Неделя 1. Простой шифр подстановки

На первой неделе юный криптограф будет изучать основополагающие понятия науки о шифрах. Для этого проще всего использовать шифр простой подстановки. Другими словами, в таком шифре все буквы заменяются на какие‑либо другие символы (возможно даже, на те же самые буквы, только в измененном порядке). Соответственно, шифрограмма выглядит как тот же самый текст, только в нём все буквы заменены на другие символы. Технически это вовсе не шифр, но для тех, кто незнаком с криптографией, даже такое будет разгадать не очень просто.

Вот, что потребуется для организации занятия:

1. Какое‑либо сообщение длиной не менее 500 символов (не считая пробелов).

2. Шифр простой подстановки. Для этого необходимо сделать таблицу шириной в 33 столбца и высотой в две строки. В верхней строке пишутся все буквы русского алфавита, в нижней строке ставятся символы, которые эти буквы заменяют. Это ключ.

3. Текст из пункта 1, преобразованный в шифрограмму с использованием ключа из пункта 2. Чтобы преобразовать его, нужно заменить буквы текста на соответствующие значки ключа.

4. Письмо для ребёнка, в тексте которого приводится шифрограмма. В самом письме может быть указано всё что угодно. Например, можно написать про текущие дела, про погоду или планы на грядущие выходные, а где‑нибудь в середине текста надо вставить шифрограмму.

Ребёнок, получив письмо, должен будет шифрограмму разгадать. Для того чтобы понять, что ребёнок справился с заданием, в самой шифрограмме нужно будет написать какое‑то конкретное задание, которое ребёнок должен будет выполнить.

Давайте посмотрим, как это можно сделать. Пусть для шифрования заготовлен следующий текст:

ПРИВЕТ. Я РАД, ЧТО ТЫ СРАЗУ ЖЕ ДЕЛАЕШЬ УСПЕХИ В КРИПТОАНАЛИЗЕ И УЖЕ МОЖЕШЬ РАЗГАДЫВАТЬ ТАКИЕ ЗАДАЧИ, КАК ВЗЛОМ ШИФРА ПРОСТОЙ ПОДСТАНОВКИ. КАК ВИДИШЬ, ЭТО СОВСЕМ НЕСЛОЖНО, НАДО ТОЛЬКО ДОСТАТОЧНО ТЕРПЕНИЯ И УСИДЧИВОСТИ. И ТЕПЕРЬ ТЫ ПОНИМАЕШЬ, ЧТО ТАКИМ СПОСОБОМ ШИФРОВАНИЯ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДЛЯ СОКРЫТИЯ СВОИХ СЕКРЕТОВ НЕЛЬЗЯ НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ. ЛЮБОЙ ЧЕЛОВЕК, КТО МАЛО‑МАЛЬСКИ ЗНАКОМ С МЕТОДОМ ДЕШИФРОВКИ ПО ЧАСТОТАМ, ВЗЛОМАЕТ ТАКОЙ ШИФР В ДВА СЧЁТА. ПРОДОЛЖАЙ ЗАНИМАТЬСЯ, И МЫ ИЗУЧИМ ЕЩЁ МНОГО ИНТЕРЕСНОГО. ПОКА.

Примечание: как видите, тут использованы только заглавные буквы. Обычно при шифровании и дешифровке используют только заглавные (или только строчные) буквы, поскольку для передачи смысла нет никакой разницы в том, заглавная буква в тексте или строчная. Если пытаться их различать в шифре, то это увеличит объёмы необходимых вычислений, но никак не увеличит сложность самого шифра.

Теперь сделаем какой‑нибудь простой шифр подстановки с заковыристыми символами. Например, пусть код будет такой:

И теперь совсем несложно зашифровать текст:

πριϐετ. ϒ ραδ, ψτω τϚ σραζυ ξε δελαεθϜ υσπεχι ϐ κριπτωαναλιζε ι υξε μωξεθϜ ραζγαδϚϐατϜ τακιε ζαδαψι, κακ ϐζλωμ θιφρα πρωστωϊ πωδστανωϐκι. κακ ϐιδιθϜ, Ϡτω σωϐσεμ νεσλωξνω, ναδω τωλϜκω δωστατωψνω τερπενιϒ ι υσιδψιϐωστι. ι τεπερϜ τϚ πωνιμαεθϜ, ψτω τακιμ σπωσωβωμ θιφρωϐανιϒ πωλϜζωϐατϜσϒ δλϒ σωκρϚτιϒ σϐωιχ σεκρετωϐ νελϜζϒ νι ϐ κωεμ σλυψαε. λϞβωϊ ψελωϐεκ, κτω μαλω‑μαλϜσκι ζνακωμ σ μετωδωμ δεθιφρωϐκι πω ψαστωταμ, ϐζλωμαετ τακωϊ θιφρ ϐ δϐα σψητα. πρωδωλξαϊ ζανιματϜσϒ, ι μϚ ιζυψιμ εϕη μνωγω ιντερεσνωγω. πωκα.

Честно говоря, конкретно в этом шифре фантазии немного. В качестве шифровальных символов использованы строчные знаки греческого алфавита, а для специфических русских букв, у которых нет соответствия в греческом языке, взяты редкие значки из древнегреческого языка или его диалектов. Тот, кто знает греческий алфавит, сможет прочитать эту шифрограмму и без ключа. Но пока в качестве примера подойдёт и такой вариант. Осталось посоветовать, что для первого занятия надо бы придумать что‑то своё и интересное.

После того как текст закодирован и шифрограмма построена, её можно встраивать в письмо. Отправьте письмо ребёнку, понаблюдайте и зафиксируйте результат. Если у ребёнка возникли сложности с заданием, то ему следует помочь.