Мини-курс по криптографии
Чёрный кабинет
Как прятали письма от Цезаря до HTTPS — и как их всё равно читали. Двенадцать уроков простым языком, живые схемы, загадки с разбором, шифраторы на любой случай и квест из восьми дверей.
Двенадцать уроков
От шифров, которые ломаются карандашом, до математики, которую не ломает никто. Каждый урок — 15–25 минут, своя схема и своя загадка в конце.
- №01 I век до н. э. Шифр Цезаря Самый знаменитый шифр в истории — и самый беззащитный. Разбираемся, как он устроен, и ломаем его за минуту без всякого ключа.
- №02 IX век Простая замена и частотный анализ Перемешаем алфавит как угодно — и ключей станет больше, чем звёзд на небе. Но в IX веке аль-Кинди показал, что такой шифр выдают сами буквы. Учимся вскрывать его подсчётом.
- №03 XVI–XIX века Шифр Виженера Шифр, который три века называли неразгадываемым. Разбираем квадрат Виженера, смотрим, как ключ сглаживает частоты, — и ломаем его тем же способом, что Бэббидж и Касиски.
- №04 V век до н. э. Перестановки: скитала, забор, столбцы Можно не менять ни одной буквы и всё равно сделать текст нечитаемым — достаточно их перемешать. Наматываем ленту на спартанскую палочку, пишем зигзагом и переставляем столбцы по ключевому слову.
- №05 1840-е Азбука Морзе Две метки — короткая и длинная — и правило, сколько молчать между ними. Этого хватило, чтобы опутать мир проводами, позвать на помощь с тонущего корабля и мигать фонарём с мостика на мостик.
- №06 XX век Двоичный код, hex и Base64 Компьютер не знает букв — только нули и единицы. Разбираемся, как текст становится байтами, зачем нужны hex и Base64 и почему строка, похожая на абракадабру, ещё не шифр.
- №07 V век до н. э. — наши дни Стеганография Шифр прячет смысл письма, но все видят, что письмо есть. Стеганография прячет само письмо: в волосах гонца, под воском, в младших битах фотографии и в звуке, который можно увидеть.
- №08 1920–1945 Энигма Шифровальная машина, которую её создатели считали невзламываемой. Разбираем её по винтикам — роторы, рефлектор, коммутатор — и смотрим, какая крошечная особенность её погубила.
- №09 1917–1980 XOR и одноразовый блокнот Единственный шифр, который невозможно взломать даже в теории, — и история о том, как его всё-таки взломали, потому что кто-то сэкономил бумагу.
- №10 1979–2017 Хеши: отпечатки данных Функция, которая превращает что угодно в короткую строку — и не позволяет вернуться назад. На ней держатся пароли, загрузки и подписи. Разбираемся, как её обманывают и как защищаются.
- №11 1976–1977 Открытый ключ: Диффи — Хеллман и RSA Как договориться о секрете с незнакомцем, если вас подслушивают с первого же слова? Три тысячи лет это считалось невозможным. В 1976 году оказалось, что можно.
- №12 1586–наши дни Знаменитые шифры Шифр, отправивший королеву на эшафот. Телеграмма, втянувшая Америку в войну. Убийца, дразнивший полицию шифровками. Скульптура во дворе ЦРУ. Клад, которого, возможно, не было. Пять дел из архива «Чёрного кабинета».
Квест
Восемь дверей
Цепочка шифровок: ответ на одну — пароль от следующей. Записка Цезаря, радиограмма Морзе, слово, нарисованное в звуке, пароль в пикселях фотографии, XOR и сейф под RSA. Загадки у каждого свои, а способы решения одинаковые — честно для всех.
Открыть первую дверьпока никто
- 1 Цезарь
- 2 Морзе
- 3 Виженер
- 4 Кодировки
- 5 Спектрограмма
- 6 Стеганография
- 7 XOR
- 8 RSA
Утилиты кабинета
Зашифровать, расшифровать, взломать, послушать, посмотреть. Всё считается у вас в браузере: тексты никуда не отправляются.
Классические шифры
- Шифр Цезаря онлайн Зашифровать и расшифровать шифр Цезаря и ROT13, перебрать все сдвиги разом и найти осмысленный.
- Шифр Атбаш Атбаш: алфавит, прочитанный задом наперёд. Работает для русского и латиницы.
- Шифр простой замены Шифр замены с ключевым словом или своим алфавитом: шифрование, расшифровка, ручной подбор букв.
- Аффинный шифр Аффинный шифр E(x) = a·x + b: шифрование, расшифровка и перебор всех ключей.
- Шифр Виженера: шифратор и взлом Шифр Виженера и Бофора: шифрование по ключу и автоматический взлом без ключа — длина ключа по индексу совпадений.
- Шифр Плейфера Шифр Плейфера: квадрат 5×5 по ключу, шифрование биграммами с подсветкой правил.
- Квадрат Полибия и тюремный код Квадрат Полибия: буквы в пары цифр и обратно. Тюремный стук и шифр ADFGX.
- Шифр масонов (Pigpen) Шифр масонов: буквы в решётках и крестах. Набор текста и расшифровка по картинке.
- Шифр «Забор» (Rail Fence) Шифр «забор»: текст зигзагом по рельсам. Видно, как буквы ложатся, и перебор числа рельсов.
- Перестановка по столбцам Столбцовая перестановка по ключевому слову: таблица, порядок столбцов, шифрование и расшифровка.
Анализ и взлом
Коды и кодировки
- Буквы в цифры (A1Z26) Номер буквы в алфавите: А=1, Б=2… и обратно. Русский алфавит из 33 букв и латиница.
- Азбука Морзе: переводчик со звуком Перевод текста в азбуку Морзе и обратно, проигрывание звуком и светом, расшифровка аудиофайла.
- Base64, hex, двоичный код Перевод текста в Base64, Base32, шестнадцатеричный, двоичный и десятичный код и обратно (UTF-8).
Современная криптография
- XOR-шифр онлайн XOR текста или байтов с ключом: hex, Base64 и текст, поиск однобайтового ключа.
- Хеш онлайн: SHA-256, MD5 MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-384, SHA-512 и CRC32 от текста или файла — с лавинным эффектом наглядно.
- Шифрование AES по паролю Зашифровать текст паролем (AES-256-GCM, ключ из пароля через PBKDF2) и расшифровать. Всё в браузере.
- RSA: учебный калькулятор RSA на маленьких числах: простые p и q, ключи, шифрование и расшифровка, разложение n на множители.
Машины и тайнопись
- Шифр Бэкона Шифр Фрэнсиса Бэкона: каждая буква — пять знаков A/B, которые можно спрятать в начертании обычного текста.
- Энигма: симулятор Энигма I: роторы I–V, кольца, рефлектор B/C, коммутатор. Видно путь тока для каждой буквы.
- Спектрограмма аудио онлайн Увидеть спектрограмму аудиофайла и спрятать в звук свою картинку или текст.
- Стеганография в картинке (LSB) Спрятать текст в младших битах пикселей PNG и достать его обратно; битовые плоскости картинки.
Зал славы
Пока никто не открыл все восемь дверей. Первое место свободно.