Подробнее

Кодирование и криптография

Образовательное учреждение
ГБОУ СОШ №625 с углубленным изучением математики Невского района Санкт-Петербурга имени Героя Российской Федерации В.Е. Дудкина
ФИО автора работы
Полякова Элина Романовна
Краткая аннотация работы
В данной работе проведены исследования о разных шифрах, их необходимости в разные времена, использование шифров в современное время
ФИО научного руководителя (руководителей) работы
Свербеева Ольга Нииколаевна
Работа выполнена учащимся
средняя школа
Текст

 

 Узнав о том, что мой брат собирается поступать в Институт криптографии, связи и информатики Академии ФСБ России, я заинтересовалась темой криптографии и решила изучить ее подробнее. Мне захотелось познакомиться с историей кодирования и криптографии, разобраться в терминах, узнать, как коды и шифры применяются сейчас, какие у них дальнейшие перспективы, и как это связано с математикой.

 Так началось мое исследование.

  Криптография настолько древняя дисциплина, что некоторым известным зашифрованным сообщениям более 4500 лет. Древние греки и римляне, персы и арабы — все они развивали способы кодирования и шифрования для военных и торговых целей.

 Тайное общение являлось ключевым элементом военных успехов. Такая секретность привела к появлению нового типа соперников — тех, кто называл себя хранителями тайны, —  криптографов, и тех,  кто надеялся раскрыть ее, — криптоаналитиков или специалистов по взламыванию шифров. Между ними шла всегда разыгрываемая за кулисами война, в которой временное преимущество могло быть то на одной, то на другой стороне, но никто никогда не достигал решающей победы.

  В VIII в., например, арабский мудрец Аль-Кинди придумал метод дешифровки, известный как частотный криптоанализ, который вскрывал любое закодированное сообщение. Ответом шифровальщиков (на такой ответ потребовались столетия) было изобретение полиалфавитного шифра. Это, казалось бы, стало решающей победой криптографов…

  Но появился еще более продвинутый метод расшифровки, разработанный в тишине кабинета английским гением, что вновь склонило чашу весов в пользу криптоаналитиков. С тех пор главным оружием, применяемым каждой из сторон, была математика, от статистики и теории чисел до модульной арифметики.

  Переломный момент в этой битве кодирования и расшифровки наступил с появлением первых машин шифрования, и  вскоре после этого первых машин расшифровки. Первая программируемая вычислительная машина, названная «Colossus», была изобретена и построена британцами для взлома сообщений, закодированных немецкой шифровальной машиной «Энигма». При взрывном росте вычислительной мощности именно шифры, а не традиционные соображения секретности играют ведущую роль в передаче информации.

  Универсальный язык современного общества использует не буквы или иероглифы, а только две цифры — 0 и 1. Это двоичный код. Какая из сторон выиграла от прихода новых технологий: криптографы или криптоаналитики?   Возможна ли безопасность в наш век вирусов, информационных краж и суперкомпьютеров? Ответ на второй вопрос в значительной степени положителен, и снова мы должны сказать спасибо математике, а именно простым числам и их особенным свойствам.

   Как долго продержится временная победа криптографии? Ответ на этот вопрос уведет нас к самой дальней границе современной науки — теории квантовой механики, поразительные парадоксы которой подведут итог нашему захватывающему путешествию по разделу математики, отвечающему за безопасность и секретность.

  В такой серьезной и объемной теме, как криптография, невозможно разобраться сходу. В моем проекте представлены лишь крупицы информации, но именно эти основные сведения открывают двери в удивительный мир кодов и шифров, позволяя разбираться в хитросплетениях цифр и лабиринтах алгоритмов.

 Я планирую изучать криптографию в дальнейшем и надеюсь выступать со своими проектами в будущем.