Обпсф!* Вообразите себя ещё одним несчастным учеником, который оказался в стране невыученных уроков. Чтобы вернуться домой, необходимо разгадать закодированный текст, в котором похититель оставил инструкции о маршруте. Что же делать? Подскажем: в этом случае поможет изучение криптографии. Разберёмся, что это такое и как её можно применить.

Криптография появилась ещё до начала нашей эры. Поэтому накопилось множество сведений о разнообразных классических шифрах — тех, что используются с древности и по сей день. Сегодня они не употребляются в первоначальном виде, но лежат в основе многих более сложных современных алгоритмов, которые неизвестны широкому кругу лиц, так как держатся в секрете. Классические шифры в свою очередь можно разделить на две большие группы.

Первая группа — это шифры перестановки, или анаграммы. При совершении операций сами буквы не изменяются, они только перемещаются. Например, смысл шифра «Перевёрнутые пары» заключается в том, что символы открытого текста разделяются на пары, а затем меняются местами в каждой группе. Преобразовывая слово «секрет», получим «есркте». 

Шифр «Сэндвич» работает чуть сложнее. Закодируем словосочетание «познание мира». Для этого разделим его пополам и запишем буквы первой половины текста через пробелы: п о з н, а н. Впишем в промежутки символы второй части и в качестве результата увидим «пиоезмниарна».

Вторая группа — шифры замены. Здесь позиции букв остаются прежними, но на их место приходят другие знаки. Например, в шифре Цезаря каждый символ замещается на тот, который стоит в алфавите на три позиции вперёд. Слово «шёпот» тогда выглядит как «ыитсх». Необязательно, чтобы сдвиг был именно на три знака, «шаг» может варьироваться, но Цезарь в своей тайной переписке делал именно так.

Рассмотрим также шифр с паролем. Поработаем со словом «интрига». Для начала выберем пароль — пусть это будет слово «ключ». Теперь нужно составить таблицу, в которой первая строка — алфавит, а вторая — соответствующие буквы закрытого текста. Под первыми символами алфавита пишем пароль, далее оставшиеся буквы располагаются по порядку, пропуская те, которые мы используем для слова-пароля:

Код Виженера — более сложный шифр замены, который несколько веков считался невзламываемым. Французский дипломат Блэйс де Виженер предложил использовать 26 алфавитов — для этого он создал таблицу и в первой строке написал все буквы английского языка. В каждом последующем ряду он копировал его, используя шифр Цезаря с различными шагами. В последней строке получился исходный алфавит. Разные буквы могут быть зашифрованы с помощью алфавитов, стоящих в любом из рядов. Порядок их использования определяется паролем. В этом и была сложность для многих людей, кто пытался взломать шифр, — но, кстати, для русского языка этот шифр также применим. Приведём его алфавит.

Зашифруем фразу «Каве инимикум» — заклинание, создающее защитный купол в мире Гарри Поттера. Пусть паролем будет слово «чары». Сначала нужно создать вспомогательную таблицу, в которой в первой строке по порядку пишутся буквы ключа, а во второй — текст, который необходимо закодировать. Пароль повторяется до тех пор, пока все ячейки не будут заполнены.

Каждый символ шифруется по той строке в алфавите, которая начинается с букв пароля, которые стоят над ними в вспомогательной таблице. Таким образом, заклинание превращается в «Бата яншзякгс».

Интересные примеры криптографии можно встретить, читая художественную литературу. Например, в «Пляшущих человечках» Артур Конан Дойль познакомил читателя с детективом, связанным с шифром замены, алфавитом которого стали рисунки — человечки в различных позах. При помощи их комбинаций были засекречены слова, которые стали важнейшей уликой во время расследования Холмса.

В произведении «Серая скала» Николай Автократов, рассказывая историю о подземном заводе, сооружённом на советской территории немецкими оккупантами, создал захватывающую задачу криптографии. Чтобы понять текст, нужно было знать или угадать фразу, в которой есть все буквы. Так, подставляя цифры в порядке возрастания под каждую букву в предложении «Я могучий юноша-вождь захватил Эфесское царство», герои получили алфавит. Сложность заключалась в том, что некоторым символам исходного текста соответствовали даже несколько разных значений, при расшифровке выбирали любое из них.

Анатолий Рыбаков в повести «Кортик» писал о трёх подростках, которые пытались разгадать сообщение, лежащее в ножнах оружия. Оно было создано с помощью шифра «литорея», который относится к кодам замены. Чтобы его понять, нужно было иметь две части письма — в ножнах же лежала только одна из них. Это позволило автору создать большое количество приключений на пути к заветной разгадке.

Криптография — это наука, которая открывает большие возможности для экспериментов и творчества. Пробовать свои силы в этой области может каждый, для этого не обязательно быть математиком — достаточно обладать хорошей логикой и аналитическим складом ума. Многие дипломаты и исторические личности писали тайные послания из-за границы, используя шифры. В наши дни они встречаются везде, поэтому неважно, считает человек себя математиком или филологом: если тема захватывает, следует читать журналы и статьи, решать задачи. Проверить свои знания и потренироваться можно на различных олимпиадах и конкурсах, по криптографии они тоже существуют.  Даже если человек в дальнейшем не свяжет свою деятельность с криптографией, он разовьёт внимательность и критическое мышление, усидчивость и воображение — качества, которые очень важны в повседневной жизни.