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
Евгения СамотохинаТо что отрицательные оценки нужны — я согласна, но здесь должен быть ряд факторов: 1) как по мне текущая система оценки (пятибалльная, а по факту четырехбальная) — не то чтобы объективная. Особенно чувствуется на объемных заданиях в старших классах, когда в тексте на 2 страницы допустил 2-3 ошибки и пооучаешь тройку. Как по мне система должна иметь разбивку хотя бы в 10 баллов. 2) Часто каждый учитель сам определяет как оценивать ученика. Если с точными науками и каким-нибудь диктантом ещё более-менее понятно, то с более творческими заданиями, пересказами вообще непонятно — у одного учителя ты получаешь 5 у другого за пересказ того же качества — 3.
«Двойка должна жить». Учитель — о том, почему плохие оценки нужны детям
АнастасияДа уж… Уважительное общение не включено в общеобразовательные стандарты и экзаменационные вопросы. Можно иметь аттестат и даже не один диплом, но при этом оставаться полнейшим хамом. Системный кризис.
«Короче, училка, варежку свою закрой». Топ-20 цитат из переписок родителей с учителями, от которых волосы встают дыбом
Виктория ИльинаА может, пора честно посмотреть на проблему не только глазами учителя? Учитель жалуется: слишком много часов, слишком много отчётности, слишком много требований сверху. И с этим трудно спорить. Но есть один неудобный вопрос: а не является ли сама школа частью проблемы, которую она годами создаёт? Попробуйте хотя бы на минуту посмотреть на ситуацию глазами ученика. Этот ребёнок, которого сегодня заставляют заучивать километры информации «для галочки», завтра станет взрослым человеком. Возможно, чиновником, руководителем, тем самым человеком, который будет писать новые стандарты, программы и инструкции для школ. Не удивительно ли, что система воспроизводит сама себя? Главная ошибка многих педагогов — не в любви к знаниям. Знания нужны. Ошибка в другом: в убеждении, что ребёнку обязательно нужно загрузить весь огромный школьный багаж, не задумываясь, что из этого действительно пригодится именно ему. И когда обществу годами пытаются доказать ценность каждого килограмма ненужной информации, неудивительно, что эта работа перестаёт восприниматься как источник реальной пользы. Может быть, выход проще? Не превращать каждый предмет в борьбу за выживание. Не ломать детей и не выгорать самим. Если ребёнку ваш предмет объективно мешает сосредоточиться на тех знаниях, которые нужны ему для будущего, — поставьте законную тройку и дайте ему возможность развиваться дальше. Иногда настоящая педагогика — это не заставить выучить всё. А понять, что именно действительно стоит учить.
«Мы согласились со своим бесправием». Учительница – о том, почему ее коллеги терпят унижения










