«Такие загадочные шифры»

Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2013

Точные науки (от 11 до 13 лет)

«Такие загадочные шифры»

Титов Антон, 12 лет

ученик 6-го класса

Руководитель работы:

,

учитель математики,

МКОУ «Чебаклинская СОШ»

Большеуковского района Омской области

2013г

Содержание

Введение

Глава1. История шифрования.

1.1. Что изучает криптография?

1.2. Основные способы шифрования.

1.3. Знаменитые шифры

1.4. Шифровальные устройства.

Глава 2.Шифры в литературных произведениях.

Глава 3. Разработка зашифрованных заданий.

Заключение

Список используемой литературы и источников сети Интернет

Введение.

Проинформирован - значит, вооружен" - фраза, несущая в себе, подчас, не двусмысленное значение. По мере того, как развивалось человечество, так же и развивалась передача информации.

В настоящее время защита информации одна из самых технологичных и засекреченных областей современной науки. Поэтому тема современна и актуальна. Термин «криптография» далеко ушел от своего первоначального значения — «тайнопись», «тайное письмо». Сегодня эта дисциплина объединяет методы защиты информационных взаимодействий совершенно различного характера, опирающиеся на преобразование данных по секретным алгоритмам, включая алгоритмы, использующие секретные параметры. Криптография как наука развивается высокими темпами, поскольку постоянно создаются новые способы и технологии шифрования, а вместе с ними и сами носители информации.

Объект исследования – криптография.

Предмет исследования – методы шифрования.

Цель моей работы – изучить основные приемы построения шифров и на их основе разработать свои зашифрованные задания.

Задачи:

1.  ознакомиться с историей шифров;

2.  изучить простейшие способы шифрования;

3.  найти примеры шифрования в литературных произведениях;

4.  разработать свои зашифрованные задания.

Глава 1. История шифрования.

«… История криптографии…- это история человечества».
Д. Канн

1.1 Что изучает криптография?

Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые важные сообщения от посторонних глаз. Рассказывают, как один царь обрил голову гонца, написал на ней послание и отослал гонца к своему союзнику лишь тогда, когда волосы на его голове отросли. Развитие химии дало удобное средство для тайнописи: симпатические чернила, записи которыми не видны до тех пор, пока бумагу не нагреют или обработают каким-нибудь химикатом. Но чаще стали применять шифры: сначала ими пользовались пираты, отмечая расположение кладов, алхимики, купцы, заговорщики. Впоследствии - дипломаты, стремящиеся сохранить тайны переговоров, военачальники, скрывающие от противника отданные распоряжения, разведчики и другие.

Шифр – это какая-либо система преобразования текста для обеспечения секретности передаваемой информации.

Шифр может представлять собой совокупность условных знаков (условная азбука из цифр или букв) либо алгоритм кодирования с использованием обычных цифр и букв. Процесс засекречивания сообщения с помощью шифра называется шифрованием. Наука о создании и использовании шифров называется криптографией. Криптография занимается разработкой и исследованием методов шифрования информации. Шифрование – это приведение информации к такому виду, когда содержимое исходного текста невозможно прочитать и трудно раскрыть без знания ключа, а дешифрование – это процесс привидения информации к исходному виду. Ключ – это информация, с помощью которой выполняется шифрование и дешифрование сообщения. Результатом шифрования является шифрограмма или криптограмма.

Первым упоминанием об использовании криптографии принято считать использование специальных иероглифов около 3900 лет назад в Древнем Египте. Хотя целью было не затруднить чтение текста — скорее наоборот, с помощью необычности и загадочности привлечь внимание читателя и прославить вельможу Хнумхотепа Второго.

Методы секретной переписки были изобретены независимо в различных государствах Древнего Востока, таких как Египет, Китай и Шумер, хотя сегодня очень трудно судить об уровне развития криптографии в этих обществах. Клинопись, рисуночное и иероглифическое письмо само по себе было крайне сложно и требовало длительного обучения, так что вопрос о шифровании сообщений часто попросту не поднимался, так как круг грамотных лиц был весьма ограничен.

Клинопись Рисуночное письмо

Нельзя судить и о широте распространения различных криптографических систем и тайнописи, так как число дошедших до нас памятников очень невелико. Всю сложность данного вопроса иллюстрирует один пример: найдено множество глиняных табличек с клинописными знаками (рис 1), записанными в несколько слоев (первоначальная запись замазывалась глиной и поверх нее наносилась новая). Подобные действия могли быть вызваны как применением тайнописи, так и просто удобством использования.

В дальнейшем встречаются различные упоминания об использовании криптографии, большая часть относится к использованию в военном деле.

1.2. Способы шифрования.

Выделяют следующие наиболее распространенные способы шифрования.

1. Применение чужих, малоизвестных алфавитов. В старинных рукописях кириллические буквы нередко заменялись глаголическими, греческими, латинскими. К этому же принципу следует отнести и специально изобретенные алфавиты.

2. Написание слов в обратном порядке - от конца к началу.
3. Очень часто направление письма изменяется с каждой строкой: первая пишется справа налево, вторая – слева направо, третья – справа налево и т. д. Такая система записи называется «бустрофедон» - в переводе с греческого – «повороты быка при пахоте». Этим способом письма пользовались в критском, хеттском, южноаравийском, этрусском и греческом языках.
4. Запись текста в виде некоторой фигуры, например спирали.
5. Размещение букв шифрованной надписи в определенном условном порядке между другими буквами, образующие надписи иного содержания. Простейшая разновидность – акростих.

6. Нарочитое изменение знаков: приписывание дополнительных черточек или встречающихся в русских рукописях т. н. полусловица, или иначе – недописывание букв.

7. Липограмма – способ письма с опущением гласных букв. Записанная в этой манере пословица «Дальше в лес, больше дров» будет выглядеть так: «Длш в лс, блш дрв»

8. Употребление специальных шаблонов. Например, шаблон представляет собой квадрат с отверстиями. Если его приложить к какому-нибудь печатному произведению, находящемуся в распоряжении как отправителя, так и получателя, то через открытые места в шаблоне можно прочесть зашифрованное письмо.

9. Замена одних букв другими по их месту в алфавите.   Существует способ замены буквы буквой, непосредственно ей предшествующей или непосредственно за ней следующей, или же буквой, которая стоит за ней на пятом, на восьмом, вообще на некотором установленном месте. При этом буквы алфавита располагаются циклически, т. е. за последней буквой идет первая.

10. Замена букв условными знаками или цифрами, или группами букв, имеющих в сумме то же цифровое значение, что и заменяемая буква. В старинных русских рукописях для этого использовалось цифровое значение кириллических букв.

 Римляне и греки заменяли буквы алфавита цифрами, условными знаками либо соответственно переставляли буквы. Усложнением такой криптограммы являлось введение нескольких разных знаков для обозначения одной и той же часто повторяющейся буквы, а так же «немые» знаки, ничего не обозначающие и только усложняющие понимание зашифрованного сообщения.

1.3. Знаменитые шифры.

Акростих – простейшая разновидность размещения букв шифрованной надписи в определенном условном порядке между другими буквами. Широкое распространение они получили еще в V веке до н. э., "секретное" послание скрывается за начальными буквами строк. Хороший пример в этом плане представляет стихотворение, написанное русским поэтом Н. Гумилевым в 1913 году и адресованное любимой женщине:

«Ангел лег у края небосклона,

Наклонившись, удивлялся бездне;

Новый мир был синим и беззвездным.

Ад молчал, не слышалось ни стона.

Алой крови робкое биение,

Хрупких рук испуг и содроганье

Миру снов досталось в обладанье

Ангела святое отраженье.

Тесно в мире, пусть живет, мечтая

О любви, о свете и о тени,

В ужасе предвечном открывая

Азбуку своих же откровений".

АННА АХМАТОВА

Тарабарская грамота или литорея – вид тайнописи, употреблявшийся в Древней Руси.

Простая литорея основана на замене одних букв другими по их месту в алфавите. При этом способе шифровки согласные буквы располагались в два ряда, например:

б	в	г	д	ж	з	к	л	м	н
ип	р	с	т	ф	х	ц	ч	ш	щ

б	в	г	д	ж	з	к	л	м	н
щ	ш	ч	ц	х	ф	т	с	р	п

или 

Простая литорея Мудрая литорея

При письме вместо верхних согласных употреблялись нижние, и наоборот. Гласные же и полугласные («ь» и «ъ») оставались без замены. Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки - каждая буква может заменяться определенным знаком (буквой, цифрой) или изображением.

Шифр Цезаря.

Историческим примером шифра замены является шифр Цезаря (1 век до н. э.), описанный историком . использовал в своей переписке шифр собственного изобретения. Применительно к современному русскому языку он состоял в следующем. Выписывался алфавит: А, Б, В, Г, Д, Е,...,; затем под ним выписывался тот же алфавит, но со сдвигом на 3 буквы влево:

А

Б

В

Г

Д

Е

Ё

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Ч

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

Г

Д

Е

Ё

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Ч

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

А

Б

В

 При зашифровке буква А заменялась буквой Г Б заменялась на Д, Б-Ей так далее. Так, например, слово "РИМ" превращалось в слово"УЛП". Получатель сообщения "УЛП" искал эти буквы в нижней строке и по буквам над ними восстанавливал исходное слово "РИМ". Ключом в шифре Цезаря является величина сдвига нижней строки алфавита. - Цезарь Август - использовал тот же шифр, но с ключом - сдвиг 4. Слово "РИМ" он в этом случае зашифровал бы в буквосочетание "ФМР".

Шифр Виженера.

Этот шифр удобнее всего представлять себе как шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Чтобы знать на сколько здвинуть очередную букву открытого текста, зарания договариваются о способе запоминания сдвигов. Сам Виженер предлагал запоминать ключевое слово, величину сдвига. Ключевое слово повторяется столько раз, сколько нужно для замены всех букв открытого текста.

а	б	в	г	д	е	ё	ж	з	и	й	к	л	м	н	о	п
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
р	с	т	у	ф	х	ц	ч	ш	щ	ъ	ы	ь	э	ю	я
18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33

Например, ключевое слово ВАЗА означает следующую последовательность сдвигов букв открытого текста

Например КРИПТОГРАФИЯ при таком способе шифрования преобразуется в шифротекст

НССРХПЛСГХСА

Одноразовые блокноты

Это способ шифрования был изобретен в 1917 году Мэйджором Джозефом Моборном и Гилбертом Вернамом. Одноразовый блокнот является большой неповторяющейся последовательностью символов ключа, распределенных случайным образом, написанных на кусочках бумаги и приклеенных к листу блокнота. Первоначально это была одноразовая лента для телетайпов. Отправитель использовал каждый символ ключа блокнота для шифрования только одного символа открытого текста. Шифрование представляет собой сложение по символа открытого текста и символа ключа из одноразового блокнота.

Каждый символ ключа используется только единожды и для единственного сообщения. Отправитель шифрует сообщения и уничтожает использованные страницы блокнота или использованную часть ленты. Получатель, в свою очередь, используя точно такой же блокнот, дешифрирует каждый символ шифротекста. Расшифровав сообщение, получатель уничтожает соответствующие страницы блокнота или часть ленты. Новое сообщение - новые символы ключа.

Например, если сообщением является:

Ученье - свет, а неученье - чуть свет и на работу,

а ключевая последовательность в блокноте:

СОРБНЖУЕГПЕОПЪУА

то шифротекст будет выглядеть как: ëжцпкм...

так как:

У+С=21+19=40 - 33=7 -ë

Ч +О=25+16=41 - 33=8 - ж

Е+Р=6+18=24 - 33=24 - ц

Н+Б=15+2=17 - 33=17 - п

Ь+Н=30+15=45 - 33=12 - к

Е+Ж=6+8=14 - 33=14 - м

Шифр Гронсфельда

Принцип этого шифра довольно прост: берется легко запоминаемый лозунг. При шифровании знаки текста вписываются под цифрами лозунга. Очередная буква открытого текста заменялась буквой алфавита, отстоящей от нее вправо на количество букв, равной соответствующей цифре лозунга.

Например текст, который необходимо зашифровать: «ПРЕЗЕНТАЦИЯ»

Лозунг:

Алфавит: АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ

В результате с помощью метода графа Гронсфельда сообщение «ПРЕЗЕНТАЦИЯ» было преобразовано в набор символов «СУКННЦФГЫОЗ»

Шифр «Змейка»

Берётся текст, предназначенный для шифрования. Возьмем афоризм французского философа Рене Декарта: «Я мыслю,- значит, существую». Текст записывается без знаков препинания и пробелов:

ЯМЫСЛЮЗНАЧИТСУЩЕСТВУЮ.

Текст разбивается на группы по 5 букв. Недостающие 4 буквы заменяем буквой Х. Получаем:

ЯМЫСЛ ЮЗНАЧ ИТСУЩ ЕСТВУ ЮХХХ.

Затем вписываем в таблицу 5*5. В каждом квадрате по одной букве. Первую букву располагаем в верхнем левом квадрате, а заполняется слева направо сверху вниз. Получается следующая таблица:

я	м	ы	с	л
ю	з	н	а	ч
и	т	с	у	щ
е	с	т	в	у
ю	х	х	х	х

5	6	15	16	25
4	7	14	17	24
3	8	13	18	23
2	9	12	19	22
1	10	11	20	21

Затем перепишем буквы по направлению отсчёта с 1 по 25 клетку и начнём с нижней левой клетки.

В результате получается следующее сообщение:
ЮЕИЮЯ МЗТСХ ХТСНЫ САУВХ ХУЩЧЛ.
Если послать это сообщение своему знакомому, а он будет знать особенности этого шифра, то он сможет прочитать ваше сообщение.
Используя этот принцип шифрования можно достаточно надёжно скрыть своё сообщение, так как порядок шифрования зависит исключительно от вашей договорённости с другом.

Квадрат Полибия

Во II веке до н. э. в Древней Греции был изобретён Квадрат Полибия. В нём буквы алфавита записывались в квадрат 5 на 5 (при использовании греческого алфавита одна ячейка оставалась пустой), после чего с помощью оптического телеграфа передавались номер строки и столбца, соответствующие символу исходного Полибей

текста (на каждую букву приходилось два сигнала: число факелов обозначало разряд буквы по горизонтали и вертикали). Некоторые исследователи полагают, что это можно рассматривать как прообраз современной системы двоичной передачи данных.

	1	2	3	4	5
1	Α	Β	Γ	Δ	Ε
2	Ζ	Η	Θ	Ι	Κ
3	Λ	Μ	Ν	Ξ	Ο
4	Π	Ρ	Σ	Τ	Υ
5	Φ	Χ	Ψ	Ω

Решётка Кардано — инструмент кодирования и декодирования, представляющий собой специальную прямоугольную таблицу-карточку, часть ячеек которой вырезана.

В 1550 году, Джероламо Кардано (), предложил простую решетку для шифрования сообщений. Он планировал маскировать сообщения под обычное послание, так что в целом они не были полностью похожи на шифрованные.

Шифры, реализованные с использованием картонных решеток, принято называть решётками Кардано.

Известно, что Кардинал Ришелье () был приверженцем решетки Кардано и использовал её в личной и деловой переписке. Образованные жители Европы XVII века были знакомы с игрой слов в литературе, в том числе с акростихом, анаграммой и шифрами.

Решетка Кардано сделана из листа картона или пергамента, или же из тонкого металла. Чтобы обозначить линии письма, бумагу разлиновывают, и между этими линиями вырезают прямоугольные области через интервалы произвольной длины.

Шифратор помещает решетку на лист бумаги и пишет сообщение в прямоугольных отверстиях, в которых помещается отдельный символ, слог или целое слово. При передвижении решётки фрагменты заполняются, образуя запись, искажающую исходное сообщение.

У получателя сообщения должна быть такая же решетка. Копии решетки вырезаются из первичного шаблона, однако для взаимно-однозначного соответствия можно было бы сделать множество других шаблонов.

Решетку можно разместить в 4 положениях - лицом вверх, лицом вниз, вертикально и в перевернутом положении, что вчетверо увеличивает число возможных размещений сетки.

Разместить не относящееся к делу сообщение вокруг скрытого текста на практике может быть трудно.

1.4. Шифровальные устройства.

Приборы «сциталла» и «антисциталла» .

Первое исторически достоверное применение технических средств шифровки приписывается древним грекам и датируется примерно V–VI

веками до нашей эры. Таким техническим средством был специальный брусок, называемый «сциталл». Он был изобретен в древней Спарте во времена Ликурга. Для шифрования текста использовался цилиндр заранее обусловленного диаметра. На цилиндр наматывался тонкий ремень из пергамента, и текст выписывался построчно вдоль его оси. Затем ремень сматывался и отправлялся получателю сообщения.  Последний наматывал его на цилиндр того же диаметра и читал текст по оси цилиндра. В этом примере ключом такого шифра являлся диаметр цилиндра.

Интересно, что изобретение дешифровального устройства «Антисциталла» приписывается великому Аристотелю. Он предложил использовать для этого конусообразное «копье», на которое наматывался перехваченный ремень, который передвигался по оси до того положения, пока не появлялся осмысленный текст.

«Диск Энея» и «линейка Энея».

Древнегреческий полководец Эней Тактика в IV веке до н. э. предложил устройство, названное впоследствии "диском Энея".

Принцип его был прост. На диске диаметром 10-15 см и толщиной 1-2 см высверливались отверстия по числу букв алфавита. В центре диска помещалась "катушка" с намотанной на ней ниткой достаточной длины. При шифровании нитка "вытягивалась" с катушки и последовательно протягивалась через отверстия, в соответствии с буквами шифруемого текста. Диск и являлся посланием. Получатель послания последовательно вытягивал нитку из отверстий, что позволяло ему получать передаваемое сообщение, но в обратном порядке следования букв. При перехвате диска недоброжелатель имел возможность прочитать сообщение тем же образом, что и получатель. Но Эней предусмотрел возможность легкого уничтожения передаваемого сообщения при угрозе захвата диска. Для этого было достаточно выдернуть "катушку" с закрепленным на ней концом нити до полного выхода всей нити из всех отверстий диска.

В одном из вариантов вместо диска использовалась линейка с числом отверстий, равных количеству букв алфавита. Каждое отверстие обозначалось своей буквой; буквы по отверстиям располагались в произвольном порядке. К линейке была прикреплена катушка с намотанной на нее ниткой. Рядом с катушкой имелась прорезь. При шифровании нить протягивалась через прорезь, а затем через отверстие, соответствующее первой букве шифруемого текста, при этом на нити завязывался узелок в месте прохождения ее через отверстие; затем нить возвращалась в прорезь и аналогично зашифровывалась вторая буква текста и т. д. После окончания шифрования нить извлекалась и передавалась получателю сообщения. Тот, имея идентичную линейку, протягивал нить через прорезь до отверстий, определяемых узлами, и восстанавливал исходный текст по буквам отверстий. Это устройство получило название "линейка Энея". Шифр, реализуемый линейкой Энея, является одним из примеров шифра замены: когда буквы заменяются на расстояния между узелками с учетом прохождения через прорезь. Ключом шифра являлся порядок расположения букв по отверстиям в линейке.

Посторонний, получивший нить (даже имея линейку, но без нанесенных на ней букв), не сможет прочитать передаваемое сообщение.

Аналогичное "линейке Энея" "узелковое письмо" или «капу» получило распространение у индейцев Центральной Америки. Свои сообщения они также передавали в виде нитки, на которой завязывались разноцветные узелки, определявшие содержание сообщения.

Книжный шифр.

Заметным вкладом Энея в криптографию является предложенный им так называемый книжный шифр, описанный в сочинении "Об обороне укрепленных мест". Эней предложил прокалывать малозаметные дырки в книге или в другом документе над буквами (или под ними) секретного сообщения. Интересно отметить, что впервой мировой войне германские шпионы использовали аналогичный шифр, заменив дырки на точки, наносимые симпатическими чернилами на буквы газетного текста. Книжный шифр в современном его виде имеет несколько иной вид. Суть этого шифра состоит в замене букв на номер строки и номер этой буквы в строке и заранее оговоренной странице некоторой книги. Ключом такого шифра является книга и используемая страница в ней. Этот шифр оказался "долгожителем" и применялся даже во времена второй мировой войны.

«Диск Альберти»

Леон Батиста Альберти (1404 – 1472) итальянский учёный, архитектор, теоретик искусства. Автор ряда научных трактатов по архитектуре, писал поэмы, басни, комедии, музыку.

В области криптографии заслугой Альберти стал 25 страничный «Трактат о шифрах» – первая в Европе книга, посвящённая криптоанализу, и устройство, реализующее шифр многоалфавитной замены, получившее название «Диск Альберти».

«Диск Альберти» состоял из двух дисков – внешнего неподвижного (на нем были нанесены латинские буквы в алфавитном порядке и цифры 1,2,3,4) и подвижного внутреннего диска на котором буквы были переставлены. Диски крепились на одной оси так, чтобы внутренний мог вращаться. Окружность каждого диска разделена на 24 равные клетки. Скольжение алфавитов находится под контролем ключевых букв, включенных в тело криптограммы. Для того, чтобы расшифровать сообщение, написанные с использованием дисков Альберти вы должны были иметь соответствующий алфавит на ваш внутренний диск. Процесс шифрования заключался в нахождении буквы открытого текста на внешнем диске и замене ее на букву с внутреннего диска, стоящую под ней.

Позднее были изобретены более сложные устройства для шифрования информации, их мы в данной работе рассматривать не будим.

Глава 2. Шифры в литературных произведениях.

Знаменитый американский писатель и критик Эдгар Аллан По родился в городе Бостон в 1809 году. Многие его произведения рассказывают о приключениях, которые проникнуты некоторой таинственностью. В одном из таких произведений – рассказе «Золотой жук» рассказывается о поиске с помощью зашифрованной инструкции сокровищ пиратов.

, человек увлекающийся насекомыми, однажды по некоторому стечению обстоятельств нашел кусочек пергамента, на котором, благодаря нагреву, выступила такая надпись:

53##+305))6*;4826)4#.)4#);806*;48+8||60))85;;]8*; :#*8+83(88)5*+;46(;88*96*?;8)*#(;485);5*+2:*#(;4956*2 (5*=4)8||8*;4069285);)6+8)4##;1(#9;48081;8:8#1;48+85; 4)485+528806*81(#9;48;(88;4(#?34;48)4#;161;:188;#? ;

В левом верхнем углу от надписи появилось изображение черепа (эмблема пиратов), а по диагонали от него, в противоположном углу – небольшое изображение козленка.

Вот его дальнейший ход рассуждений:

Козленок по-английски – kid, его рисунок был на том месте, где обычно находится подпись. Проанализировав и сопоставив два изображения – черепа и козленка, Легран догадался, что речь идет о довольно известном капитане пиратов Кидде (Kidd). Игра букв в словах Kidd и kid давала понять, что надпись сделана по-английски.

Текст криптограммы идет сплошной строкой (просветы между некоторыми группами знаков есть, но нужны лишь для того, чтобы запутать дешифровальщика) Если бы она была разбита на отдельные фрагменты, обозначающие границы слов, задача была бы намного проще. Легран начал с того, что подсчитал однотипные знаки в шифровке:

В английской письменной речи самая частая буква – e.

Далее идут в нисходящем порядке: a, o,i, d,h, n,r, s,t, u,y, c,f, g,l, m,w, b,k, p,q, x,z.

Без буквы е просто невозможно построить ни одной фразы. Поскольку знак 8 встречается в криптограмме чаще всего, то можно предположить, что это е. Чтобы это проверить, Легран посмотрел, встречается ли удвоенная буква е. (она встречается в таком варианте довольно часто, например, в словах speed, seen, agree). Хотя криптограмма небольшая, удвоенный знак 8 встречается в ней около 5 раз.

Самое частое слово с буквой е это определенный артикль the. Приглядевшись, Легран нашел не менее 7 сочетаний знаков ;48. Это дало ему понять, что знаки ; и 4 означают буквы t и h. Это также доказывает, что 8 – действительно е. Далее он находит сочетание из 6 знаков, 5 из которых нам известны: t. eeth

Ни одно слово в английском языке, состоящее из 6 букв не оканчивается на th. Следовательно, отбросив это окончание, получаем: t. ee. Единственной подходящей буквой будет r (tree-дерево), она обозначена знаком ( . В его активе становится уже 3 разгаданных знака. Подставляя эти знаки, он догадывался о значении следующих.

Приблизительно по этой аналогии он нашел значения всех оставшихся букв.

Таким образом, однозначно определились значения всех 21 символов, встречающихся в криптограмме. Получился следующий открытый текст:

«A good glass in the bishop’s hostel in the devil’s seat twenty one degrees and thirteen minutes northeast and by north main branch seventh limb east side shoot from the left eye of the death’s head a bee line from the tree trough the shot fifty feet out».

В переводе на русский язык:

«Хорошее стекло в трактире епископа на чертовом стуле двадцать один градус и тринадцать минут северо-северо-восток главный сук седьмая ветвь восточная сторона стреляй из левого глаза мертвой головы прямая от дерева через выстрел на пятьдесят футов».

Таким образом была восстановлена простая замена:

A

B

C

D

E

F

G

H

I

L

M

N

O

P

R

S

T

U

V

W

Y

5

2

=

+

8

1

3

4

6

0

9

*

#

.

(

)

;

?

||

]

:

Артур Конан Дойл, один из мастеров приключенческих детективов, также не мог оставить без внимания тему криптографии. Так в его рассказе «Пляшущие человечки» можно найти интересную криптограмму. Шерлоку Холмсу необходимо было прочитать тексты пяти записок:

Первое его предположение (оказавшееся впоследствии правильным) – то, что флаги употребляются для обозначения границ слов. Вторая и третья записки начинались с одного и того же слова из четырех букв:

Холмс догадался, что это слово означает имя адресата. А человека, получившего письмо зовут миссис Илси Кьюбит. Таким образом Холмсу стали известны три буквы: и, л, с. Содержание записок он определил приблизительно по той же аналогии, что и герой рассказа Э. По.

Жюль Верн - великий французский писатель-фантаст. В его рассказе «Путешествие к центру Земли» также есть интересная криптограмма:

В руки профессора Лиденброка попадает пергамент со следующей рукописью:

Рукопись была написана на древнеисландском языке. Изучение пергамента привело профессора к выводу о том, что сообщение зашифровано. Он начал с того, что заменил все буквы их соответствующими аналогами в немецком языке.

В результате получилась таблица непостижимых слов:

На обороте второй страницы пергамента он обнаружил запись «Арне Сакнуссем» на этом же языке. Арне Сакнуссем – имя знаменитого алхимика XVI века. Это дало понять профессору, что текст первоначально был сделан на латыни (так как ученые пользовались в основном латынью). Профессор догадался, что фраза, изначально написанная правильно, подверглась преобразованию по некоторому принципу. «При желании затемнить смысл фразы первое, что приходит на ум, как мне кажется, это написать слова в вертикальном направлении, а не в горизонтальном».

Проверяя эту гипотезу, он начал диктовать. В результате получилась следующая надпись:

messunkaSenrA.icefdoK.segnittamurtnecertserrette,rotaivsadua,ednecsedsadnelakartniiiluJsiratracSarbmutabiledmekmeretarcsilucoIsleffenSnI

С этим текстом у профессора долго ничего не выходило, но совершенно случайно он понял, что текст необходимо читать не слева направо, а наоборот:

«In Sneffels Iocuis craterem kem delibat umbra Scartaris Julii intra calendas descende, audas viator, et terrestre centrum attinges. Kod feci. Arne Saknussem».

В переводе на русский:

«Спустись в кратер Екуль Снайфедльс, который тень Скартариса ласкает перед июльскими календами, отважный странник, и ты достигнешь центра Земли. Это я совершил. Арне Сакнуссем»

Эта криптограмма несколько отличается от криптограмм двух предыдущих авторов. У Э. По и у сообщения зашифрованы с помощью шифров замены (т. е. когда знаки сообщения зашифровываются с помощью некоторых символов), а криптограмма Ж. Верна построена на шифре перестановки (т. е. когда символы меняют свои первоначальные позиции в соответствии с каким-то правилом).

Одна из самых нашумевших криптограмм придумана английским писателем и художником Китом Уильямсом. Её идея пришла к создателю, когда книжное издательство «Джон Кейп» попросило его написать сказку для детей. Детскую сказочку «Маскарад» Уильямс превратил в запутаннейшую загадку для взрослых. В пятнадцати рисунках-криптограммах, над которыми он работал три года, писатель зашифровал план местонахождения главного героя книги - влюбленного зайца Джека. В августе 1979 года, за несколько дней до выхода сказки в свет, по просьбе её автора была изготовлена из золота высшей пробы 20-сантиметровая фигурка зайца с украшениями из шести бриллиантов и помещена в керамический сосуд, залитый воском. Уильямс в присутствии одного свидетеля закопал эту вещь стоимостью в 10 тысяч долларов в землю где-то в Англии.

 Затем писатель и издательство бросили вызов читателям. Нужно было в тексте «Маскарада» найти ключевые слова фразы, которые указывали на точное местонахождение сокровища. Англичане охотно приняли этот вызов. Эффект от выдумки писателя оказался сногсшибательным. В течение двух с половиной лет тысячи англичан пытались разгадать тайну сказки-головоломки, которая разошлась полуторамиллионным тиражом, была переведена на девять языков, включая японский и иврит. Каждый день Уильямс получал в среднем около 200 писем, в которых его умоляли подсказать ключ к криптограмме. Сотни людей со всего света лихорадочно перекапывали поля туманного Альбиона, бродили по садам и поместьям, лазали по пещерам.

 Американская авиационная компания организовала специальный рейс для желающих отыскать золотого зайца - самолет был забит до отказа. Но обнаружить зайца так и не удалось. Читатели - а многим эти поиски драгоценности стоили потери работы и полного разорения - шли по ложному пути.

 «Маскарадную» эпопею наконец-то завершил 48-летний дизайнер Кен Томас. Он выкопал сокровище в центре заброшенного парка возле деревушки Амптхилл в 64 километрах к северу от Лондона. Ключевой в книге оказалась таинственная подпись к одной иллюстрации: «Первая из шести восьмого». Томас догадался, что речь идет о Екатерине Арагонской, первой из шести жен английского короля Генриха VIII.

 Пятнадцать месяцев Кен Томас безуспешно искал клад возле Кимболтонского замка в графстве Кембриджшир, где Екатерина была похоронена в 1536 году. Затем, порывшись в справочниках, он узнал, что возле деревни Амптхилл стоит памятник Екатерине Арагонской - десятиметровая стрела, увенчанная мраморным крестом. В 2 часа 45 минут пополудни (это время упоминается совсем в другой части «Маскрада») солнечная тень от креста падает точно на то место, где был закопан клад...

 Тайна Кита Уильямса разгадана. Но он не унывает. Доходы от распродажи книги значительно превысили стоимость золотого «влюбленного Джека» и сделали автора «Маскарада» одним из самых популярных людей Англии.

Глава 3. Разработка зашифрованных заданий.

1.  При разработки данного задания был использован способ использования специально изобретенного алфавита.

Задание: Каждой букве алфавита соответствует индивидуальный рисунок. На основе этой таблицы расшифруйте криптограмму:

Ответ: Математика – гимнастика ума.

2.  При разработки данного задания был использован способ замены одних букв другими по их месту в алфавите.

Задание: Пользуясь таблицей и ключом расшифруйте криптограмму:

Ключ:

Ответ: Глаза бояться, а руки делают.

3.  В этом задании использовано употребление специальных шаблонов.

Задание: Имеется текст и шаблон, расшифруйте сообщение:

Решение:

Ответ: Математика великое дело.

4.  В том задании использован способ записи в виде некоторой фигуры.

Задание: Прочитайте высказывание.

Ответ: Подобно тому, как все искусства тяготеют к музыке, все науки стремятся к математике.

5.  Данное задание я составил по принципу Квадрата Полибия.

Задание: Расшифруйте высказывание, используя принцип Квадрата Полибея.

Решение:

Ответ: Математика самая надёжная форма пророчества.

Заключение.

Работая над исследованием, я познакомился с историей криптографии и заметил, что данный вопрос будоражит умы великих людей уже много столетий. Многие ученые, философы, писатели и воеводы оставили здесь свой след в виде собственных способов шифрования или даже устройств шифрования. Я изучил шифры Цезаря, Виженера, Гронсфельда, Полибия, Кордано; познакомился с древними устройствами шифрования – диск и линейка Энея, сциталла и антисциталла, диск Альберти. Мне удалось найти примеры использования криптографии в произведениях таких авторов как Эдгар Аллан По, Артур Конан Дойл, Жюль Верн и Кит Уильямс и разработать несколько зашифрованных заданий на основе изученных способов шифрования. Поэтому можно говорить, что все задачи исследования выполнены и цель работы достигнута.

Занимаясь шифрованием, я убедился в том, что криптография очень полезная наука, так как требует большой мыслительной активности и думаю способствует развитию творческих и логических способностей.

Способов шифрования очень много, я описал лишь самые известные и простые, понятные мне. Начиная с 50-х годов ΧΧ века, криптография стала электронной. Я думаю, в бедующем, изучая информатику, я смогу вернуться к данной теме и рассмотреть ее в другом аспекте, как более современную науку.

Литература

1.  Криптография от папируса до компьютера. М., 1996.

2.  Тайна тайнописи. М., 1992.

3.  и др. Введение в криптографию.- М., МЦНМО, 1998

Сайты в Интернете

1.  http://www. uran. /~masters/2008/fema/novikova/ind/ind. htm

2.  http://www. *****/community/858158/post/

Иллюстрации:

1.  http://*****/aid/cipher. htm

2.  http://*****/blogs/spiridonn/artur_konan_doyl_-_200_proizvedeniy_i_biografiya_5/

3.  http://*****/architects/world/architect_current. html? aid=883

4.  http://reyfman. /text/2847536/kody-i-shifry/

5.  http://*****/storeroom//N//

6.  http://nnm. uz/interesting/pics/chelovek-kotorye-ostavili-svoy-sled-v-istorii-chast-poslednyaya. html

7.  http://*****/interesnye-fakty-oxota-na-zolotogo-krolika

8.  http://*****/5/22/p5aa1.html