Кодирование

Чистое кодирование – это вариант шифра замены (подстановки). В шифрах замены буквы меняются на другие буквы из того же алфавита, при кодировании буквы меняются на что-то совершенно другое – картинки, слова, символы других алфавитов, последовательности различных знаков и т.п. Составляется таблица однозначного соответствия алфавита исходного текста и кодовых символов, и в соответствии с этой таблицей происходит кодирование один в один. Чтобы раскодировать, нужно знать кодовую таблицу.

Существует большое число кодов, применяемых в разных областях человеческой жизни. Общеизвестные коды применяются по большей части для удобства передачи информации тем или иным способом. Если же кодовая таблица известна только передающему и принимающему, то получается довольно примитивный шифр, который легко поддаётся частотному анализу. Но если человек далёк от теории кодирования и не знаком с частотным анализом текста, то разгадать ему такие шифры довольно проблематично.

Простейший шифр. Называется A1Z26 или в русском варианте А1Я33. Буквы алфавита заменяются на их порядковые номера.

«NoZDR» можно зашифровать как 14-15-26-4-18 или 1415260418.

Буквам, цифрам и некоторым знакам сопоставляется набор точек и тире, которые можно передавать по радио, звуком, стуком, световым телеграфом и отмашкой флажками. Так как у моряков каждой букве сопоставлен ещё и соответствующий флаг, то можно передавать сообщение флагами.

Более подробно про морзянку можно прочитать на страничке Азбука Морзе.

Существует устная речь, которой мы все разговариваем, и письменность - система знаков, при помощи которой записываются слова речи (буквы) и некоторые дополнительные «фишечки» - акценты, паузы и пр. (знаки препинания). Зачастую написанное слово неточно передаёт его звучание. Например, мы пишем «праздник», а говорим «празьник».

Для точной записи произношения слова существует Международный фонетический алфавит – система знаков для записи транскрипции на основе латинского алфавита. Слово «праздник», записанное по правилам МФА, выглядит уже вот так: [ˈprazʲnʲɪk].

При помощи МФА теоретически можно записать точное произношение любого слова любого языка.

А вот для точной передачи голосом какого-то слова или фразы используется фонетический алфавит ИКАО – специфический способ прочтения букв алфавита. Применяется обычно в радиосвязи при передаче написания сложных для восприятия на слух слов, сокращений, позывных, адресов электронной почты и тому подобного с целью уменьшения количества ошибок.

Если в процессе ведения радиообмена произношение имен собственных, служебных сокращений и отдельных слов может вызвать сомнение, то они передаются по буквам. При такой передаче каждая буква текста произносится отдельным легко узнаваемым на слух словом, начинающимся именно с нужной буквы.

• Букве Q поставлена в соответствие русская буква Щ так же, как и в азбуке Морзе.
• Букве V соответствует русская буква Ж, как и в азбуке Морзе.
• Букву W следует обозначать только словом «Василий» и ни в коем случае не «Виктор» (англ. Victor), так как последнее соответствует букве V в международном коде.
• Буква X (икс) обозначается просто словом «знак», поскольку в азбуке Морзе ей одинаково соответствуют и мягкий, и твёрдый знаки (Ь, Ъ) русского алфавита.
• Буква Y в позывных обозначается только словом «игрек», а слово «еры», официально соответствующее русской букве Ы, при передаче позывных не применяется.

Для коротковолновой русскоязычной связи в СССР рекомендовали применять следующую озвучку:

Брайль – это система тактильного чтения для слепых, состоящая из шеститочечных знаков, называемых ячейками. Ячейка состоит из трёх точек в высоту и из двух точек в ширину.

Различные брайлевские знаки формируются путем помещения точек в различные положения внутри ячейки.

Для удобства точки описываются при чтении следующим образом: 1, 2, 3 слева сверху вниз и 4, 5, 6 справа сверху вниз.

При составлении текста придерживаются следующих правил:

• между словами пропускается одна ячейка (пробел);
• после запятой и точки с запятой ячейка не пропускается;
• тире пишется слитно с предыдущим словом;
• перед числом ставится цифровой знак.

В XIII веке цистерцианскими монахами был придуман довольно простой способ записывать числа от 1 до 9999. Кодовая таблица представляла собой 4 ряда символов - для единиц, десятков, сотен и тысяч. Символы накладывались друг на друга и таким образом для каждого числа собирался уникальный символ. Получилась своеобразная 9999-ричная система счисления.

Немецкий гуманист Агриппа Неттесгеймский называл такое счисление сверхэлегантным («Notae Elegantissimae») и включил описание этих шифров в свои «Три книги по оккультной философии» (1531). Интерес к данной системе счисления также выказывали масоны, оккультисты и нацисты. «Цистерцианские шифры» были вытеснены арабскими цифрами, поскольку первые не обеспечивали простоту арифметических действий - попробуйте например выполнить сложение в столбик.

В компьютерных квестах и загадках можно кодировать буквы в соответствии с их кодами в различных кодовых страницах — таблицах, используемых на компьютерах. Для кириллических текстов лучше всего пользоваться самыми распространёнными кодировками: Windows-1251, KOI8, CP866, MacCyrillic. Хотя для сложных шифровок можно выбрать и что-то более экзотичное.

Кодировать можно как шестнадцатеричными числами, так и переводить их в десятичные, восьмеричные или двоичные. На картинке выше приведён классический пример головоломки, использующей такую перекодировку. Чтобы расшифровать, что написано у девушки на футболке, надо найти в кодовой таблице символ, код которого имеет числовое значение, записанное в двоичном виде. Четыре числа 01000111₂ 01100101₂ 01100101₂ 01101011₂ → четыре hex-числа 47₁₆ 65₁₆ 65₁₆ 6B₁₆ → четыре символа G e e k. Кстати, эта надпись напоминает бинарные изображения.

Для создания шифровок можно буквам в правых таблицах искать соответствие в левых, тогда текст получится набранным «кракозябрами» типа èαᬫº∩íαδ (866→437) или Êðàêîçÿáðû (1251→Latin-1).

А ещё можно внутри одной таблицы менять верхнюю половину символов на нижнюю. Тогда для Windows-1251 вместо «кракозябры» получится «jp'jng ap{», вместо «ВЕРТОЛЁТ» - «BEPRNK(R». Такой сдвиг в кодовой странице - это классическая потеря старшего бита при сбоях на почтовых серверах. Латинские символы при этом можно кодировать обратным сдвигом вниз на 128 символов. И такая кодировка будет являться вариантом шифра ROT - ROT128, только не для обычного алфавита, а для выбранной кодовой страницы.

Вот здесь https://www.artlebedev.ru/tools/decoder/advanced/ есть неплохой раскодировщик таких зашифрованных текстов :)

Масонский шифр известен также под названием «пигпен» (Pigpen) или «крестики-нолики». Этот шифр представляет собой простой шифр замены, в котором каждой букве алфавита соответствует графический символ, вычисляемой по одной из приведённых ниже сеток.

Чтобы зашифровать определённую букву при помощи этого шифра, нужно сначала определить место, где эта буква находится в одной из четырёх сеток, а затем нарисовать ту часть сетки, которая окружает эту букву. То есть, как-то так:

Если знать ключ (то, как буквы расположены в сетках), то разгадать такую надпись довольно легко. А вот если буквы в сетках изначально расставлены по какому-то неизвестному правилу (с ключевым словом, поочерёдно или вообще случайно), то в этой ситуации всегда может помочь

Использование графических символов вместо букв не является большим препятствием для криптоанализа, и эта система идентична другим простым схемам моноалфавитного замещения. Благодаря своей простоте, данный шифр часто упоминается в детских книжках про шифрование, тайнопись и всякие другие шпионские штучки.

Точное время происхождения шифра неизвестно, но некоторые из найденных записей этой системы датируются XVIII веком. Вариации этого шифра были использованы орденом розенкрейцеров и масонами. Последние использовали его в своих тайных документах и переписках довольно часто, поэтому шифр и стали называть шифром масонов. Даже на надгробиях масонов можно увидеть надписи, использующие данный шифр. Похожая система шифрования использовалась во время гражданской войны в США армией Джорджа Вашингтона, а также заключенными в федеральных тюрьмах Конфедераций Штатов США.

Ниже приведены два (синий и красный) варианта заполнения сетки таких шифров. Буквы расположены парами, вторая буква из пары рисуется символом с точкой:

Шифров, где одному символу алфавита (букве, цифре, знаку препинания) соответствует один (реже больше) графический знак, придумано великое множество. Большинство из них придуманы для использования в фантастических фильмах, мультфильмах и компьютерных играх. Вот некоторые из них:

Один из самых известных авторских шифров подстановки – это «Пляшущие человечки». Его придумал и описал английский писатель Артур Конан Дойл в одном из своих произведений про Шерлока Холмса. Буквы алфавита заменяются символами, похожими на человечков в разных позах. В книге человечки были придуманы не для всех букв алфавита, поэтому фанаты творчески доработали и переработали символы, и получился вот такой шифр:

А вот такой алфавит описал в своём трактате «Утопия» Томас Мор в 1516 году:

Иногда разработчики шрифтов настолько видоизменяют обычные буквы, что понять, что это не «пляшущие человечки», а обычные буквы - довольно тяжело. Родоначальником таких шрифтов являются, конечно, арабская и древнерусская вязь.

Но и современные художники и разработчики шрифтов, конечно же, не отстают. Ниже приведу несколько примеров таких шрифтов.

• https://fontesk.com/mourier-font/

Mourier - это квазиабстрактный геометрический шрифт, созданный Эриком Мурье в 1971 году в соответствии со строгим набором правил (матрица 7х7 заполнена чёрными и белыми рядами, без замкнутых участков, с промежутками в один квадрат). После в 2002 году Себастьен Хайез векторизовал шрифт. В 2020 году Алекс Эш расширил шрифт на заглавную кириллицу, а Ариэль Мартин Перес существенно расширил шрифт, добавив строчные буквы, диакритические знаки и символы.

Когда-то ещё в школе я прочитал про один из способов «шифрования» текста: нужно каждую букву «положить» на бок, а потом придать ей вид обычной буквы. То есть получится что-то типа C → U, L → ᒧ, E → Ш и т.п. В результате творческого осмысления этого подхода у меня получился вот такой «пиксельный» шрифт.

Если сразу не понятно, то это строчки из символов abcdEFgHIJKLm NOPqrsTUvwxYZА БВГДЕЖЗИКЛмно ПрсТУФхцчшщъыь эюя0123456789.

Посмотрите, как фраза «The quick brown fox jumps over the lazy dog» («стандартная» короткая осмысленная фраза, которая содержит все латинские символы) выглядит в разных декоративных шрифтах. Иногда читается довльно легко, а иногда прямо приходится угадывать, даже зная, что написано.

Я думаю, почерк врачей – это тоже хороший образец подобного шрифтового кодирования :)

Тут же можно вспомнить и разновидность граффити под названием тэггинг, а также разные виды каллиграфии.

Это только малая толика подобных шифров-алфавитов. Также можно почитать более подробно про шифры замены (подстановки), про перестановочные и комбинированные шифры.

Спасибо Юрию Батосскому за некоторые идеи и ссылки по поводу содержания этой странички :)

• https://dtf.ru/3832-lok-tar-ogar-izuchaem-vymyshlennye-yazyki-v-igrah - «Лок'тар огар!»: изучаем вымышленные языки в играх
• http://questhint.ru/ - шрифты и шифры в помощь квестеру
• https://www.dcode.fr/ - сайт в помощь шифровальщику, правда на французском, но можно выбрать язык перевода и шифровать и расшифровывать кучей разных алгоритмов и шифров
• https://grimoire.club/viewforum.php?f=672&sid=2f7f76f39f50363cb66dfda58e8fb38e - Гримуар - Знаки, алфавиты, символы - Шифры