Сможете ли вы взломать код?
Именно на этот вопрос недавно попытались дать ответ более 120 студентов. Они собрались, чтобы посоревноваться в ежегодном “Крипторалли” в Аризонском Государственном Университете (ASU).
Крипторалли — это соревнование по раскодированию с элементами квеста, проводящееся Школой Математических и Статистических Наук. Студенты университета или высшей школы могут участвовать в соревновании в одиночку или с напарником. Они взламывают шифр и получают подсказку, которая ведёт их к тайному месту на территории кампуса (студенческого городка), где они находят новый шифр. Команды перемещаются по местам кампуса Tempe Аризонского Государственного Университета, начиная с Wexler Hall, далее посещают Noble Library, Memorial Union, Virginia G. Piper Writers House и даже попадают на выставку в Музей Искусств ASU.
Командой, которая первая решила все задачи и пересекла финишную черту, была команда Джордана Миллера и Блейка Уиллоуби, которые оба являются старшекурсниками ASU. На втором месте команда с младших курсов Университетской Старшей Школы г. Тусон: Уолкер Крубалкян и Теннер Рис. Третьим был одиночный участник Джон Конгер, старшекурсник ASU, специализирующийся на математике.
Для Миллера это была очередная победа. Он, вместе с другим игроком, занял первое место в прошлом году.
Студенты погружены в решение первого шифра во время седьмого ежегодного Крипторалли 18.11.17
“Это прекрасное чувство — знать, что первая победа не была случайностью, простым удачным стечением обстоятельств, и я на самом деле разбираюсь в том, чем занимаюсь”, — говорит Миллер. “Первая победа (в 2016 году) была для меня полной неожиданностью, ведь за год до неё я показал себя ужасно, поэтому в этот раз пришлось доказывать, что та победа была не случайна.”
Миллер вдохновляет других студентов на участие в соревновании.
“Мой опыт Крипторалли всякий раз был весьма интересен, даже самый первый, когда я не разобрался даже с начальным шифром.”
“Ещё это великолепный опыт по организации командной работы и отличный способ освоиться с различными видами шифров”, — говорит Уиллоуби. “Но наиболее важно то, что это чертовски весело! Кому не понравится бегать по кампусу в поиске секретных сообщений и расшифровывать их?”
В этом году Крипторалли спонсировался Dash, проектом цифровой валюты, один из офисов которого базируется в Скоттсдейле, Аризона. Исполнительный директор команды Dash Core Райан Тейлор утверждает, что Крипторалли это важный путь для привлечения внимания к отрасли криптовалют и развития интереса к этому направлению, а также это сигнал участникам о том, какие навыки важны и ценятся на рынке.
“Атмосфера на соревновании способствует тому, чтобы криптография воспринималась не как нечто скучное, а наоборот — забавное, социализирующее, интересное и бросающее вызов способностям”, — говорит Тейлор. “Я рад видеть, что организуются мероприятия, благоприятствующие развитию интереса к криптографии.”
Крипторалли придумано доцентом Нэнси Чилдресс, преподающей криптографию.
“Криптография помогает защищать личную, финансовую, запатентованную и военную информацию. Среди многих других вещей, она используется в интернет-коммерции и средствах связи, как мобильных, так и проводных”, говорит Чилдресс. “Современная криптология опирается на идеи из теории чисел, абстрактную алгебру и дискретную математику”.
В этом году в соревновании снова участвовал младший дивизион из студентов средней школы, они изучали криптографию и практиковались в навыке дешифрования. Участвовали 8 разных средних школ, сформировавших 19 команд. Доцент по математике Сюзанна Фишер, выпускница Лорен Кридер и выпускник ASU Андре Рoухани проводили занятия после основных уроков в трёх различных средних школах с целью заинтересовать детей в криптографии.
После Крипторалли, студенты и сотрудники факультетов прослушали лекцию Бена Ливингстона, математика из Агентства Национальной Безопасности. Его речь “Алиса и Ева: краткая история криптологии” захватила слушателей и понесла через водоворот истории, начиная от Юлия Цезаря и до Уитфилда Диффи, с математическим пит-стопом в парке Блетчли.
В программу Крипторалли также входила подготовка студентами плакатов с информацией по проводимым исследованиям, эту программу оценивал Эндрю Бремнер, профессор математики, а также Эван Даммит, сотрудник, защитивший докторскую диссертацию. Автором победившего постера был Кевин Лоф, старшекурсник, специализирующийся на математике и компьютерных науках, он представил информацию по усовершенствованию диффузионно-замещённой схемы шифрования серого изображения.
Судьи, оценивающие плакаты были впечатлены качеством работы абитуриентов и решили выделить дать две почётных места за следующие работы: “Кубик Рубика против Трифида” авторства Блейка Уиллоуби и “Цифровая валюта” авторства Уильяма Донга.
Победители Крипторалли 2017, Джордан Миллер и Блейк Уиллоуби, ответили на несколько вопросов по прошедшему мероприятию.
Чемпионы Крипторалли 2017 Джордан Миллер (слева) и Блейк Уиллоуби (справа) финишировали первыми.
Вопрос: Каковы были ваши ощущения, когда стало понятно, что вы стали первыми?
Миллер: Сначала я волновался, что у нас не хватит времени, поскольку решение некоторых шифров затянулось дольше, чем мы ожидали, к тому же мы допустили серьёзные ошибки в примерно четырёх из решённых нами. На предпоследней контрольной точке мы с облегчением услышали, что прошли её первыми. Это было прекрасное чувство — пройти первым. В этот раз участвовало вдвое большее число команд, и я не надеялся прийти даже третьим.
Вопрос: Благодаря чему вы достигли успеха в этом соревновании?
Уиллоуби: Думаю, что в основном благодаря командной работе. Мы работали очень слаженно. Ещё хочу упомянуть программы на калькуляторе Джордана, без них у нас не получилось бы пройти всё так быстро.
Миллер: Я бы сказал, что успех был обеспечен тем, что мы быстро определяли, где пошли по неверному пути решения шифра, это сэкономило нам много времени. Особенно это проявилось, пожалуй, в “шифре Хилла”. Мы допустили много ошибок в соревновании, но могли допустить куда больше.
Вопрос: Проводили ли какую-либо предварительную подготовку?
Миллер: Занятия в криптографическом классе помогли мне более эффективно запрограммировать некоторые шифры в мой калькулятор. Я программировал калькулятор сразу как только разбирался с любым новым шифром, таким образом, что он мог бы справиться со всем, что можно было встретить на ралли, за исключением шифров Playfair, CT и Trifid, которые намного проще расшифровать вручную.
Уиллоуби: В качестве подготовки я просто тренировался в шифровании и расшифровании столькими способами, сколько знал и мог освоить. Так же помогло, что я был в Криптографии 1 (МАТ 447)
Вопрос: Как вышло, что вы объединились в команду на Крипторалли?
Уиллоуби: Я и Джордан вместе посещаем класс математики с момента моего поступления в ASU. За это время мы стали хорошими друзьями. В этом семестре мы совместно ходим на занятия по криптографии, поэтому наше объединение для этого соревнования было вполне естественным.
Вопрос: Какой тип шифра вы любите решать больше всего и почему?
Миллер: Думаю, что мой любимый это Trifid. Он может быть крепким орешком, но привлекают 3-D свойства ключа и интересные места, где его располагают, его всегда увлекательно решать. Иногда решение шифра с помощью бумаги и карандаша делает процесс много более личным, чем когда ты просто прогоняешь шифр через программу, даже если ты написал эту программу сам. Тем не менее, если дело касается шифров, которые можно запрограммировать, я предпочитаю RSA, поскольку есть множество разных интересных способов его взлома и большинство из них доступно на калькуляторе.
Уиллоуби: Мой любимый шифр это Playfair. Мне он нравится, так как его решение очень систематизировано. Как только входишь в ритм, то расшифрованный текст начинает из него просто литься.
Вопрос: Почему студентам важно участвовать в мероприятиях типа Крипторалли?
Миллер: Потому что только в них человек сможет понять, на что способен, кроме того, это уникальное время, которое можно провести весело, в общности, в атмосфере соревнования и критического .
Вопрос: Что, по вашему, обычные люди недопонимают о математике?
Миллер: Люди думают, что математика это просто игры с цифрами и решение задачек, без всякого практического применения. Но математика куда более глубока, чем это. Например, криптографию могут использовать даже дети, чтобы отправлять друг другу секретные послания. Никаких сложных и интересных систем шифрования не могло бы существовать без математики. Математику следует расценивать как набор головоломок, а не как набор проблем.
Уиллоуби: Я думаю, основная масса людей полагает, что те, кто разбирается в математике, являются членами некоего секретного клуба. Им кажется, что ты либо понимаешь её, либо нет. Это далеко не так. Её освоение сродни изучению нового языка и если вы регулярно посвящаете этому своё время, то навык улучшается и понимание языка увеличивается. И преимущество здесь в том, что изучение языка математики — это по сути изучение универсального языка мироздания.
Автор: zapp
