, чем я хочу заниматься дальше.
Как призеру олимпиады мне подарили книжку — сборник задач и интересных фактов из истории криптографии. Она стала для меня чем-то вроде пособия для подготовки в вуз. Интересно было прочитать о разных древних способах сокрытия информации. Людям ведь еще в античности нужно было как-то общаться друг с другом, но чтобы другие об этом не знали. Например, человека брили налысо, на коже его головы писали какие-то секретные данные, затем ждали, когда у него отрастут волосы и далее этот человек, как гонец, отправлялся передавать информацию. Соответственно, когда его на том конце принимали, то снова брили налысо и читали тайное послание. В общем, с одной стороны, криптография (та, которой я сам сейчас занимаюсь) — это очень молодая наука, которая возникла после появления компьютеров. А с другой — корни у нее очень древние.
Упражнения для начинающего криптографа
Люди стали шифровать записи почти сразу после того, как научились писать, бурное развитие криптографии началось в Ватикане в XV веке и продолжается до сих пор. Расскажите ребенку о других древних способах сокрытия информации и попробуйте вместе составить зашифрованные послания на их основе.
- Сцитала. Во время войны против Афин в конце V века до н. э. спартанцы наматывали узкую пергаментную ленту на деревянный стержень определенного диаметра. Сообщение писали на ленте по одной из граней стержня, все остальное пространство заполняя любыми буквами в любом порядке. Потом лента разматывалась — и на ней оставался хаотический набор символов. Чтобы его прочесть, нужно было намотать ее на стрежень точно такого же диаметра.
- Квадрат Полибия. Шифр, придуманный греческим историком и полководцем Полибием в III веке н.э — это элементарная матрица алфавита. Квадрат 5x5 (количество рядов может меняться в зависимости от количества букв в алфавите), с цифрами по горизонтали и вертикали, все клетки внутри заполнены буквами. Каждая буква обозначается сочетанием двух цифр (А = 11, B = 12, L=31), а зашифрованный текст представляет собой длинную цепочку цифр.
- Решётка Кардано. Таблица-карточка с вырезанными в ней ячейками — она накладывается на текст, в котором зашифровано послание, и позволяет его прочесть. Решетку Кардано, к слову, показывают в титрах советского фильма о Шерлоке Холмсе. Этот способ шифрования придумал итальянский врач, математик и астролог Джероламо Кардано, живший в XVI веке.
- «Энигма». Эту переносную электромеханическую роторную машину активно использовали еще в нацистской Германии во время Второй мировой войны. Принцип работы машины довольно прост, в его основе лежит элементарный шифр замены, которым пользовался еще Гай Юлий Цезарь (когда А заменяется, например, на М — и чтобы расшифровать послание, нужно знать ключ). По такому же методу можно зашифровывать послания и вручную.
От шпионских шифров к защите персональных данных
Современная криптография — это, конечно, уже не шпионские штучки и не тайные шифры. Это скорее история про получение (или сокрытие) неких сведений при помощи математических методов.
Одна из текущих задач лаборатории криптографии, например, — подготовка протоколов защиты персональных данных. В последнее время объем персональной информации, которую люди предоставляют каким-либо сервисам, становится все больше и больше, и для того, чтобы она не утекала куда-то, не попадала к третьим лицам — ее нужно надежно защищать. Еще одна история, которой я сейчас занимаюсь — это ускорение наших отечественных алгоритмов шифрования. Например, если я кому-то в мессенджере пишу «Привет», то я хочу, чтобы это сообщение дошло до адресата мгновенно, а не спустя, скажем, десять секунд. То же самое со звонками — в некоторых случаях десятисекундное ожидание соединения может быть судьбоносным. Я как раз сейчас думаю, при помощи каких математических методов можно это ускорить.
Учеба, работа и карьерные перспективы
Сам я окончил факультет прикладной математики по специальности криптография — можно пойти моим путем, либо получить фундаментальное математическое образование (я бы советовал МГУ, МФТИ, ВШЭ), а потом пройти дополнительные курсы повышения квалификации. Для криптографа важно быть усидчивым, очень любознательным, готовым проводить много исследований, читать массу статей и документации на английском языке, по крупицам собирать данные. То есть необходимы качества, свойственные скорее ученым, потому что обычные технари, гики нацелены на быстрый результат, а криптография — кропотливая работа.
Сейчас она развивается достаточно активно, внедряется практически во все сферы человеческой жизни. Какие-то звонки, сообщения, те же персональные данные, интернет-трафик — все это защищено криптографией. У этой науки, особенно у ее прикладной составляющей — достаточно большие перспективы. А значит, перспективы есть и у меня, поэтому о развитии, карьере, востребованности криптографам переживать не приходится.
Популярные комментарии
Владимир КунаевВ РФ большая беда в сфере психологии. Нет четких профстандартов, нет справедливых механизмов проверки компетенций. В добавок ко всему этому действительно толковые молодые специалисты не могут выйти на рынок из-за массивного пейвола (из личного опыта). Проблем столько, что на целый цикл статей хватило бы, если погружаться.
Я редактор. Вот почему я не доверяю всем, кто называет себя психологом
Светлана ПлехановаЯ Вас умоляю, по закону ничего нельзя сделать. Многие молодые люди себе не представляют, как достаются деньги! Им кажется, что булки растут на деревьях, а пироги падают с неба. Многое вокруг пропагандирует светский образ жизни, сидение на чужой шее, бездумное, безалаберное отношение к деньгам. Неуважение к чужому труду тоже в чести. Многие унижают тружеников сферы обслуживания. А эти люди делаю нашу жизнь комфортной. Их приветливая улыбка, вежливая речь дарят хорошее настроение!
Дочь учится на платном и даже подработку не ищет – живет за наш счет, и ей нормально. Как с ней поговорить?
АндрейАбсолютно согласен! Надо ещё и математику убрать, а то учат детей думать и раскладывать по полочкам! И читать и грамотно общаться сейчас не в моде. Есть же нейросеть! И комментарии поможет написать! Отправлять в школу только на физкультуру, труды и ОБЗиР. А все остальные предметы платно и по желанию! Хотя и эти три предмета требуют особой подготовки, поэтому их надо тоже по желанию, а лучше вообще платно!
«Врачей жалко. А вас, тварей, нет». Честный монолог учительницы о том, что стоит за особым статусом педагогов










