Игра в шифровальщика: вашим детям это понравится

С детьми из скаутского отряда «Сполох» я уже почти пять лет веду занятия по методам шифрования — полученные навыки потом применяются для отрядных игр, но и сами по себе шифры интересны детям младшего и среднего школьного возраста, они с огромным увлечением разгадывают «таинственные» послания и пишут их друг другу. А к тому же, когда коллективу детей приходится прочитать зашифрованный текст, тренируются и навыки взаимодействия в команде, распределения работы, достижения общей цели.

Конечно, этим же можно заниматься с детьми и в семье. Но сразу хочу предупредить родителей: если дети втянутся, то поначалу вам придется то и дело разгадывать их зашифрованные записки и отвечать им тем же. Иначе говоря — поддерживать формат развивающей интеллектуальной игры.

История, которую предварительно нужно рассказать детям

Шифрование — то есть сокрытие информации — появилось еще в древние времена. А уж когда возникли государства, армии, войны, разведка — то возникла необходимость тайно передавать какие-то сведения, чтобы, если вдруг они попадутся в руки врагу, тот ничего бы не понял. Нужны были тайные знаки, чтобы узнавать своих. Например, разрезали на части монету. Люди могли никогда друг друга не видеть, но если посланец предъявлял свою половинку, и при наложении обе части совпадали, значит, это свой.

А еще такой секретный знак был у первых христиан — в те века, когда за исповедание христианской веры тебя могли казнить. Как христиане могли узнавать своих — так, чтобы никто их не заподозрил и не выдал властям? У христиан был священный знак, символическое изображение рыбы (потому что если прочитать первые буквы фразы по-гречески «Иисус Христос Божий Сын Спаситель», то получалось греческое слово «ихтис», что значило рыба). Поэтому один христианин мог начертить тростью на земле дугу — сама по себе дуга еще ничего не обозначала. Но второй христианин в ответ на это чертил другую дугу, которые вместе складывались в изображение рыбы. Вот так:

И оба понимали, что они — единоверцы. А со стороны никто бы ничего не понял.

* * *

В древности люди еще и придумывали «тайные языки»,  на которых можно было устно разговаривать, и никто из посторонних не мог понять эту «тарабарщину». В старину на Руси были такие люди, которые назывались офени. Это бродячие торговцы разным мелким товаром — гребнями, бусами, нитками, пуговицами, ленточками, иголками, ножницами и так далее. Но они не только занимались торговлей, но подчас выведывали разные тайны, то есть торговля у них служила лишь прикрытием для разведки. И вот между собой они говорили на специальном языке — брали слово и переставляли местами слоги. Если слово двусложное, то сперва говорили второй слог, потом первый. Не «палка», а «капал», не «рыба», а «бары». Если слово трехсложное, то сперва говорили третий слог, потом второй, потом первый. Вместо «рыбалка» было «кабалры». Ну и так далее:

Были и другие старинные шифры. Например, слова писались не слева направо, а справа налево. Не «капуста», а «атсупак», не «бабушка», а «акшубаб». Вот, например:

Еще в старину часто использовали шифр, когда буквы в слове писались в зеркальном отражении. Прочитать такой текст можно было, только поднеся его к зеркалу:

Но это всё довольно простые шифры, которые очень легко разгадать. А были и посложнее, о них-то пойдет речь.

Криптография и стеганография

Затем детям надо рассказать, что есть два разных способа тайно передавать сообщение. Первый — это криптография (от греческого «криптос» — тайна и «графо» — пишу), в переводе на русский «тайнопись». Идея в том, что мы каким-то хитрым образом искажаем текст, который хотим скрыть, и кто этого способа не знает, не сможет его восстановить. Второй способ называется стеганография (от греческого «стеганос» — скрытый и «графо» — пишу). Здесь мы поступаем хитрее — никак не изменяем сам текст, который хотим передать, но прячем его среди ненужной информации.

Например, используем так называемые стеганографические решетки. Это прямоугольные рамки, в которых хаотично прорезаны квадратики. Вот так:

Накладываем эту рамку на лист бумаги (так, чтобы цветной квадратик был в верхнем левом углу) и вписываем в прорези то сообщение, которое хотим спрятать. Без знаков препинания и без пробелов. Например:

Потом снимаем решетку и  вписываем между букв нашего сообщения произвольные буквы и цифры. Например:

Совершенно бессмысленный текст, в котором нужное сообщение спрятано среди ненужного хлама. Но у кого есть точно такая же решетка, наложит ее на эту бумажку (выделенный квадратик — в левом верхнем углу) и прочитает те буквы, которые будут видны в прорезях.

Полезное упражнение: сделать вместе с детьми такие решетки (две одинаковых) и обмениваться тайными посланиями. Чтобы решетки получились полностью одинаковыми, нужно сперва сделать одну, потом наложить на кусок картона такого же размера, обвести карандашом все прорези и вырезать их ножницами. Если дети совсем маленькие, процесс, конечно, следует контролировать.

Какие бывают шифры

Конечно, здесь речь идет не о современных способах шифровки, которые основаны на очень серьезных математических методах и реализуются с помощью специальных компьютерных программ. С детьми мы занимаемся старинными шифрами, где для расшифровки достаточно лишь бумаги, ручки и мозгов.

Такие шифры делятся на две группы — перестановочные и подстановочные.

Идея перестановочных шифров — мы по какому-то правилу переставляем местами буквы в шифруемой строке. Если заранее знать, какое это правило (или догадаться), то можно переставить буквы так, чтобы получить исходную строку.

Идея подстановочных шифров — мы по какому-то правилу подставляем вместе каждой буквы в строке другую какую-то букву. Это может быть буква  того же алфавита, а может быть буква специально придуманного (как, например, в рассказе Конан Дойля «Пляшущие человечки» из цикла о Шерлоке Холмсе).

Полезное упражнение: придумать вместе с детьми такие алфавиты, где каждой русской букве соответствует какой-то значок. Например, так:

Или, например, так:

Важное замечание

Для удобства при шифрованиии мы не различаем прописных и строчных букв (все слова пишем прописными), не используем знаков препинания, все числа пишем словами и (что особенно важно в перестановочных шифрах) обозначаем пропуск между словами знаком нижнего подчёркивания: «_». Детям надо сразу сказать, что пробел — такой же важный знак, как и буквы, если про него забыть, то обязательно ошибешься с зашифровкой и расшифровкой. То есть текст, подготовленный для зашифровки, должен выглядеть примерно так (стихотворение Семёна Липкина):

Простейшие перестановочные шифры

Самый простой перестановочный шифр называется «перестановка по два». Идея заключается в том, что мы разделяем строку на группы из двух знаков, и в каждой из групп меняем их местами. Если количество знаков нечётное, то последний знак не трогаем, оставляем как есть.

Например:

Пробел, обозначаемый знаком нижнего подчёркивания, тоже считается знаком — таким же, как и буквы.

Расшифровка делается точно так же, как и зашифровка: выделяем группы по два знака и внутри групп меняем их местами:

Чуть более хитрый перестановочный шифр называется «перестановка по три». Тут мы разделяем строку на группы по три знака, и для зашифровки записываем эти знаки справа налево. Например:

Обратите внимание: у нас встретилось в шифровке два пробела подряд. Надо замечать такие вещи и понимать, что это ДВА пробела.

Расшифровка происходит точно так же, как и зашифровка: с начала строки, т.е. слева направо, выделяем группы по три знака, и записываем в каждой группе их справа налево:

Обратите внимание: на конце строки может остаться один знак, не попавший в группу по три, и тогда мы его не трогаем, или два знака, и тогда мы просто меняем их местами.

Разумеется, ничто не мешает делать перестановки по четыре знака, по пять, и так далее. Очень хорошо, если дети самостоятельно додумаются до этой идеи. Но практика показывает, что такое бывает нечасто, перестановок по два и по три обычно вполне достаточно и для занятий, и для игр.

Простейшие подстановочные шифры

Можно, конечно, применять придуманные алфавиты, а можно по определенному правилу подставлять вместо шифруемой буквы другую букву русского алфавита.

Самое простое и самое известное из таких правил называется «плюс один». Идея заключается в том, что вместо шифруемой буквы мы подставляем следующую по алфавиту. Вместо «А» — «Б», вместо «Б» — «В», и так далее. А вместо «Я» — подставляем «А».

Вот так делается шифровка методом «плюс один»:

Обратите внимание — здесь пробел можно не обозначать нижним подчеркиванием, потому что при подстановочных шифрах пробел остается пробелом.

Расшифровка происходит наоборот: каждую букву в зашифрованной строчке мы заменяем на предыдущую в алфавите. А если это была буква «А», то заменяем ее на «Я». Вот так:

И, конечно, можно зашифровывать, беря вместо каждой буквы предыдущую, а расшифровывать — заменяя каждую букву шифровки следующей по алфавиту. Такой шифр назовем «минус один».

Заметим: для расшифровки текста, зашифрованного методом «плюс один», мы применяем метод «минус один», и наоборот.

Точно так же можно применять шифр «плюс два», когда вместо «А» пишем «В», вместо «Б» — «Г», и так далее, вместо «Э» — «Я», вместо «Ю» — «А», вместо «Я» — «Б». Но переходить к таким шифрам надо только после того, как дети уже хорошо освоили «плюс один» и «минус один».

И, конечно, для работы с подстановочными шифрами нужно хорошо помнить алфавит. Если наизусть его не помнят, не грех пользоваться бумажкой:

Есть и более сложные шифры — и подстановочные, и перестановочные — которые тоже можно освоить с детьми и применять для игр. Но об этом в другой раз.

Как применять шифры для игр

Если просто взять ребенка, усадить перед собой и начать изучать с ним шифры — скорее всего, ему это быстро наскучит, потому что он не понимает, зачем все это надо. То есть не будет мотивации. Поэтому начинать надо именно с игр. Например, подкинуть ребенку «таинственное письмо» — коротенькое и простенькое, но с интересным, веселым содержанием. Какой-нибудь смешной стишок, или информация, где спрятана конфета... в общем, родители сами сообразят. Когда ребенок самостоятельно (или с подсказками) прочитает послание — вот тогда уже следует говорить с ним про новую игру — шифры — и изучать их.

Причем изучать не за один раз. Сперва можно поговорить про старинные шифры, в другой раз — про стегагографические решетки (и обязательно своими руками сделать пару таких решеток). Потом — посочинять свои алфавиты и обязательно писать друг другу письма с их помощью. И только потом можно осваивать перестановочные шифры, затем — подстановочные.

С какого возраста можно обучать детей шифрам? Это зависит от их развития. Мне и с шестилетками приходилось этим заниматься. Но общий принцип — начинать надо тогда, когда ребенок уже вполне бегло читает и пишет, то есть обычно это со второго класса.

И, конечно, все эти навыки тут же надо применять к играм. Например, освоили перестановочный шифр — тут же рисуем (вместе с ребенком!) карту какой-нибудь волшебной страны и подписываем перестановочным шифром название городов, стран, рек, морей.

Или придумываем каких-то героев (можно взять просто традиционных героев русских сказок) и придумываем их зашифрованную переписку. Например, Лиса пишет зайцу:

РПХИДО_ИОКМ_ЕНЯ_Д_МАТ_БЕ_ЕТС_ОКВСУЫН_ХОМКРВОКО

(Приходи ко мне, я дам тебе сто вкусных морковок)

Ребенок расшифровывает это письмо Лисы и пишет ответ Зайца:

ЕНВ_РЕ_Ю_ЯЕТЕБЛ_СИ_АЫТМ_НЕ_ЯЪССЕЬТХ_ЧОШЕЬ

(Не верю я тебе, ты меня съесть хочешь)

И дальше продолжается эта переписка.

Можно еще сочетать творческие игры, где ребенок сочиняет какие-то истории, с заданиями на шифровку. Допустим, он сочиняет сказку про детектива Кролика, который расследует похищение Медведя и обнаруживает в его опустевшей берлоге зашифрованную записку. Какую? А это ребенок придумает сам. И зашифрует.

Очень хорошо придумывать вместе с ребенком какие-нибудь настольные игры-бродилки, где что-то надо расшифровывать. Например, это может быть игра, которую мы делаем в подарок каким-то другим детям. Младшим братьям или сестрам, друзьям, одноклассникам.

* * *

В общем, навыки шифрования — это полезный инструмент, который можно применять для самых разных игр и развивающих активностей. Это как соль — она ценна не сама по себе, а как приправа для пищи.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Упражнения для расшифровки