Математика и криптография : тайны шифров и логическое мышление

Математика и криптография : тайны шифров и логическое мышление

Авторы:

Жанры: Математика, Образовательная литература

Цикл: Библиотека вундеркинда

Формат: Фрагмент

Всего в книге 42 страницы. Год издания книги - 2018.

Хочешь научиться хранить свои тайны, создавать зашифрованные послания и удивлять одноклассников познаниями в криптографии — науке о создании, использовании и взломе шифров? В этой книге тебя ждёт знакомство с тайными знаниями и умениями, которые доступны только избранным — шпионам, секретным агентам, учёным. Вместе мы научимся кодировать сообщения, используя разные методы шифровки, разгадывать уже существующие тайные послания, делать шифровальные машины и даже создавать свои оригинальные шифры и загадки! У тебя есть уникальная возможность познакомиться с реальным миром тайных агентов и спецслужб, ведь все методы шифрования, описанные в книге, используются до сих пор! А вдруг ты сможешь создать свой уникальный метод шифровки?

Читать онлайн Математика и криптография : тайны шифров и логическое мышление


Введение

Приветствую тебя, уважаемый читатель!

В этой книге я хотел бы посвятить тебя в некоторые тайные знания и умения, обычно доступные только избранным — шпионам и тайным агентам, пиратам и первооткрывателям дальних стран и, конечно же, учёным. Мы научимся писать зашифрованные послания и расшифровывать тайные записи (то есть разгадывать чужие секреты). Мы узнаем немало нового о том, как секретные умения развивались со временем и к какому состоянию криптография пришла сейчас. Ведь криптография — наука о создании, использовании и взломе шифров — одна из интереснейших и самых таинственных наук.

Мы пройдём с тобой по страницам книги, и ты узнаешь, как можно закодировать сообщение так, чтобы его практически никто не смог прочесть (а если кто и захотел бы, то на расшифровку ему бы потребовалось столько времени, сколько лет всей Вселенной). Также ты узнаешь, как разгадывать чужие сообщения и узнавать содержание тайных посланий. Конечно, расшифровать можно не любой код, но уверяю, что большинство шифров, которыми пользуются простые люди, например твои одноклассники, расшифровываются практически сразу же (если одноклассники ещё не прочитали эту книгу).

Чтобы с пониманием читать эту книгу и успешно применять методы, которые в ней описаны, желательно, что называется, дружить с математикой — иначе тебе будет непросто понимать описание некоторых способов шифрования и их расшифровки. Ещё лучше, если у тебя есть навыки программирования: тогда многие методы шифрования и расшифровки можно сразу же запрограммировать на компьютере, а не делать всё это вручную. Впрочем, книга написана так, чтобы можно было обойтись и без использования компьютера и языков программирования.

Если на летних каникулах ты прочтёшь эту книгу и выполнишь задания из неё, у тебя, мой уважаемый читатель, останутся не только знания и умения, но и множество интересных и полезных вещиц, вроде таблиц частотности символов и специальных матриц для кодирования перемешиванием. Всё это станет твоим криптографическим багажом, который ты должен беречь как зеницу ока и даже держать его существование в тайне. Ведь один из методов криптоанализа (так по-научному называется расшифровка — в противоположность криптографии) — немудрёный шпионаж и кража инструментов для шифрования, паролей и кодов. Целые государства рушились из-за этого, многие войны были проиграны из-за незадачливых шифровальщиков, которые не уделяли должного внимания тайне своей переписки.

Если у тебя есть брат или сестра примерно одного с тобой возраста, то вы можете читать эту книгу вместе и сообща решать загадки, которые вы найдёте на её страницах. Вряд ли вам стоит соревноваться друг с другом. К тому же вы сразу же сможете использовать описанные методы для передачи тайных посланий. Но не забудьте, что в этом деле очень важна секретность. Можно привлекать к этой игре и друзей. Единственное, от чего я хочу предостеречь, так это от попыток заниматься криптографией с теми, кому еще не исполнилось десять лет. Они просто могут не понять игры, и она будет им неинтересна.

В Интернете есть различные дополнительные материалы к этой книге, так что ты сможешь найти описания новых методов шифрования, программы для создания паролей и ключей и другие полезные штуки для занятия криптографией. Впрочем, прочитав эту книгу, ты поймёшь, что пользоваться чужими наработками можно только с очень большой осторожностью. В закрытых программах или методах могут оказаться так называемые «прослушки» (или «ловушки», или, как говорят программисты, «закладки»), включённые туда разработчиком. Другими словами, разработчик оставляет для себя возможность разгадать твои секреты, а у тебя при этом нет возможности понять, как работает закрытая программа. Ну а если ты пользуешься чужими ключами для шифровки своих тайн, то не удивляйся, если они в конце концов перестанут быть тайнами.

Давай же сделаем первый шаг в мир загадок и шифров.

Неделя 1. Простой шифр подстановки

Ну что ж, начать, пожалуй, нужно с самого простого. Давай разберёмся, что такое шифр.

Шифрование — это метод сокрытия и раскрытия смысла посланий. Сейчас ты читаешь этот текст и понимаешь его смысл. А если бы я не хотел, чтобы любой человек мог понять то, что здесь написано, я бы использовал шифр — например, так: «14 16 13 16 05 06 24 25 20 16 17 16 17 18 16 02 16 03 01 13». Никто кроме меня и тех, кого я посвящу в метод шифровки этого сообщения, не сможет его расшифровать. Другими словами, шифр (или шифровка, или зашифрованное сообщение) — это открытый текст, смысл которого скрыт.

Что значит «открытый текст »? Это такой текст, про который понятно, что он есть. Он доступен не только отправителю (автору) и получателю, но и любому другому человеку. Обычно сообщения — как шифрованные, так и нет, — являются открытыми. К примеру, текст этой книги — открытый. Но есть и закрытые тексты, то есть такие, о существовании которых доподлинно знают только отправитель и получатель. Остальные люди могут разве что догадываться о его существовании. О закрытых сообщениях мы поговорим чуть позже.

А что же значит «


С этой книгой читают
Физика на пальцах

Понимаете ли вы теорию Стивена Хокинга и теорию относительности?Знаете ли и сможете ли доступно объяснить основы квантовой физики?Расскажете об открытии Марии Склодовской-Кюри?Хотите понять самую модную науку XXI века?Неважно, учитесь ли вы в школе или уже давно закончили ее. Если вы любознательный человек, то эта книга ДЛЯ ВАС!САМАЯ ГЛАВНАЯ НАУКА – ЭТО ФИЗИКА! Так начинает эту книгу известный публицист, популяризатор теоретической науки Александр Никонов.


Эволюция на пальцах

Хотели бы вы снова от звонка до звонка 10 лет отсидеть за школьной партой? Вряд ли… Школа запихивает в голову огромную кучу знаний, только вот раскиданы они беспорядочно и поэтому остаются невостребованными. Что вот вы помните из школьной программы про теорию эволюции? Обезьяны, Дарвин, гены… Эх, невелик набор, да и системы в нем нет. Эта книга знакомит детей и родителей, которые хотели бы рассказать своим детям о мире, с понятием эволюции. Причем речь идет не только о биологической эволюции, чего, наверное, можно было бы ожидать.


Простая одержимость: Бернхард Риман и величайшая нерешенная проблема в математике

Сколько имеется простых чисел, не превышающих 20? Их восемь: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17 и 19. А сколько простых чисел, не превышающих миллиона? Миллиарда? Существует ли общая формула, которая могла бы избавить нас от прямого пересчета? Догадка, выдвинутая по этому поводу немецким математиком Бернхардом Риманом в 1859 году, для многих поколений ученых стала навязчивой идеей: изящная, интуитивно понятная и при этом совершенно недоказуемая, она остается одной из величайших нерешенных задач в современной математике.


Истина и красота: Всемирная история симметрии
Автор: Йэн Стюарт

На протяжении многих веков симметрия оставалась ключевым понятием для художников, архитекторов и музыкантов, однако в XX веке ее глубинный смысл оценили также физики и математики. Именно симметрия сегодня лежит в основе таких фундаментальных физических и космологических теорий, как теория относительности, квантовая механика и теория струн. Начиная с древнего Вавилона и заканчивая самыми передовыми рубежами современной науки Иэн Стюарт, британский математик с мировым именем, прослеживает пути изучения симметрии и открытия ее основополагающих законов.


Симпсоны и их математические секреты

Саймон Сингх рассказывает о самых интересных эпизодах мультсериала, в которых фигурируют важнейшие математические идеи – от числа π и бесконечности до происхождения чисел и самых сложных проблем, над которыми работают современные математики.Книга будет интересна поклонникам сериала «Симпсоны» и всем, кто увлекается математикой.На русском языке публикуется впервые.


Вначале была аксиома. Гильберт. Основания математики

Давид Гильберт намеревался привести математику из методологического хаоса, в который она погрузилась в конце XIX века, к порядку посредством аксиомы, обосновавшей ее непротиворечиво и полно. В итоге этот эпохальный проект провалился, но сама попытка навсегда изменила облик всей дисциплины. Чтобы избавить математику от противоречий, сделать ее «идеальной», Гильберт исследовал ее вдоль и поперек, даже углубился в физику, чтобы предоставить квантовой механике структуру, названную позже его именем, — гильбертово пространство.


Стратегии решения математических задач

Любую задачу можно решить разными способами, однако в учебниках чаще всего предлагают только один вариант решения. Настоящее умение заключается не в том, чтобы из раза в раз использовать стандартный метод, а в том, чтобы находить наиболее подходящий, пусть даже и необычный, способ решения.В этой книге рассказывается о десяти различных стратегиях решения задач. Каждая глава начинается с описания конкретной стратегии и того, как ее можно использовать в бытовых ситуациях, а затем приводятся примеры применения такой стратегии в математике.


Флатландия. Сферландия

Произведения Э. Эбботта и Д. Бюргера едины по своей тематике. Авторы в увлекательной форме с неизменным юмором вводят читателя в русло важных геометрических идей, таких, как размерность, связность, кривизна, демонстрируя абстрактные объекты в различных «житейских» ситуациях. Книга дополнена научно-популярными статьями о четвертом измерении. Ее с интересом и пользой прочтут все любители занимательной математики.


Реестр убийцы

В Риме безжалостно убита юная американская теннисистка. Доктора Кей Скарпетту, прибывшую в Италию из США на симпозиум, посвященный проблемам судебной медицины, привлекают в качестве консультанта…Вернувшись на родину, Кей обнаруживает связь между этим преступлением и убийством мальчика, истерзанное тело которого найдено в болоте неподалеку от города. Вскоре к этим двум преступлениям добавляется третье — зверское убийство женщины в роскошном приморском особняке…Скарпетте и прежде приходилось иметь дело с серийными убийцами.Но ни разу еще загадка не была так близка — и так далека.Ведь не каждый маньяк выслеживает жертву по темным глухим закоулкам.


Диллинджер

В книгу включена повесть о жизни и смерти живой легенды американской преступности 1930-х годов. Вы узнаете о последних днях знаменитого грабителя банков, гангстера по имени Джон Диллинджер и о его банде.


Дорога в лето
Автор: Эмери Лорд

Расставшись с парнем, который приносил одни неприятности, Рейган О'Нил готова оставить всё плохое позади. Как и её лучшая подруга, суперзвезда кантри-музыки Лайла Монтгомери — она тоже залечивает своё разбитое сердце.К счастью, Лайла вот-вот отправится в тур по двадцати четырём городам, и девушки смогут провести всё лето, исполняя баллады о несчастной любви и залечивая свои сердца. Но когда в качестве «разогрева» к турне присоединяется Мэт Финч, Рейган становится трудно сопротивляться его очарованию «соседского мальчишки».


Крылья для демона

Провалившемуся в обитель демонов, как правило, возврата нет. Но каждое правило, как известно, имеет исключение. Вот и Леонид Царьков сумел вернуться на небеса, да еще остров с собой прихватил. Правда, в нагрузку ему навязали рыжего захребетника. И крутись теперь с этим хозяйством, как хочешь: война с мятежниками, интриги вельмож, вторжение соседних держав, две требовательные принцессы и четырехлапый воспитанник. Попробуй хоть кого-то упустить из виду – сразу напомнят. Причем угадать, кто доставит больше неприятностей, весьма сложно.


Другие книги автора
Шифры и квесты: таинственные истории в логических загадках

У всех иногда бывает так, что и делать ничего не хочется, и скука смертная одолевает, и каждый день повторяет предыдущий… Но вдруг в размеренной жизни появляется таинственный чемодан с шифровым замком без ключа – и приключения начинаются!Для начала нужно подобрать шифр, затем – разгадать тайное послание, найти и собрать ключи к целой закодированной матрице, а потом даже самостоятельно сделать шифровальную машину и найти настоящий клад! Кто сказал, что такая жизнь скучна и неинтересна? Ведь вас ждет увлекательный квест по миру криптографии – настоящей науки о невозможности прочтения информации теми, кто о ней знать не должен.Хотите быть посвященными в математические тайны и самостоятельно разгадывать, а главное – создавать затейливые шифры? Попробуйте пройти этот квест вместе с главным героем – вдруг вы докопаетесь до истины раньше?


Криптографические приключения: таинственные шифры и математические задачи

Наступает лето, успешно пишутся итоговые контрольные работы и кажется, что вот наконец-то все закончилось и можно спокойно отдохнуть… Но тут обычная поездка в деревню на лето оборачивается удивительным приключением и кладезем новых знаний! Обычная надпись на стене дома может стать ключом к таинственному посланию, а старинная запись из XIX века — настоящей картой, указывающей на спрятанные сокровища! Главное — применить все свои знания физики, логики и математики, чтобы верно разгадать все загадки и не свернуть с правильного пути. Вас ждет увлекательный квест не только по миру криптографии и практики шифрования, но и путешествие по задворкам истории, географии и даже генетики! Ведь знания математики и физики — это не только скучная теория, но прежде всего практика, применимая ко всем сферам нашей жизни.