Шифрование для самых маленьких. Как объяснить ребёнку современные профессии
Специально ко Дню защиты детей мы публикуем историю, которая произошла с одним из сотрудников компании «Криптонит». Он объяснил профессию криптографа, играя в шифры с ребенком дошкольного возраста. Надеемся, его интересный опыт поможет вам и вашему ребёнку лучше понимать друг друга.
Однажды нашего специалиста спросила его маленькая дочка: «Папа, кем ты работаешь?». Ей как раз прочитали книжку о профессиях, где всё для неё было понятно. В голове ребёнка постепенно прояснялась идея разделения труда: «Вот пекарь. Он печёт, и мы с мамой пекли в духовке. Эти дяди — строители. Мы видели их в соседнем дворе, они там строят дом».
В книге все профессии были наглядным, а характерные для них действия легко имитировались в игровой форме. Можно испечь пирожки из пластилина, или самой построить домик из кубиков. Но что делает папа? Это было загадкой!
Он никуда не ходит на работу, не надевает форму, не берёт никаких инструментов, а целый день (и даже иногда ночью, когда всем надо спать!) сидит дома за компьютером. Не играет, не смотрит мультики, а делает за ним что-то странное и просит, чтобы ему не мешали. «Наверное, он просто не хочет со мной играть!», — обижалась дочка.
После обсуждения с коллегами, у нашего специалиста дома состоялся примерно такой диалог с его дочерью:
— Пап, а что ты делаешь на работе?
— Разбираюсь с шифрами.
— Это что?
— Способы записать что-нибудь, сохранив в тайне. Такую запись сможет прочитать только тот, кто знает секрет. Обычно это какое-то число.
— Какое число?
— В этом-то и загадка! Как правило, это очень большие числа, но я покажу тебе пример на маленьких.
Он решил взять для примера шифр Цезаря, адаптировав его к русскому языку и сделав нагляднее. Для этого он написал алфавит в одну строку, а сверху над краем листа положил бумажную ленту с числами по порядку. Над буквой «А» оказалась цифра »1», над буквой «Б» — цифра »2» и так далее. Чтобы ребёнку было проще уловить суть, он не стал говорить о различиях между цифрами и числами, а также других тонкостях, в которые любят вдаваться взрослые.
— Буквы ты знаешь, цифры тоже, но знаешь ли ты, что буквы можно записывать цифрами?
— Как?!
— Очень просто! Нужно только договориться, какие цифры обозначают каждую букву! Самый простой вариант — расположить все буквы и цифры по порядку друг над другом, вот так.
Теперь давай напишем какое-нибудь слово цифрами.
— Я хочу написать «МАМА»!
— Отлично! Смотрим, где у нас буква «М». Вот она! Какие цифры над ней?
— Один и четыре.
— Правильно! Так и запишем: один, четыре. Вместе, как тут. Дальше какая буква в слове «МАМА»?
— «А».
— С ней совсем просто. Она первая, поэтому над ней цифра »1». Отступим немного и напишем единичку. Теперь нам снова нужно написать цифрами «М» и «А». Мы уже знаем, что это »14» и »1». Получилось: 14 1 14 1. Чтобы прочитать, просто сделаем наоборот. Посмотрим на листок и найдём, какая буква под каждой цифрой.
— И никто не догадается, что тут написано?
— Может и догадается, если также пронумерует все буквы. Поэтому придумали способ, чтобы догадаться было сложнее. Называется он «шифр сдвига». Видишь, полоска с цифрами сдвигается.
— Зачем?
— Если мы сдвинем её, то цифры будут означать уже
другие буквы. Смотри: мы сдвигаем на одну цифру вправо, и над «М» уже не »14»,
а »13». Ещё сдвигаем — теперь »12», и над другими буквами тоже цифры
изменились.
— Но над «А» и «Б» теперь нет цифр!
— Видишь, справа как раз появились лишние:»32» и »33». Нужно просто соединить края листа и полоски, свернув их в колечки. Тогда полоска сможет двигаться по кругу, а над каждой буквой всегда будет цифра.
Самодельные кольца для шифрования
После перерыва на склеивание, отмывание рук и волос они продолжили.
— Напиши другое слово!
— Хорошо! 9 31 17 30
— Как же мы его прочитаем? Полоска же крутится!
— Вот именно! Прочесть стало сложнее. Для этого теперь нужно знать не только способ записи (что мы ставим цифры над буквами по порядку), но и секрет: на сколько букв мы сдвинули полоску. Такой секрет часто называют ключом и записывают его цифрами. Лишь один ключ открывает замок, и только знание нужных цифр позволяет прочесть сообщение.
— Как? Покажи!
— Смотри: я могу подвинуть их на одну, на две, на три… на тридцать три буквы. Если ты знаешь, как именно я подвинул, то быстро сделаешь также и прочитаешь.
— А если не знаешь?
— Тогда придётся попробовать много вариантов, пока из цифр не получится составить слово.
— Это долго?
— Да, и в этом вся суть шифров! Способ хитрой записи букв известен всем, и любой может написать непонятные слова (или, как говорят, зашифровать их). А вот секрет — он на то и секрет, чтобы его знали только те, кто переписывается друг с другом. Не зная его, можно пытаться прочесть зашифрованные слова так долго, что устанешь и расхочется продолжать.
— А я хочу! Давай прочитаем!
— Попробуй!
— З Э П Ь … Ничего не понятно!
— Потому, что ты не знаешь, какой у меня был ключ: на сколько букв я сдвинул полоску. Вот и буквы нашлись не те.
— А какие надо?
— Подскажу, я сдвинул на три. Давай вместе. Низ держим, верх поворачиваем. Раз, два, три, стоп! Ключ совпал. Под цифрой девять у нас оказалась буква «К»…
— Получилось К А Т Я — радостно кричит дочь.
— Правильно! Теперь давай сделаем ещё хитрее: запишем буквы другими буквами через цифры.
— Зачем?
— Так будет непонятно даже то, что мы тут что-то написали. Может это и не слова вовсе, а просто буквы вперемешку, как у тебя сейчас на магнитной доске.
— Покажи!
— Ты только что сделала это, когда пыталась прочесть написанное цифрами слово, не зная моего ключа. У тебя вместо «КАТЯ» получилось «ЗЭПЬ». Теперь я напишу новое слово, используя другой ключ:
— Х И Х И.
Дочка читает и смеётся.
— Что это за «ХИХИ» такое?
— Я подскажу: ключ равен девяти. Попробуй сдвинуть полоску на 9 букв и прочитать снова.
— 14 1 14 1 — М А М А! «ХИХИ» это «МАМА»!
—Да, но только если мы сделали сдвиг на 9 букв.
— Теперь я напишу!
Катя крутит полоску, хмурится и рисует очень похожие на буквы каракули: И Й И Е. От усердия она даже слегка высунула язык.
— Готово!
— А ключ какой?
— Угадай! — Хитро улыбается юный криптограф.
Папа подыгрывает: не глядя крутит полоску снова и начинает перебирать варианты. Недаром же он специалист по криптоанализу! З И З Д, Ж З Ж Г, Ё Ж Ё В… может, она ошиблась? Наконец, на пятой попытке в расшифровке появляется осмысленное слово: Д Е Д А.
— Ура! — кричит Катя. — Деда завтра приедет, я его тоже научу шифрам! Будем вместе писать непонятно, чтобы никто не догадался!
На следующий день они действительно играют в шифрование. Иногда дочка торопится и подставляет не ту букву, а дедушка забывает, какой использовал ключ, но все счастливы. Теперь Катя знает, чем занимается папа. Он пытается прочитать непонятно написанные слова, подбирая правильные цифры. Только шифры у него гораздо сложнее, ключи очень длинные, и это совсем не игра.
Примечание: поначалу автор договорился с дочкой сдвигать полоску вправо, и все примеры в тексте приведены с таким условием. Уже при подготовке статьи возникла идея делать сдвиг влево. Тогда перед «А» можно добавить символ ключа, а перед единицей — ноль и сразу видеть значение сдвига над ключом, а не считать его вручную. На иллюстрации ниже показана усовершенствованная версия.
