Джордж и код, который не взломать - [5]

Шрифт
Интервал

– Круто! – восхитилась Анни. – Уважуха, Берил! – И она снова принялась печатать на телефоне.

– Это что, настоящая «Энигма»? – Джордж пожирал машину глазами. В доме Беллисов появилось очередное умопомрачительное устройство! Он в миллионный раз пожалел, что родился у своих мамы с папой, а не у Беллисов.

– Да, – сказала Берил, улыбаясь ему. – И я дарю её Эрику.

Энигма

Военные тайны

Во время Второй мировой (1939–1945) воюющие страны для шифрования важных сообщений использовали машины. В Германии это была машина «Энигма», в Британии – «Тайпекс».

Оператор «Энигмы» печатал послание на клавиатуре, расположенной в передней части машины, а машина выдавала зашифрованный текст, указывая на каждую закодированную букву вспыхиванием маленькой электрической лампочки. Зашифрованное сообщение записывали от руки, переводили в азбуку Морзе и затем передавали по радио.


Три ротора

У «Энигмы» было три ротора – три колеса, начинённые сложными электросхемами. Роторы можно было вынимать из машины и вращать таким образом, чтобы каждый из трёх можно было поставить в любую из 26 возможных позиций (26 – число букв английского алфавита). Таким образом, имелось шесть (3 × 2 × 1) способов взаимного расположения роторов и 26 × 26 × 26 позиций для каждой буквы. Чтобы ещё усложнить эту систему, можно было подключить к передней панели до десяти коротких проводков, и каждый из способов подключения создавал полностью новую систему из 26 × 26 × 26 шифров для сообщения. У получателя сообщения была своя «Энигма», настроенная точно таким же способом, и он вводил в неё зашифрованное сообщение. Записывая, какие лампочки загорались, можно было прочесть исходный текст. Каждый оператор «Энигмы» ежедневно узнавал, куда и в какое положение нужно поставить какой ротор и какие провода подключать к передней панели.


Взлом «Энигмы»

Шифровальная система была основана на секретной информации, известной отправителю и получателю. В случае «Энигмы» это были ежедневные инструкции по настройке и использованию машины, и задача заключалась в том, чтобы надёжно передать их большому числу людей. Ошибка любого из них привела бы к утечке важной информации. Инструкции в печатном виде тоже были уязвимы – их могли похитить или захватить в бою. Благодаря нескольким ошибкам немцев, достижениям математики и творческому мышлению, взломщики кода – сначала в Польше, а позже в Блетчли-Парке в Англии – сумели распознать настройки машин «Энигма» и получили возможность расшифровывать немецкие сообщения. Важнейшим элементом этого метода была особая машина, которую сконструировал гений математики Алан Тьюринг; эту машину называли «бомбой Тьюринга». В Блетчли-Парке также был разработан «Колосс» – первая программируемая вычислительная машина на электронных лампах; с помощью «Колосса» взломали код другой немецкой шифровальной машины, которая называлась «Лоренц».

Универсальная машина тьюринга

Воображаемое устройство

В 1936 году «компьютером», то есть «вычислителем», называли не машину, а человека, который что-то вычисляет. Машина Тьюринга, придуманная гениальным математиком Аланом Тьюрингом, – воображаемое устройство, способное воспроизводить всё, что делает в хо де расчётов человек-компьютер. То есть машина Тьюринга – не реальный прибор, а математическое устройство, позволяющее понять, что такое вычисление и чего можно достичь путем вычислений. В реальности такой машины быть не может: например, у неё должны быть и бесконечная «память», и неограниченное время работы, а ни то, ни другое невозможно.


Цепочка нулей

Действие, выполняемое машиной, описывается конечным списком зашифрованных инструкций. Представим себе очень длинную ленту, на которой написана очень длинная цепочка нулей (такая же длинная, как сама лента). Эта лента, которая тянется бесконечно в обоих направлениях (предположим, что она бесконечно длинная), – «память» вычислительной машины. Между нулями вкраплено конечное число единиц – они представляют введённые в машину «данные». На ленте установлено управляющее устройство (процессор). Процессор может читать ровно один символ, проходящий через него в данный момент, и может либо ничего с ним не делать, либо заменить на 0 или 1.

Процессор также включает в себя часовой механизм, который ритмично тикает, и с каждым тиканьем процессор читает символ, который видит в данный момент. Затем он может сделать одно из двух – в зависимости от того, что он прочёл, и от своего текущего состояния. Он может:

• изменить прочитанный символ на 0 или 1; сдвинуться по ленте на одну позицию влево или вправо; возможно, перейти в другое состояние; ждать следующего тиканья;

• сделать всё то же, после чего остановиться (отключиться).

Что именно сделает процессор, зависит от правил («программы»), которые мы зададим, и от того, что он прочтёт на ленте. Предположим, что машина начинает работу в состоянии 0, с длинной цепочкой нулей на ленте, и где-то справа несколько нулей заменены единицами – эти единицы образуют в двоичной системе число, которое мы даём машине в качестве входных данных.

Тогда правило для начала работы выглядит так:


Еще от автора Стивен Хокинг
Краткие ответы на большие вопросы

Стивен Хокинг, величайший ученый современности, изменил наш мир. Его уход – огромная потеря для человечества. В своей финальной книге, над которой Стивен Хокинг работал практически до самого конца, великий физик делится с нами своим отношением к жизни, цивилизации, времени, Богу, к глобальным вещам, волнующим каждого из нас.


Черные дыры и молодые вселенные

Книга представляет собой сборник эссе выдающегося физика современности Стивена Хокинга, написанных им в период с 1976 по 1992 год. Это и автобиографические очерки, и размышления автора о философии науки, о происхождении Вселенной и ее дальнейшей судьбе.


Теория всего. Происхождение и судьба Вселенной

Эта книга объединила семь лекций всемирно знаменитого ученого, посвященных происхождению Вселенной и представлениям о ней - от Большого Взрыва до черных дыр и теории струн. А главное, тому, как создать на основе частных физических теорий великую объединенную теорию всего.


Джордж и тайны Вселенной

По Вселенной на астероиде – не может быть! Может! – не сомневаются знаменитый астрофизик Стивен Хокинг (интервью с ним читайте здесь), его дочь Люси и бывший аспирант, а ныне популяризатор науки Кристоф Гальфар, которые в сентябре 2007 года представили свою первую книгу для детей о приключениях Джорджа и его друзей во Вселенной.В этой живой и весёлой книге они рассказали о фантастически интересных предметах – черных дырах, квазарах, астероидах, галактиках и параллельных вселенных – детям. Авторы особо подчеркивают, что хотели «представить современный взгляд на космологию от Большого взрыва до настоящего времени без какой бы то ни было магии».


Кратчайшая история времени

Природе пространства и времени, происхождению Вселенной посвящена эта научно-популярная книга знаменитого английского астрофизика Стивена Хокинга, написанная в соавторстве с популяризатором науки Леонардом Млодиновым. Это новая версия всемирно известной «Краткой истории времени», пополненная последними данными космологии, попытка еще проще и понятнее изложить самые сложные теории.


Рекомендуем почитать
Алиса в Итакдалии

Алиса – необычная девочка, которая живет в городке Ференвуд, полном красок и магии, только сама она… бесцветная, тусклая. Алиса носит яркие юбки и огромные браслеты, обожает живые цветы и захватывающие приключения. Больше всего на свете она любит свою семью: маму, братьев и отца… который пропал без вести три года назад. И любовь Алисы к отцу так сильна, что она вместе с другом Оливером отправляется в незнакомую, опасную страну Итакдалию (где в последний раз видели ее отца). А там! Все вверх дном, и живые бумажные лисы, и правое – на самом деле левое… Именно в этом чарующем месте Алиса узнает, что такое магия приключений и дружбы.


Чертоги памяти

Здесь Запад встречается с Востоком, а прошлое – с будущим. Вас ждут завораживающе прекрасные трюки, опасные тайны и приключения, от которых захватывает дух. Добро пожаловать в цирк «Мистериум»!«Мистериум» открывается вновь! Первое представление возрожденного цирка состоится в величественном соборе Саграда Фамилия, в Барселоне. И Дэнни Ву непременно должен быть там! Ведь тайна гибели его родителей все еще не разгадана. И все еще смертельно опасна. Мальчик хочет выяснить, что на самом деле произошло той зимней ночью в Берлине.


Один в поле воин

Продолжение романа «Детям до шестнадцати». Кончился учебный год, начались летние каникулы, но Сане Лаптеву и его друзьям по отряду «Ладонь» скучать некогда, у них появляется множество проблем – иногда печальных, иногда трагикомичных, а подчас – смертельно опасных. И вновь Саня осознаёт, что самые простые решения не всегда оказываются самыми верными, что могущество – это не только инструмент, но и соблазн, что сила может быть в слабости, а помощь может прийти оттуда, откуда её никак не ждёшь.Текст представлен в авторской редакции.


Детям до шестнадцати

Этим романом открывается цикл в жанре городской фэнтези. Здесь есть волшебство, но всё происходит здесь и сейчас. Москва начала 10-х годов нашего века, современные подростки, возрастные и социальные проблемы. Семиклассник Саня Лаптев приезжает в Москву, куда переводят служить его отца-военного, попадает в новую школу, у него завязываются непростые отношения со сверстниками, он попадает в беду – но есть кому его выручить. А далее он и сам выручает других детей, вместе с новыми друзьями, попутно открывая для себя всю сложность, противоречивость и непредсказуемость жизни.Текст представлен в авторской редакции.


Путешественники по временам и измерениям

Трое друзей 12 лет, из обычной московской школы, открывают для себя удивительный мир перемещений по временам и измерениям. Ребята оказываются втянутыми в вечное противостояние между светлыми силами, возглавляемыми Советом времен и измерений. И темными силами, в лице могущественных тафаргов (ударение на второе а) – обитателей «черных дыр». Друзья знакомятся с жителями, природой, и особенностями миров. Кроме этого, путешествуя в прошлое нашего измерения встречают известных исторических персонажей. А в будущем измерения, находят множество технических новинок.


Как отважный рубль хитрого доллара победил

Что человеку для хорошей жизни нужно? Чтобы по утрам сладкий коржик был, в обед супа с фрикадельками вволю, а на ужин большая котлета с картошкой. И много солёного томатного сока и сладкого шоколада. А ещё друзей хороших, с которыми можно играть живьём и в компьютер. Чтобы мама была добрая, папа сильный, в школе чтоб интересно было, а во дворе – весело. Летом на велике, зимой на лыжах… И чтобы всегда можно было делать только то, что хочешь ты сам, а не как взрослые велят. Вот здорово так жить! Правда, родители говорят, что для такой счастливой жизни нужно много денег.


Джордж и Большой взрыв

Три, два, один, ПУСК! Стартует третья книга про Джорджа, Анни, ученого Эрика Беллиса, суперкомпьютер Космос и полный загадок мир вокруг нас!Профессор Эрик работает над масштабной «теорией всего» и катается на лунном ровере. Компьютер Космос ищет пристанище для поросенка Фредди, которого бабушка подарила Джорджу на день рождения. У Анни появляется новый друг, сын режиссера и скейтбордист… а в этом время в одном из темных подвалов университета Фоксбридж зреет заговор против исследований Эрика, плетутся интриги и готовится разрушительная бомба!Джорджу и Анни предстоит спасти рассеянного ученого и его коллег, а заодно узнать, как возникла наша Вселенная, что связывает вакуум и пылесосы, есть ли в космосе другие солнечные системы, похожие на нашу, что такое законы Ньютона и теория относительности и многое-многое другое.Захватывающий сюжет и простота, с которой Стивен и Люси Хокинг рассказывают о сложных вещах, способны пробудить интерес к науке даже в каменной статуе.


Джордж и ледяной спутник

«Розовый коралл, покачиваясь на волнах, лениво шевелил бахромой, а мимо него пролетал рыбный косяк – миллионы крошечных серебряных рыбок. Словно единое живое существо, косяк устремился вниз, пронзая толщу воды, потом внезапно взмыл к бирюзовой глади над головой Джорджа. Там, между Джорджем и искрящейся на солнце поверхностью океана, плыла гигантская рыбина. Она медленно удалялась, величественная, как линкор, и так же прекрасно вооружённая…».


Джордж и корабль времени

Джордж и дружелюбный робот Больцмановский Мозес после космического путешествия на корабле «Артемида» возвращаются на Землю. Но что это за пустыня? Где родной Фоксбридж? Где все? Что вообще происходит на этой планете? Именно это Джорджу предстоит выяснить.


Джордж и сокровища Вселенной

И вот – долгожданная вторая часть о приключениях Джорджа в космосе – «Джордж и сокровища Вселенной». Все те, кто прочитал научно-приключенческую повесть Стивена и Люси Хокинг «Джордж и тайны Вселенной», с нетерпением ждали продолжения: что-то станется с бесстрашными и любознательными героями дальше? Какие загадки предстоит им решить? Что нового узнать? Куда подевался тщеславный злодей доктор Линн?Во второй книге трилогии, к неразлучным друзьям Джорджу и Анни присоединяется еще один мальчик – компьютерный гений Эммет.