Шифры.
Сегодня мы познакомимся с некоторыми видами шифров и сами попробуем зашифровывать и расшифровывать сообщения.
Шифр — это способ преобразования текста для передачи секретных сообщений. Тот, кому предназначено сообщение, должен знать секрет (ключ) шифра, чтобы суметь прочитать сообщение.
Как же можно зашифровать сообщение? Во-первых, можно заменить каждую букву сообщения на другую букву или символ. Такие шифры называются шифрами замены. Во-вторых, можно взять все буквы сообщения и поменять их местами. Такие шифры называются шифрами перестановки.
1. Шифры замены.
Числовой шифр.
При числовом шифровании каждая буква заменяется числом, например, номером буквы в алфавите. В таблице показаны буквы и их шифры:
Попробуем зашифровать числовым шифром слово ТЕТРАДЬ. Т заменяется на 20, Е на 6 и т. д. Получаем 20620181530.
Этот шифр кажется очень простым. Однако многие слова расшифровать не так-то просто.
Попробуем расшифровать такое слово: 12211920. Сложность состоит в том, что в зашифрованном слове нет разделения на шифры отдельных букв, поэтому, например, 12 может означать 1 и 2 (буквы А и Б) или 12 (букву К).
В этом случаем мы перебираем все возможные варианты букв и выбираем такое сочетание, чтобы получилось слово.
Про зашифрованное слово 12211920 можно сказать точно, что в нем нет букв с кодами 92 и 0 (так как букв в алфавите и их кодов — от 1 до 33). То есть можно разделить слово так: 122119_20, и последнюю букву уже точно можно расшифровать: 20=Т.
Посмотрим на оставшиеся цифры 122119. Если первая 1 — это буква А, а следующие 22 — это ББ, то возможны такие варианты:
- 1_2_2_1_1_9_20 — АББААЗТ,
- 1_2_2_1_19_20 — АББАСТ,
- 1_2_2_11_9_20 — АББЙЗТ.
Как видно, осмысленные слова не получились.
Если первая 1 — это буква А, а следующие 221 — это БУ или ФА, то возможны такие варианты:
- 1_2_21_1_9_20 — АБУАЗТ,
- 1_2_21_19_20 — АБУСТ,
- 1_22_1_1_9_20 — АФААЗТ,
- 1_22_1_19_20 — АФАСТ.
Снова получились непонятные слова.
Значит, первая буква — не А, и нужно рассматривать первую букву с кодом 12, то есть букву К. Тогда вторая буква будет либо Б (код 2), либо буква У (код 22). В первом случае слово будет начинаться на КБ, во втором — на КУ. Скорее всего, наиболее подходит второй вариант, так как трудно придумать слово, начинающееся на КБ.
Итак, первая буква К, вторая У, последняя Т. Расшифруем остальные буквы. Возможны такие варианты:
- 12_21_1_9_20 — КУАЗТ,
- 12_21_19_20 — КУСТ.
Из всех вариантов зашифрованных слов только одно имеет смысл — это слово КУСТ.
Шифр Цезаря.
Один из самых известных шифров замены – это шифр Цезаря. При таком шифровании каждая буква алфавита заменяется также буквой алфавита, но с некоторым сдвигом. Чтобы зашифровать сообщение, мы выписываем алфавит и выбираем величину сдвига. Например, мы выбрали сдвиг 2. Теперь мы записываем алфавит еще раз, сдвигая его на 2 буквы.
В нижней строке таблицы записаны коды букв из верхней строки.
Попробуем теперь зашифровать слово МОЛОКО. М заменяется на О, О на Р и т. д. Получаем ОРНРМР.
А теперь расшифруем слово ХФАЕ. Мы ищем букву шифровки в нижней строке таблицы и заменяем на букву из верхней строки. Если в зашифрованном слове первая буква Х, значит в первоначальном была У. Вместо Ф – Т и т. д. Получаем слово УТЮГ.
2. Шифры перестановки.
Анаграмма и биграмма.
Анаграмма — это слово, образованное из исходного слова перестановкой букв. Иногда в этом случае получается новое слово, а иногда просто набор букв.
Вот примеры анаграмм (слева исходное слово, справа — анаграмма):
- динозавр — ардовзин,
- коршун — шнурок,
- арбуз — рузба.
Расшифровать анаграммы бывает довольно сложно, особенно если зашифрованы длинные слова. Нет единых правил расшифровки анаграмм. Но это умение можно тренировать, играя в разные игры по составлению слов (например, в «Эрудит»).
Биграмма — более простой вид анаграмм. В исходном слове буквы делят на пары и в парах меняют местами.
Например:
- паровоз — апоровз,
- листопад — илтспода,
- скороговорка — ксроговороак.
Расшифровать биграмму довольно просто: нужно так же разбить буквы в зашифрованном слове на пары и поменять их местами.
Попробуем расшифровать слово АКЕЛДЙСООКП. Разделим буквы на пары: АК_ЕЛ_ДЙ_СО_ОК_П. И поменяем в парах местами: КА_ЛЕ_ЙД_ОС_КО_П. Получили КАЛЕЙДОСКОП.
Табличный шифр (маршрутной перестановки).
При таком шифровании используется таблица.
Зашифруем, например, фразу ЗАЯЦ ЖИВЁТ В ЛЕСУ с помощью таблицы. Количество клеток таблицы должно быть равно или чуть больше количества букв в сообщении. В нашей фразе 14 букв (пробелы между словами не считаем). Для шифрования нужно выбрать таблицу, в которой будет 14 и чуть больше клеток. Например, мы можем выбрать таблицу 2х7, 3х5 или 4х4.
Будем использовать для нашей шифровки таблицу 4х4. Начертим ее и запишем фразу в таблицу по строкам. Пустые клеточки заполним символами «-«.
Выпишем теперь буквы по столбцам. Получаем ЗЖТСАИВУЯВЛ-ЦЁЕ-. Сообщение зашифровано.
Расшифруем теперь фразу АНТНЕОТСРОТТ, если известно, что она была записана в таблицу 3х4 по строкам, а потом выписана по столбцам. Чтобы расшифровать, нам надо сделать все в обратном порядке – записать по столбцам, а выписать по строкам.
Получаем АНТОН ЕСТ ТОРТ.