2 класс. Неделя 30 (с 14 по 20 апреля). Теория.

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.