Криптографические приключения. Таинственные шифры и математические задачи
Шрифт:
Катя предложила перевести двоичные числа в десятичные. Это сделать было несложно, но результат оказался какой-то странный. Пробел с очевидностью получил код 0, буква «О» получила код 1 и так далее по убыванию частоты. Дальше пошли разрывы в числах, они перестали следовать одно за другим, но порядок сохранялся. В итоге каждая буква получила соответствующее число, но я видел, что это обычный шифр одноалфавитной замены, а потому никакого смысла в переводе из двоичной системы в десятичную не было. Идея была в чём-то ином, но мы так и не смогли разобраться. Так что я отложил
Дни были однообразны. Мы с Катей катались на велосипедах по окрестностям села. Я сопоставлял всё то, что вижу, со своими наведёнными воспоминаниями. Обычно всё совпадало в общих чертах, но детали, конечно, были мне в новинку. Катя вообще всё воспринимала как какую-то диковинку. Например, она удивленно рассматривала деревенских коров и коз.
Прошло три дня с того моего странного сна. Сегодня должен был вернуться папа. Я прямо с утра был в нетерпении и ничего не мог с собой сделать: постоянно смотрел на дорогу, ездил на велосипеде на край села и смотрел вдаль. Но отец не появлялся.
Он так и не приехал до самого вечера, и я пошёл укладываться. Он не отвечал на мои телеграммы, но я понимал, что он не может этого сделать за рулём. Но он мог бы уж остановиться и написать, чтобы я не волновался! В общем, я не получил никаких сигналов и в конце концов уснул.
Утром я проснулся и пошёл во двор умываться. Перед входом в дом стояла папина машина. Папа сидел в доме и что-то рассказывал тёте Кате. Когда я вошёл, он весело спросил, как мне жилось. Тётя Катя стала уверять, что мне было хорошо, что у меня здесь появилась невеста и что я могу оставаться у неё, а отец может уезжать. Я только фыркнул от негодования.
После завтрака я быстро собрался, но мы пообещали тёте Кате приходить к ней обедать через день или даже чаще. Затем я наконец-то попал в свой штаб и смог подключиться к интернету.
С собой папа привёз кучу разных вещей. Во-первых, всё заднее сиденье было уставлено бутылями с водой. Действительно, привезённая из города вода у нас уже почти закончилась. Хотя у тёти Кати я пил колодезную воду, но папа не советовал мне этого делать. Не знаю уж почему, ведь он в детстве пил ту же самую воду. Несколько часов мы выгружали эти бутыли в подсобку нашего штаба.
Кроме того, он привёз какие-то странные и сложные устройства, упакованные в мягкую бумагу и пупырчатый полиэтилен (я сразу начал лопать пузырьки). Они были похожи на лазерные установки. Отец убрал их на чердак. Я пока не стал спрашивать, что это такое, но про себя подумал, что дело идёт к какой-то заварушке, раз папа привёз лазерные ружья. Вероятно, будем отбиваться от инопланетян. Ведь он сам рассказывал мне, что в тамбовских лесах иногда приземляются летающие тарелки с зелёными человечками.
В общем, мы целый день переезжали и обустраивались. Пришла Катя, мы немного поиграли, а она скачала свою почту за всё время, пока не было доступа в сеть. Так день и прошёл –
На следующий день я показал папе свои выкладки о разделении множества символов на две половины в соответствии с их частотностью. Отец внимательно изучил всё, что я ему показал, а потом спросил, где я это вычитал. Я горячо возразил, что всё придумал сам (ну, может быть, Катя немного помогла). А вообще идея пришла ко мне во сне.
Тогда отец рассказал, что я разработал метод сжатия информации в соответствии с основной теоремой теории информации для каналов без шума. По его словам, эту тему изучают в технических институтах на третьем курсе. Я сразу запутался в терминах, которые он использовал, поэтому попросил:
– Ты лучше скажи, для чего это нужно. Ведь мы с Катей не смогли придумать, как использовать новый код.
– Это потому, что у вас не было под рукой телеграфа. Если бы попробовали отправлять сообщения при помощи этого нового кода, то сразу поняли бы.
– И все-таки расскажи, пожалуйста.
– Всё просто. В том коде, который я вам дал, каждая буква представлена пятью битами. А в твоём коде длина представления буквы зависит от её частоты: чем чаще, тем короче. Теперь понимаешь?
– То есть для длинных передач моим кодом надо будет меньше раз жать на ключ, чем для передач твоим?
– Абсолютно верно. Давай попробуем. У Кати есть копия этого кода?
– Должна быть, она перерисовала его себе.
– Тогда включай телеграф и вызывай её.
Прежде всего я закодировал при помощи нового кода сообщение: «КАТЯ ПРИЕЗЖАЙ ПАПА РАССКАЖЕТ НОВУЮ ТЕМУ». Получилось довольно длинно и необычно. Я включил телеграф и передал сигнал начала сессии. Пять минут не было никакого ответа, и тогда я снова передал этот сигнал. На этот раз ответ пришёл через две минут. Что ж, алгоритм установки сессии работал.
Я передал подготовленный шифр и стал ждать. В ответ пришло сообщение: «01101 01000 10111 00101 00011 01110 01101 00101 01111 01110 01101 01000 01100 00000 11110», что соответствовало тексту «НИЧЕГО НЕ ПОНИМАЮ». Тогда я передал обычным кодом: «ИСПОЛЬЗУЙ НОВЫЙ КОД». Через какое-то время пришло сообщение: «0100 11001 11010 11111100 11001 0110 1000 0100», что при декодировании новым кодом значило «ЕДУ ЖДИТЕ».
Катя приехала примерно через пятнадцать минут. Папа посадил нас на низенькую скамеечку около входа в наш штаб, а сам принялся рассказывать об открытии, которое мы сделали. Папа у меня любит подходить издалека, поэтому он начал с теории информации. Впрочем, это было достаточно интересно, и я узнал много нового.
Папа рассказывал:
– Люди с древнейших времён передают информацию как в пространстве, так и во времени. Например, полководец отправляет гонца с посланием своим офицерам. Это – передача информации в пространстве, от источника информации к её потребителям. А если учёный пишет научный трактат для потомков, то это передача информации во времени. Конечно, можно передавать информацию только в будущее время. И такую передачу называют «хранением информации».