jirka a neprolomitelna sifra_03.qxp_Sestava 1 17.02.20 12:34 Strรกnka 1
Ilustroval Garry Parsons
Lucy Lucy & Stephen Stephen Hawking Hawking GEORGE CODE GEORGE AND AND THE THE UNBREAKABLE UNBREAKABLE CODE Published by the arrangement with Random House Children´s Children’s Books, Published by Books, one one part part of of the the Random Random House House Group Group Ltd. Ltd. All All rights rights reserved reserved Copyright © © Lucy Lucy Hawking, Hawking, 2014 2014 Copyright Cover artwork, design design and and lettering lettering © Cover artwork, Illustrations Parsons Illustrations by by Garry Garry Parsons Illustrations/Diagrams copyright copyright© © Random Random House HouseChildren´s Children’s Publisher, Illustrations/Diagrams Publisher, 2014 Grygar, 2016 2016 Translation © Lukáš Lukáš Grygar, ISBN978-80-242-6555-1 978-80-242-5211-7 ISBN
Jirka aa neprolomitelná neprolomitelná šifra šifra Lucy Lucy aa Stephen Stephen Hawkingovi Z anglického Code,vydaného vydanéhonakladatelstvím nakladatelstvím Z anglickéhooriginálu origináluGeorge George and and the the Unbreakable Unbreakable Code, Random Random House House Children’s Books, Children´s Books,A Random A RandomHouse House Group Group Company, Company, v New v New Yorku Yorku v roce v roce 2014, 2014,přeložil přeložil Lukáš Lukáš Grygar Grygar Odborná RNDr. Jiří Jiří Grygar, Grygar, CSc. CSc. Odborná spolupráce spolupráce RNDr. Redigovala Zajíčková Redigovala Eva Eva Zajíčková Obálku Kateřina Stárková Stárková Obálku podle podle původního původního vydání vydání zhotovila zhotovila Kateřina Odpovědná Odpovědnáredaktorka redaktorkaPetra Jana Diestlerová Kubínová Technický redaktor Lenka David Gregorová Dvořák Technická redaktorka Vydala Euromedia Group, k. s.stran – Knižní Počet 312 klub v edici Universum, Nádražní 30, 150 00 Praha 5, Pikola, Vydala Euromedia Group, a. s., v edici roku 2016 jako publikaci Nádražní 30,svou 1508230. 00 Praha 5 zhotovil Praha v roce Sazbu 2020 jako svouCadis 11 338. publikaci Tisk TBB, a. s., Banská Sazbu zhotovil Cadis Bystrica Praha Vydání Tisk FINIDR, s. r.první o., Český Těšín
Vydání druhé www.universum.cz www.euromedia.cz Naše knihy na na trh trh dodává dodává Euromedia Euromedia –– knižní distribuce, Naše knihy knižní distribuce, Nádražní30, 30, 150 150 00 Nádražní 00 Praha Praha 55 Zelenálinka: linka: 800 103 800 103 203 Zelená 203 Tel.: 296 536 296 536 111 Tel.: 111 Fax:296 296 536 246 Fax: 536 246 objednavky-vo@euromedia.cz objednavky-vo@euromedia.cz KnihyKnihy lze zakoupit v internetovém knihkupectví www.bux.cz lze zakoupit v internetových knihkupectvích
www.booktook.cz a www.knizniklub.cz
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 4
25.2.2016 22:11:27
Pro všechny, kdo někdy užasle vzhlédli k nočnímu nebi a chtěli se dozvědět víc…
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 5
25.2.2016 22:11:27
NEJNOVĚJŠÍ VĚDECKÉ POZNATKY! V této knize několikrát při čtení narazíte na úžasné vědecké texty a vysvětlení. Pomohou vám lépe pochopit to, o čem příběh Jirky a Aničky pojednává, a napsali je pro vás následující uznávaní odborníci:
Můj robot, tvoji roboti
strana 62
profesor Peter W. McOwan Queen Mary University of London
Historie života
strana 85
profesor Michael J. Reiss Institute of Education, University of London
Kvantové počítače
strana 138
dr. Raymond Laflamme ředitel Institutu kvantové kybernetiky při University of Waterloo
Stavební kameny života
strana 166
Stavební kameny života dr. Toby Blench experimentální chemik
3D tisk
strana 250
dr. Tim Prestidge Totempole Consulting
Život ve Vemíru
strana 304
Život ve vesmíru profesor Stephen Hawking ředitel Institutu teoretické kosmologie, University of Cambridge
Zvláštní poděkování za doplňkové materiály si zaslouží: dr. Stuart Ranking Služby výpočetních clusterů, University of Cambridge
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 7
25.2.2016 22:11:27
1. kapitola
N
a jiné planetě by tenhle příbytek v koruně stromu sloužil jako parádní místo k pozorování noční oblohy. Třeba na planetě, kde nejsou žádní rodiče. Domek byl v polovině velikánské jabloně, která trůnila uprostřed zeleninového záhonku, právě v ideální výšce, aby z něj kluk jako Jirka mohl celou noc vyhlížet hvězdy. Jenže Jirkova maminka s tatínkem měli jiné představy, jak by měl trávit čas: zahrnovaly nejenom domácí práce a domácí úkoly, ale taky si měl hrát s mladšími sestřičkami, večeřet nebo třeba… spát! V posteli! Nic z toho Jirku nezajímalo tolik jako možnost vyfotografovat si Saturn. Alespoň jednu jedinou fotku jeho nejmilejší planety, obřího plynného obra a jeho nádherných, zmrzlých prstenců. Jenže slunce touhle dobou zapadalo hrozně pozdě a Saturn se na noční obloze objevoval až kolem půlnoci. A to bylo dávno po večerce, kdy Jirka musel z jabloně dolů a pod duchnu. 9
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 9
25.2.2016 22:11:27
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
Zrovna seděl na kraji svého stromového království, klinkal nohama a počítal, kolik hodin a dní to ještě potrvá, než bude dospělý – a pánem svého času… „Jak to de?“ skočila mu do myšlenek postavička, navlečená do volných kapsáčů, tak o číslo větších, a mikiny s kapucí. Na hlavě měla kšiltovku. „Hej!“ rozzářil se Jirka. „Anče?“ Nahoru k němu se vyhoupla jeho kamarádka, ta vůbec nejlepší už od chvíle, kdy se její rodina před lety přistěhovala do Liškova. Anče bydlela o dům vedle, ale nekamarádili spolu jen proto, že byli sousedé. Jirka měl Aničku prostě rád: byla dcerou vědce, byla chytrá jako opice a k tomu taky 10
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 10
25.2.2016 22:11:27
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
vtipná a odvážná a jednoduše super. Nevyhýbala se žádnému dobrodružství, nenechala žádný kámen nepřevrácený a hlavně si nenechala nic jen tak nabulíkovat. „Co tu vyvádíš?“ zeptala se Jirky. „Nic,“ pokrčil rameny, „jen čekám.“ „A na co?“ „Na něco,“ řekl a zněl zkroušeně. „Tak to jsme dva,“ řekla Anička. „Myslíš, že vesmír na nás zapomněl? Když máme zakázáno do něj lítat na výpravy?“ Z Jirky vypadl povzdech. „A co ty – myslíš, že se do něj ještě někdy podíváme?“ „Hned tak to nebude…,“ zamyslela se Anička. „Možná už jsme si všechnu legraci užili a teď, když je nám jedenáct, už musíme být jenom vážní.“ Jirka se postavil a cítil, jak se pod jeho váhou dřevěné plaňky prohýbají. Bezpečností svého příbytku si byl jistý. Skoro jistý. S tátou ho postavili z haraburdí, které vyhrabali na skládce. Místo, kde teď s Aničkou seděli, se pod taťkou při stavbě propadlo a Jirka musel napnout veškeré síly, aby Tobiáše s nohou uvízlou mezi prolomenými prkny vytáhl zpátky, zatímco se dvojčátka Janička s Helenkou hystericky řehtala. Tatínkova malá nehoda měla jednu výhodu: holkám zůstala jabloň zapovězena a nahoru mohl jen Jirka, což mu naprosto vyhovovalo. Příbytek zůstal 11
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 11
25.2.2016 22:11:27
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
jeho královstvím, daleko od jakýchkoli domácích zmatků. Na bezpečnost dbal velice ochotně a provazový žebřík za sebou vždycky vytáhl nahoru, aby náhodou některou ze sestřiček nenapadlo se po něm sápat. Ale počkat! To znamenalo, že… „Hej,“ došlo Jirkovi, že Anička se tu zjevila, i když byl žebřík nahoře. „Jak ses sem dostala?!“ „V mládí mě kousnul radioaktivní pavouk,“ zazubila se Anče. „Takže mám teď zvláštní schopnosti, se kterejma se teprve učím žít!“ dodala dramaticky. Jirka výmluvně ukázal k uzlu provazu, kterého si právě všiml. Byl uvázaný na konci nejsilnější větve. „Tvoje práce?“ „Jo,“ přikývla Anče. „Chtěla jsem vyzkoušet, jestli to zvládnu.“ „Bych ti shodil žebřík,“ řekl Jirka. „Když jsem za tebou lezla posledně, tak jsi mě nechal hádat asi milion různejch hesel a pak jsem tě stejně musela uplatit fidorkou!“ „To byla houby fidorka,“ namítl 12
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 12
25.2.2016 22:11:27
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
Jirka, „prostě jsi vzala ten svůj pokus o čokoládu, co jsi vyrobila u vašich v laboratoři, a zabalila ho do prázdnýho obalu, jako že to nepoznám.“ „Když může pokusný myši vyrůst na zádech ucho, proč bych nemohla vypěstovat umělou čokoládu?“ zaprotestovala Anička. „Musí jít přece vymyslet čokoládový molekuly, který se budou dál množit a dělat další čokoládu, no ne?“ Z Aničky byla poslední dobou začínající experimentální chemička. Kuchyň proměnila na laboratoř a svou maminku Zuzanu tím často dováděla k šílenství. Když například jednou hmátla do lednice pro krabici jablečného džusu, narazila na misku bílkovinných krystalů. „No pro tvoji informaci,“ řekl Jirka, „ta čokoláda chutnala jako dinosauří hnáta.“ „No to teda nene!“ začertila se Anička. „Moje domácí čokoláda byla vynikající. Nevíš, co meleš. Copak jsi někdy ožužlával nohy nějakýmu dinosaurovi?“ „Spíš dinosauří nehty,“ opravil se Jirka. „Fakt humus. Jako by ti před trilionem let zkameněla.“ „Pchá, jako bys tomu rozuměl. Copak jsi nějakej germán?“ „Říká se gurmán. A stejně ani nevíš, co to znamená.“ „Náhodou vím.“ „A co teda?“ řekl Jirka a zatvářil se vítězoslavně. 13
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 13
25.2.2016 22:11:27
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
„No prostě... jako že... máš nějaký gury... a nabízíš je k mání...“ hledala Anička vysvětlení, ale dál nedošla a rovnou se sama sobě tak rozchechtala, až se svalila ze sedacího pytle. „Ty jsi fakt trdlo!“ řekl Jirka, ale nemyslel to ani trochu zle. „Trdlo s IQ 152!“ smála se Anička a zvedla se zpátky na nohy. Minulý týden si nechala své IQ změřit a velmi dbala na to, aby její výsledek nikdo nepřeslechl. Najednou si všimla Jirkových věcí, vyrovnaných uvnitř domku. „Co to tu máš?“ „Chystám se na večer,“ odpověděl Jirka a ukázal na vybavení, které tu na stromě chránil před nájezdy nenechavých dvojčátek. Všemu vévodil bílý dalekohled o průměru 60 milimetrů a fotoaparát, který se k němu Jirka chystal připojit, aby mohl fotit noční oblohu. Dalekohled dostal od 14
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 14
25.2.2016 22:11:27
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
babičky Amálie a fotoaparát našel ke svému údivu na skládce. „Až se setmí, chci s ním vyfotit Saturn. Jestli mě teda naši nenaženou domů. Ale mám to jako projekt do školy!“ „Hustý!“ řekla Anička uznale a zkusila nakouknut do hledáčku dalekohledu. „Tfuj!“ zašklebila se. „Máš to tam nějaký zapatlaný!“ „Cože?!“ zamračil se Jirka. Podíval se zblízka a skutečně, hledáček byl oblepený rozteklou růžovou hmotou. „A dost!“ bouchly v Jirkovi saze a začal se sápat po žebříku. „Kam valíš?“ lekla se Anička. „Vždyť o nic nejde, to se vyčistí,“ chtěla ho zastavit, ale to už byl Jirka dole a rázoval si to zpátky do domu a rovnou do kuchyně, tváře rudé vzteky. V kuchyni zrovna Tobiáš krmil Janičku s Helenkou lžičkami domácí přesnídávky. „A za tatínka...“ zkoušel to na Helenku, která sice zelenou hmotu vzala do pusy, ale obratem ji plivla zpátky na Tobiáše – a začala se tomu řehtat a bušit pěstičkami do tácu před svou židličkou, až se jídlo rozlétlo všude kolem. Janička měla ve zvyku po Helence všechno opakovat a ani tentokrát nezůstala pozadu. Aby toho nebylo málo, přidala navíc hlasité mlaskání. Tobiáš se otočil na Jirku a ve tváři měl, kromě přesnídávky odkapávající z jeho vousů, směs zoufalství i radosti. Jirka už se nadechoval k rozčilenému 15
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 15
25.2.2016 22:11:28
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
proslovu na téma malých lidí, znečišťujících cizí dalekohledy, ale v tu chvíli vklouzla do kuchyně Anička a předběhla ho. „Brýden, pane Té,“ zahlaholila na pozdrav. „Čau holky!“ Dvojčátka přivítala nové rozptýlení od večeře s říhavým nadšením. „Jen jsem se chtěla zeptat, jestli by Jirka nemohl na večeři k nám,“ řekla Anička a zalechtala Helenku pod ulepenou bradičkou, což mělo za následek další záchvat řehtání. „A co bude s mým dalekohledem?“ zabručel Jirka. „To vyřídíme. Pak.“ Anička se otočila zpátky k dvojčátkům. „Má to někdo štěstí, mít za ségry dvojčátka...“ 16
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 16
25.2.2016 22:11:28
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
rozněžnila se nad jejich hlavičkami. „Taky bych si takové přála, ale jsem jenom osamělé, smutné dítě,“ dodala s přehnaným důrazem na zkroušenost v hlase. Jirka by s Aničkou měnil hned. Žila v tiché domácnosti, kde frčela věda a technologie a její tatínek byl učenec a maminka se věnovala své kariéře. Nepřekážela tam žádná děcka, žádný rámus, žádná zelenina a žádný nepořádek – tedy s výjimkou některých Aniččiných pokusů v kuchyni. Vědeckých, nikoli kuchařských! „No, tak dobře,“ řekl Tobiáš. „Klidně si běžte, ale Jirko, ať jsi zpátky, abys stihl své domácí povinnosti.“ „Pecka!“ zajásala Anička a vytlačila Jirku ven ze dveří. Ten už věděl, že když je jeho nejlepší kamarádka v ráži, nemá cenu se vzpouzet. A tak se nechal vést, což tentokrát nevyžadovalo žádné zvláštní přemáhání: na svou rodinu teď neměl náladu a k sousedům se naopak těšil. „Pa, pane Té! Pa, holky!“ zahulákala Anička a vylétla za ním. „Ať jste tlustý na tři prsty!“ „Jirko!“ ozval se za nimi ještě Tobiášův hlas, „nezapomeň, že ti ještě chybí splnit tři pětiny úkolů ve tvém týdenním rozvrhu!“ Ale to už byl Jirka fuč a spolu s Aničkou pádili vstříc „tam vedle“, kde se rozkládalo úžasné království vědy, technologie a nejnovějších vynálezů, z nichž Jirkovi předem svítily oči. 17
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 17
25.2.2016 22:11:28
2. kapitola
D
írou v plotu prolezli do sousední zahrady. Plot měl na svědomí Bedřich – prasátko, které Jirkovi darovala babička Amálie. Béda tehdy vystartoval jako pominutý a v rámci svého pokusu o útěk jej prorazil. Když pak Jirka sledoval stopy jeho prasečích kopýtek, dovedly ho až za Aničkou a její rodinou. Seznámil se s jejím tatínkem Erikem, lehce potrhlým, ale velechytrým vědcem, s maminkou Zuzanou, která byla hudebnice, a také s Kosmem, superpočítačem, schopným nakreslit do prostoru dveře, vedoucí na jakékoli místo ve známém vesmíru; stačilo jen navléct skafandr a udělat krok přes jejich práh. Od chvíle, kdy se Jirka k takovému kroku poprvé odvážil, stihl proletět sluneční soustavou na kometě, projít se po Marsu a čelit zlovolnému vědci kdesi na opačném konci galaxie. Jirkův život se díky té první návštěvě od základu změnil. „Hele,“ houkla na něj Anička, zatímco pospíchali k nim domů. „Neměl bys bejt na svý sestřičky tak zlej.“ 18
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 18
25.2.2016 22:11:28
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
„Cože?“ Jirka už dávno myslel na něco úplně jiného. „Jak to myslíš, vždyť jsem na ně nebyl zlej!“ „Jen proto, že jsem tě zarazila,“ namítla Anička. „Určitě ses jim chystal říct něco pěkně... nepěknýho!“ „Byl jsem rozčilenej, no!“ odtušil Jirka. „Mají přece zakázáno lézt na můj strom!“ „Buď rád, že vůbec nějaký sourozence máš. Já jsem sama,“ povzdechla si Anička. „To teda ne,“ nesouhlasil Jirka. „Máš přece takovejch věcí! Máš Kosma, máš svou vlastní výzkumnou laboratoř, máš Xbox a notebook a mobil a iPod a iPad a... úplně všechno na ,i‘! Máš toho svýho mechanickýho psa, taky skútr... nevím, prostě máš všecko!“ „To je něco úplně jinýho,“ řekla Anička a hlas se jí ztišil, „než mít bráchu nebo ségru.“ „Kdybys je měla, změnila bys názor,“ prohlásil Jirka. „To se vsadím.“ Společně se vřítili do kuchyně a Anička zkušeným skluzem dobrzdila tváří v tvář obří lednici. 19
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 19
25.2.2016 22:11:28
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
U Bláhových totiž ani lednička nebyla jen tak ledajaká lednička. Podobné monstrum byste potkali spíš někde v laboratoři: kovová konstrukce ukrývala hluboké přihrádky a šuplíky, které od sebe oddělovaly různorodý obsah. Do obyčejné lednice měla asi tak daleko, jako papírová vlaštovka do raketoplánu. Přesně tohle Jirka na Aniččině rodině zbožňoval – jejich dům byl plný nečekaných zařízení a vědeckých podivností, které tatínek Erik nastřádal za léta svého bádání. Jirka závistivě sledoval, jak z lednice vychází podivné modré světlo. V domě svých rodičů by nenašel nic, co by tahle lednice svým výpočetním výkonem dalece nepřevyšovala. Zatímco propadal chmurám, z obývacího pokoje se ozval hlas. 20
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 20
25.2.2016 22:11:28
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
„Anče! Jirko!“ Do dveří kuchyně strčil hlavu – a svůj široký úsměv – Aniččin tatínek Erik. Oči za silnými brýlemi mu jiskřily, kravatu měl povolenou a rukávy košile vyhrnuté k loktům. V každé ruce držel křišťálovou skleničku. „Jdu nám dolít,“ řekl a odšpuntoval starou zaprášenou lahev, z níž rozlil do skleniček lepkavou, jantarově zbarvenou tekutinu. „Pojďte se pozdravit, máme návštěvu,“ zahlaholil. „Myslím, že by vás dva mohla zajímat.“ Anička s Jirkou okamžitě zapomněli na svou předchozí hádku a vyrazili za Erikem do obývacího pokoje, který byl až po strop zastavěn knihami. Kromě nich tu byly k nalezení i další zajímavé věci, jako například Erikův starý mosazný dalekohled. Na rozdíl od zbytku domu tu neměly navrch futuristické technologie – obývák byl krásně zařízený a útulný. Nechyběla pohodlná pohovka, která zažila už Erikova studentská léta. Momentálně na ní vysedávala jistá velmi letitá paní. „Anče, Jirko, seznamte se,“ řekl Erik, „tohle je Běla Divá.“ A podal jí skleničku sherry. Běla neotálela s napitím. „Těší mě!“ pokynula dětem. 21
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 21
25.2.2016 22:11:28
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
Erik pokračoval. „Běla je jednou z největších matematiček naší doby,“ řekl se slyšitelným respektem. Bělu to rozesmálo. „Ale prosímtebe!“ „Nepřeháním!“ trval Erik na svém. „Bez Běliny geniality by miliony lidí přišly o život.“ „Jakých lidí?“ zajímalo Jirku. Anička vytáhla z kapsy svůj telefon a chystala se na něm otevřít Wikipedii. „Tak schválně, Běla Divá...“ „Hledáš marně,“ skočila jí do hledání Běla a v jejích bleděmodrých očích to jiskřilo. „Moje práce podléhala státnímu utajení. A podléhá mu dodnes. Moje jméno nikde nenajdeš.“ Erik pokynul ke zvláštnímu kufříku, ležícímu na stolku před pohovkou. „Tohle,“ začal dramaticky, „je šifrovací přístroj Enigma – jeden z těch, které se používaly za druhé světové války ke kódování zpráv. Takové zprávy pak nemohl rozluštit nikdo cizí, kdo jim naslouchal. Jenže Běla byla součástí týmu matematiků, kterým se to povedlo a kód Enigmy prolomili. Díky nim válka skončila mnohem dříve a spousta lidských životů zůstala ušetřena.“ „Ty bláho!“ zvedla Anička oči od svého telefonu. „Takže jste mohli číst tajný zprávy a náckové nevěděli, že jim vidíte do jejich plánů? Jako kdyby mi 22
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 22
25.2.2016 22:11:29
0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010
nnumber systems ČÍSELNÉ SOUSTAVY Desítková D De sítk ítko á Soustavě, kterou používáme každodenně, říkáme desítková, protože používá za základ desítku. Počítáme od 1 do 9 a pak se posouváme o stupeň výš. 36 = 3 x 10 plus 6 x 1 48 = 4 x 10 plus 8 x 1 148 = 1 x 100 plus 4 x 10 plus 8 x 1 A tak dále.
Dvojková U raných počítačových systémů byla zavedena dvojková soustava. Ta má za základ dvojku a používá pouze čísla 0 a 1. 10 = 1 x 2 plus 0 x 1, to znamená číslo 2 ve dvojkové soustavě 11 = 1 x 2 plus 1 x 1, to znamená 3 111 = 1 x 4 plus 1 x 2 plus 1 x 1, to znamená 7 Volba mezi 0 nebo 1 byla v počítačových obvodech převedena do přepínačů mezi pozicemi 0 (vypnuto) a 1 (zapnuto). Program napsaný v binárním kódu pak tyto přepínače dle potřeby přepínal.
Šestnáctková soustava Dnes už jsou počítače výkonnější a zvládají pracovat s kódem v šestnáctkové soustavě, se základem 16. Ten počítá od 0 do 9 a pak naváže písmenem A pro desítku, B pro jedenáctku a tak dál až do F pro patnáctku. C je tedy v desítkové soustavě číslo 12. 10 je v šestnáctkové soustavě zápis čísla 16. 11 = sedmnáct 1F = 1 x 16 plus F x 1 (15) = 31 20 = 2 x 16 = 32 F7 = F x 16 (15 x 16 = 240) plus 7 x 1 = 247 100 = 256
10101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010
101001010101010101010101010101010101010
10101 0101010101010101010101010101010101
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 23
25.2.2016 22:11:29
PROLAMOVÁNÍ KÓDŮ Prolomit kód obvykle znamená rozluštit zašifrované zprávy bez znalosti tajného klíče, který použila osoba zprávu odesílající. Odborně se této činnosti říká kryptoanalýza a způsobu, kterým je zpráva kódovaná, říkáme také šifra.
Před nástupem počítačů Než byly vynalezeny digitální počítače, šifrovalo se pomocí písmen nebo čísel k písmenům odkazujících. Ve zprávě mohla být například všechna písmena nahrazena jinými. Jednoduchý kód tak třeba nahradil všechna A písmenem E, B písmenem F a tak dále pro celou abecedu. Případně mohla být abeceda různými způsoby zamíchána. Abyste takovou šifru rozluštili, bylo potřeba spočítat, jak často se různá písmena v zašifrovaném textu objevují (této metodě se říká frekvenční analýza). Například písmeno E bývá poměrně časté, a pokud se v textu nadbytečně objevuje S, je možné, že S = E. Dostatečnou analýzou se pak dalo dobrat ke zbývajícím písmenům. Složitější šifry však používají jiné způsoby, jak abecedu promíchat, a protože běžné abecedy mívají kolem 26 písmen, vzniká tak vysoký počet možných kombinací: první šifrované písmeno může znamenat 26 různých písmen, druhé 25, třetí 24 a tak dále až do vyčerpání abecedy.
Moderní prolamování kódů Současné metody už nepracují s písmeny, ale s bity (jedničkami a nulami) v paměti počítače. Šifrování i dešifrování používají tajný klíč, sestávající z dlouhého sledu bitů. 256 bitový šifrovací klíč je dnes považován za dostatečně odolný i vůči pokusům prolomit ho pomocí superpočítačů a tzv. „hrubé síly“ (to znamená zkoušením všech možných kombinací).
PROLAMOVÁNÍ QSPMBNPWBOJ (+ 1 písmeno)
JIRKA MLUD
(+ 3 písmena)
ANIČKA ZMHJZ (- 1 písmeno)
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 24
25.2.2016 22:11:29
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
někdo vlezl do e-mailů a četl si v nich? Teda, až na to,“ dodala Anička, „že já s nikým neválčím. Kromě Štípový, ta mě fakt prudí. Vysmála se mi, když jsem se ve škole u tabule přepsala...“ „Přesně tak,“ přikývla Běla. „Díky zachycení a dešifrování nepřátelských zpráv se vědělo, co nacisti chystají. Tím naše armády získaly obrovskou výhodu.“ „Pecka!“ zajásala Anička. „Dobře vy, paní Bělo!“ A zase se věnovala svému telefonu. Jirka zíral na kufřík. „Fakt je to opravdová Enigma?“ chtěl vědět. Přišlo mu neuvěřitelné, že mají Bláhovi něco takového doma. Po milionté ho napadlo, proč se nemohl narodit raději u nich! „Ano,“ přikývla Běla s úsměvem. „Přinesla jsem ji Erikovi – jako dárek.“ Podarovaný zalapal po dechu. Zjevně netušil, co Běla chystá. „To přece nemůžeš!“ protestoval. „To tedy můžu!“ nenechala se Běla. „Je to dar pro tvou katedru matematiky. Věnujete se tam kvantovým počítačům a pro tuhle báječnou věcičku mě lepší domov nenapadá.“ „Co jsou kvantové počítače?“ zajímalo Jirku. Slyšel o něčem takovém poprvé a znělo to parádně. Zároveň věděl, že Erika v poslední době zaměstnává práce, kolem které vědec hodně tajnůstkařil. Dnes však působil sdílněji. „Je to další velká změna, která se na náš žene,“ vysvětlil Jirkovi. „Máme za sebou revoluci digitální 25
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 25
25.2.2016 22:11:29
LUCY A STEPHEN HAWKINGOVI
ENIGMA
Válečná tajemství S nástupem druhé světové války (1939–1945) začaly válčící národy používat šifrovací přístroje, jako byla Enigma (v Německu) nebo Typex (v Británii). Operátoři Enigmy zadávali text na klávesách v přední části přístroje a malá žárovička označovala kódování jednotlivých písmen. Šifrovaná zpráva byla přepsána rukou, převedena do morseovky a odeslána vysílačkou.
Tři rotory Enigma obsahovala tři otočná kola, tzv. rotory, a v nich složité elektrické rozvody. Rotory bylo možné vyjmout a prohodit jejich pořadí šesti možnými způsoby (3 x 2 x 1). To dávalo ve výsledku 28 x 28 x 28 (počet písmen německé abecedy mínus X, které se nešifrovalo) různých pozic pro každé písmeno. Kombinace šlo dále rozšířit zapojením kratších drátů do předního panelu přístroje. Tím pak vznikla zcela nová sada 28 x 28 x 28 šifer pro zadávanou zprávu. Příjemce zprávy měl totožně nastavený přístroj a původní znění zprávy bylo možné dešifrovat z blikání žároviček při jejím opětovném zadání. Každý den operátoři nastavovali rotory jinak a přepínali dráty do dohodnutých pozic.
26
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 26
25.2.2016 22:11:29
JIRKA A NEPROLOMITELNÁ ŠIFRA
Prolomení Enigmy Šifrovací systém byl založen na sdíleném tajemství – denních instrukcích, jak přístroj nastavit. Toto tajemství bylo nutné udržet mezi důvěryhodnými operátory. Jediná chyba nebo třeba zcizení vytištěných instrukcí by znamenalo, že se k šifrovaným informacím dostane nepřítel. K prolomení nakonec došlo skrze kombinaci chyb na straně Němců, nasazení pokročilé matematiky a bystrost nejprve polských a později také britských lamačů kódů. Zásadní podíl na dešifrování nacistických zpráv měl geniální matematik Alan Turing a jeho návrh zařízení, přezdívaného Bombe. Dalším důležitým strojem, který vznikl v anglickém Bletchley Park, kde za války sídlila vládní dešifrovací centrála, byl Colossus. Jednalo se o první elektronickou a programovatelnou digitální výpočetní jednotku, nasazenou na prolomení kódu z jiného německého šifrovacího zařízení, zvaného Lorenz.
27
Jirka-George and the Unbreakable Code_INTERIORS.indd 27
25.2.2016 22:11:29