Криптография и криптоанализ
Цель проекта: освоение некоторых методов криптографии и криптоанализа и реализация их приложений в различных дисциплинарных областях, перечисленных ниже.
- Освоен математический аппарат, необходимый для понимания принципов криптографии и криптоанализа в истории и современности;
- изучен наиболее известный современный криптографический алгоритм RSA;
- изучено шифрование по схеме Эль-Гамаля и его теоретическое обоснование;
- рассмотрено понятие вычислительной сложности алгоритма, приведены оценки сложности алгоритма факторизации и алгоритмы, реализующие эти оценки.
Возможность применения оптических и ДНК-компьютеров в криптоанализе
- Проанализированы перспективы неклассического компьютинга;
- на примере эксперимента Адлемана с ДНК продемонстрирована возможность взлома протокола с нулевым разглашением, что делает рассмотренные реализации вычислительных методов потенциально пригодными для использования в криптографии;
- изучены методы современного молекулярного программирования с использованием оригами Поля Ротмунда и плиток Эрика Уинфри.
Методы и алгоритмы шифрования
- Изучены основные исторические методы шифрования – от скиталы и диска Энея до шифра Виженера и машины «Энигма».
- Участники проекта создали собственные шифры с закрытым ключом и попытались их взломать.
Криптография с точки зрения химии
- Подготовлено несколько видов симпатических чернил, наилучшими свойствами обладали раствор лимонной кислоты и раствор стирального порошка;
- выращен «кристалл-послание» из окрашенного пищевым красителем раствора поваренной соли и раствора медного купороса.
Приборы для кодирования, шифрования и передачи данных: телеграф, шифровальная и дешифровальная машины
- Изучены основы схемотехники и технология пайки печатных плат;
- разработана оптимальная схема и конструкция телеграфа;
- изготовлен генератор импульсов на биполярных транзисторах;
- произведена сборка и настройка телеграфа;
- проведена проверка работоспособности телеграфа и передача сообщения с использованием азбуки Морзе;
- на основании полученных знаний изготовлены шифровальная и дешифровальная машины;
- проведена проверка работоспособности машин, шифровка и дешифровка тестового сообщения.
Приложение криптографии в индустрии развлечений: создание сюжетных квестов
После изучения концепций линейного и параллельного сюжетных квестов были созданы и проведены:
- 8 индивидуальных линейных квестов (географический квест, мифологический квест, искусствоведческий квест, военный квест, анатомический квест, спортивный квест, детективный квест, жуткий квест);
- командный параллельный квест;
- командный сюжетный квест «Побег из комнаты».
Квантовые вычисления для криптографии: теоретические основы
- Рассмотрены базовые понятия квантовой механики и физики низких температур;
- рассмотрены устройство квантового компьютера и суть квантовых вычислений;
- изучены основные принципы работы кубитов и квантовых компьютеров на их основе;
- рассмотрена возможность использования квантовых компьютеров в криптографии.
Практическая реализация квантовых вычислений: сверхпроводящие кубиты
Участники проекта приняли участие в создании сверхпроводящего кубита и измерении его параметров в лаборатории Российского Квантового Центра в наукограде Черноголовке
Участники научились делать полный цикл литографии микроэлектронных структур:
- создали дизайн кубита в специализированной программе;
- очистили кремниевую подложку и нанесли на нее резист;
- заэкспонировали нанесенный резист согласно созданному ими дизайну;
- проявили резист в специальном растворе;
- напылили алюминий в образовавшиеся отверстия в резисте с помощью магнетрона;
- завершили создание кубита «взрывом» остатков резиста;
- измерили полученный кубит в сверхпроводящем состоянии при температуре 20 мК.
- Григорьева Людмила Дмитриевна
- Медведев Валерий ВладимировичЕстественнонаучный профиль
