Врата учености. В Музее криптографии прошла презентация книги «Леонтий Магницкий и его арифметика»

15 декабря в первом и единственном Музее криптографии ученые и популяризаторы науки представили книгу, посвященную арифметике выдающегося ученого Леонтия Магницкого, и рассказали о первом и единственном в России Музее криптографии. Среди участников — Иван Чижов, кандидат физико-математических наук, доцент МГУ, заместитель руководителя лаборатории криптографии «Криптонит», Лидия Лобанова, директор Музея криптографии, Алексей Федоров, популяризатор науки и международный эксперт в области квантовых технологий. Приглашенным гостям удалось первыми посетить новую экспозицию и увидеть результаты сложной работы кураторов, которые стремились сделать математику и криптографию понятной для массовой аудитории.

Эксперты обсудили значение «Арифметики» Магницкого для развития математики и других наук, а также роль математики в современном мире и в системе образования.

Кандидат физико-математических наук Иван Чижов отметил, что книга Магницкого впервые появилась в 1703 г. В это время Петр Первый создавал школу математических и навигацких наук. Для обучения первых артиллеристов, инженеров и моряков армии и флота требовался учебник, который и составил Леонтий Магницкий.

Работая над книгой, специалисты компании "Криптонит" и издательства «Эксмо» использовали издание 1914 г. под редакцией Д.Д. Галанина. Иван Чижов отметил, что более чем за 300 лет язык, который использовал Магницкий, претерпел изменения. Поэтому современным читателям было бы сложно понять смысл текстов Магницкого. Тогда как текст 1914 г. под редакцией Галанина легко воспримет как математик, так и непрофессионал, которому интересно развитие науки в России.

«”Арифметика” Магницкого на самом деле больше чем арифметика», — подчеркнул Чижов. В книге содержатся как привычные для каждого математические операции, так и интересные решения ученого-новатора. «Магницкий впервые в России использовал арабские цифры вместо привычных в то время кириллических цифр».

Интересно и то, как Магницкий использует визуализацию привычных нам таблиц умножения и сложения, которые все помнят по зеленым школьным тетрадкам в клетку.

«”Арифметика” Магницкого — это не просто учебник. Это философский научный трактат. Магницкий при изложении материала использует логически выверенную систему подачи материала», — отметил Чижов. По словам ученого, Магницкий воспринимает арифметику как способ познания мира.

Директор Музея криптографии Лидия Лобанова рассказала гостям презентации о том, насколько сложная задача стояла перед командой нового музея — сделать математику и криптографию человеко-ориентированной и понятной массовой аудитории.

«Фокус-группы показали, что математика многих пугает. Даже взрослых, которые боятся приходить в подобные музеи и слышать от своих детей вопросы, на которые не знают ответов. Подростки, например, не понимают, как работает Wi-Fi, но вряд ли отправятся в музей за этой информацией», — поделилась результатами Лидия Лобанова.

Команда музея решила оттолкнуться от человека, который каждый день сталкивается с математикой и криптографией. «Современная криптография про людей, про индивидуальную защиту. Мы сталкиваемся с криптографией каждый день, но ничего о ней не знаем».

Популяризатор науки и международный эксперт в области квантовых технологий Алексей Федоров подчеркнул, что формат музея остается важной составляющей популяризации науки. «Мы привыкли взаимодействовать с информацией визуально. Короткие ролики, мероприятия, фестивали — все это необходимо для популяризации науки в целом, и математики в частности».

После презентации книги участникам мероприятия удалось впервые побывать в Музее криптографии, официальное открытие которого пройдет 17–18 декабря. Выставка поражает воображение сочетанием неона, шрифтов с историческими предметами, которые использовали во времена Античности.

Экспозиция дополнена интерактивным функционалом. Акцент сделан на вовлечение посетителя. С большей частью предметов можно взаимодействовать — нажимать на кнопки, слушать, изучать. Это наверняка понравится юным посетителям музея. Например, инсталляция «Блокчейн» позволяет гостям сделать NFT из своей фотографии и в игровой форме узнать, как работает эта технология и при чем тут блокчейн.

Временная логика экспозиции выстроена от настоящего к прошлому. Сначала посетители подробно знакомятся с криптостандартами и криптосистемами, которые используются сегодня. А затем постепенно, переходя из зала в зал, оказываются перед древнейшим инструментом «Шифр Цезаря», принцип работы которого используется и сегодня.

Интересно и то, что слово «шифр» ассоциируется с секретными сообщениями и криптографией. Однако в древности «шифром» называли ноль или пустоту, а еще цифру. Именно такие значения имело слово, перешедшее в европейские языки из арабского. Когда в XIII в. итальянский математик Леонардо Пизанский (Фибоначчи) впервые описал арабские цифры, он употребил слово «шифр» для обозначения девяти цифр с нулем.

А в криптографию это слово попало значительно позже, когда люди стали использовать цифры для шифрования секретной информации. В XIV в. слово, обозначающее сообщение, которое трудно понять, появилось во французском и итальянском языках, позднее — в английском. В Россию термин попал из немецкого языка и звучал непривычно для современного человека — «цифирь». Только в конце XVIII в. в русский язык из французского пришел уже знакомый сегодня «шифр» (chiffre), который используется до сих пор.

Одним из первых устройств шифрования считается скитала (или сцитала). Оно состояло из палки и узкой полоски кожи, намотанной вокруг стержня по спирали. Скитала появилась в Древней Греции около VIII–VII вв. до н.э. По одной из версий, древнегреческие полководцы зашифровывали и передавали тайные указания во время военных действий. Согласно другой гипотезе, скиталу использовали для удобства доставки или хранения обычных посланий.

А самым известным шифром античности и современности остается шифр Цезаря. Считается, что его изобрел тот самый Гай Юлий Цезарь для ведения секретной переписки. Император использовал алфавит, в котором каждая буква была смещена на три позиции вправо. Например, вместо А Цезарь писал D, вместо D — G и т.д. Шифр Цезаря впоследствии стал универсальным, и на его основе были созданы более сложные шифры.

А в одном из залов представлена уникальная инсталляция — крутящиеся валы с буквами, представляющие отечественную шифровальную машину «Фиалка». При ее создании были учтены и устранены недостатки другого известного устройства — немецкой «Энигмы». В отличие от «Энигмы», в которой было 3-4 диска, в «Фиалке» было 10 разборных дисков, каждый из которых вращался с разной частотой в направлении, противоположном соседним. Это многократно увеличивало количество комбинаций при шифровании. Помимо этого, «Энигма» не могла при шифровании заменить символ на такой же, например, А на А. При создании «Фиалки» специалисты использовали транзисторную схему, с помощью которой каждый символ мог быть заменен на любой другой, в том числе сам на себя. Посетители музея могут пройти специальный инструктаж по работе с «Фиалкой» и узнать подробнее о принципах ее работы.

В современном цифровом пространстве нам также не обойтись без криптографии. Здесь существуют свои стандарты, обеспечивающие совместимость решений по защите наших данных. Благодаря криптостандартам стало возможно защищенное взаимодействие устройств разных производителей друг с другом. А люди могут пользоваться современными онлайн-сервисами, не опасаясь кражи данных. Однако, как известно, атак на обычных пользователей не могут избежать даже крупные IT-компании. В Музее криптографии каждый посетитель сможет подробнее узнать о подобных опасностях, чтобы в будущем избежать их.

В Музее криптографии каждый найдет ответы на сложные и простые вопросы вроде «Чем отличается кодирование от шифрования?» или «Почему я получаю электронные письма, где вместо букв кракозябры?».  Посетив музей, каждый сможет лучше узнать поистине «криптографическое измерение нашей жизни».