Эта книга составлена из криптографических этюдов, основой для которых послужили игры, проводимые автором в студенческой аудитории. Главная цель этих игр – в занимательной форме как на историческом, так и на литературном материале, сначала на переменке, а потом и в ходе занятия познакомить студентов с простыми шифрами.
Студенты-криптографы обычно изучают сложные разделы высшей алгебры и других математических наук, содержание которых не предполагает развлечения: сплошные формулы и абстракции; никакой романтики и тайных шифров. Здесь же подобраны такие загадки из истории шифрования, решение которых студенты осиливают в игровой форме за пять-десять минут. Игры всегда динамичны; студенты, разгадывая очередной ребус или криптограмму, кооперируются друг с другом, обсуждают задачу с преподавателем. Решение данных этюдов не требует большого багажа знаний ни по математике, ни по криптографии (в книге приведена всего одна математическая формула). Материал доступен каждому, кто захочет немного больше узнать о шифрах и криптограммах.
Криптография косвенно присутствует уже в детских играх. Вспомните себя: у вас, наверное, тоже был свой, тайный от взрослых язык, который вы использовали в играх.
Вот, к примеру, стихотворение, написанное на одном из многочисленных тайных детских языков, так называемой поросячьей латыни:
Триси мусудресецаса в осодносом тасазусу
Пусустисилисись посо мосорюсю в гросозусу,
Бусудь посопросочнесеесе
Стасарысый тасаз,
Длисиннесеесе бысыл бысы
Мосой расасскасаз.
При быстром разговоре на такой ученой «латыни» окружающие часто не различают слов и не понимают, о чем идет речь. Таким образом, шифр сделал свое дело: содержание разговора скрыто от посторонних. Но сколько удовольствия игра доставляет юным собеседникам!
Принцип сокрытия тайны в этом языке безыскусен: после каждого гласного звука добавляется еще один слог: с первым звуком «с» и вторым – тем же гласным, какой был в предыдущем слоге. Теперь осталось только дешифровать приведенное выше детское стихотворение из сборника «Сказки матушки Гусыни»:
Три мудреца в одном тазу
Пустились по морю в грозу,
Будь попрочнее
Старый таз,
Длиннее был бы
Героиня одного из этюдов Агата Кристи вспоминала в автобиографии, что именно через игру отец привил ей любовь к «числовым головоломкам и вообще всему, что связано с числами». Папа будущей писательницы несколько лет был судьей на играх в крикет в ее родном городке. Агата с шестилетнего возраста помогала ему в подсчетах: сколько было пропущено калиток, сколько пробежек сделала каждая команда… Для нее это было лучшей тренировкой в счете. Впоследствии она напишет: «Я продолжала заниматься арифметикой с папой. ‹…› Я находила все это совершенно захватывающим. Я бы стала ‹…› математиком и спокойно и счастливо дожила бы до самой смерти»{1}.
Герою другого этюда, Вольфгангу Амадею Моцарту, было и того меньше – четыре года, «когда отец, как бы затевая веселую игру, начал разучивать с ним на клавире некоторые менуэты и другие пьесы. За короткий срок он смог играть их с совершеннейшей чистотой и в строжайшем ритме. Вскоре в нем пробудилось стремление к самостоятельному творчеству. Пяти лет Вольфганг сочинял маленькие пьесы, которые проигрывал своему отцу с просьбой записать их на бумаге»{2}. Друг семьи Моцартов Иоганн Андреас Шахтнер вспоминал о маленьком гении: «Он всегда настолько целиком отдавался тому, чему его заставляли учиться, что забывал обо всем остальном, даже о музыке; например, когда он учился считать, то стол, стулья, стены, даже пол были покрыты цифрами, написанными мелом»{3}. Как видим, и изучение цифр для юного Моцарта стало захватывающей игрой. Мало похоже на строгий урок все это «пачканье» стен и пола мелом!
Уделите и вы этой книге час-другой, поиграйте в криптографию.
Когда я был ребенком, мой отец тоже играл со мной «в арифметику» по дороге в детский сад и обратно, за что папе большое спасибо. Он в быстром темпе называл одно и то же небольшое число много раз подряд, указывая, вычесть его или прибавить к сумме, а потом спрашивал, каков результат. Позже отец мне признался, что незаметно для меня загибал пальцы при сложении и разгибал их при вычитании, чтобы самому не ошибиться при конечном подсчете. Я проделывал то же самое, но в уме. Зная, сколько осталось «пальцев» в итоге, мне удавалось быстро складывать заданное число нужное количество раз. Это было подчас нелегко, но надо же обыграть папу! Отец всегда удивлялся, как мне удавалось не сбиться со счета и почти мгновенно назвать правильный ответ. Свою «тайну» я не выдавал: так было гораздо интереснее играть.
Этюд I
O tempora! O mores!
Древнейшим зашифрованным сообщением, дошедшим до нас, признана надпись, вырезанная на гробнице знатного человека по имени Хнумхотеп, князя Хебену, носившего также титул «начальник Востока», примерно в 1900 году до н. э. в древнеегипетском городе Менат-Хуфу на берегу Нила{4}. Примененная писцом система «тайнописи» основывалась на изменении начертания отдельных (не всех) иероглифов. Поэтому вырезанная в камне надпись не была тайнописью в полном понимании этого слова и не является полноценным шифром. Писец всего лишь попытался придать ей больше важности. По египетским верованиям, тот, кто читал надписи на гробнице, способствовал вечной загробной жизни усопшего. Фактически это была головоломка, требующая большего времени, нежели чтение просто текста, заставляющая задуматься и вызывающая у прохожего желание разгадать скрытый смысл.
Но постепенно многие записи начинают преследовать и другую, важную для криптографии цель – секретность. В некоторых случаях секретность была нужна для усиления колдовской силы поминальных текстов.
А в наше время люди начали, например, зашифровывать свое имя на автомобильных номерах. Особенно широкое распространение мода на «личные» номера получила в Европе и США{5}. Хоть какое-то развлечение в пробках! Стоишь и от нечего делать разгадываешь номер-ребус впереди идущей машины: как зовут владельца, кто он по профессии. Но почему же не написать свое имя просто, без всяких загадок?
Так как уникальный номер, например с именем «Игорь», может быть только один, то всем остальным Игорям приходится действовать подобно упомянутому выше древнеегипетскому писцу: изменять начертания отдельных (или всех) букв.
