Микросхемы дешифраторы
Функция микросхем дешифраторов, как понятно из названия, состоит в том, чтобы преобразовывать входной двоичный код в номер выходного сигнала, количество которых соответствует количеству состояний двоичного кода, то есть 2N, где N – количество разрядов двоичного кода (количество информационных входов дешифратора). Для обозначения микросхем дешифраторов введён специальный суффикс ИД, например, К555ИД7, а на обозначениях микросхем на принципиальных схемах ставят буквы DC.
В стандартных сериях микросхем существуют дешифраторы на 4, 8 или 16 выходов, соответственно они имеют 2, 3 или 4 входа. Ещё различия между микросхемами включают в себя входы управления и типы выходов микросхем (обычный 2С выход или выход с общим коллектором ОК). Входы дешифраторов обычно обозначают цифрами, которым соответствует вес разряда двоичного числа (1, 2, 4 или 8), а выходы также обозначают цифрами (1, 2, 3 и т.д.). Для примера рассмотрим несколько микросхем дешифраторов: К555ИД14, К555ИД7, К555ИД3.
Микросхемы дешифраторы: слева направо К555ИД14, К555ИД7, К555ИД3.
Данные микросхемы являются стандартными дешифраторами, которые имеют информационные входы 1, 2, 4, 8, входы разрешения С1, С2, С3, объединённые по функции И, а также выходы от 0 до 15. Различие между данными микросхемами состоит в количестве входов и выходов.
Микросхема К555ИД14 представляет собой сдвоенный двоичный дешифратор, каждая половина имеет два информационных входа 1, 2, вход разрешения С и четыре выходных вывода, имеет второе название дешифратор 2 – 4. Микросхема К555ИД7 имеет соответственно три информационных входа, три входа разрешения объединенных по И и восемь выходов, второе название дешифратор 3 – 8. К555ИД3 имеет второе название дешифратор 4 – 16 и имеет четыре информационных входа, два входа разрешения и шестнадцать выходов. Работу данных микросхем можно описать таблицей истинности.
Входы | Выходы | |||||
С | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | |
1 | Х | Х | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | ||||
1 | 1 | 1 | 1 | |||
1 | 1 | 1 | 1 | |||
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Таблица истинности дешифратора 2 – 4 (К555ИД14).
Микросхемы дешифраторы имеют несколько типичных сфер применения. Во первых это непосредственное дешифрирование входных кодов, при этом входы С используются как стробирующие. В таком случае номер активного выхода показывает, какой код поступил на входы. Второй сферой применения является селекция кодов. В этом случае сигнал на следующий каскад цифрового устройства поступает только с одного из выходов дешифратора и когда на входные выводы поступает нужный нам код, об этом свидетельствует появление низкого логического уровня на соответствующем выходе. Ещё одним из применений дешифратора является мультиплексирование линий когда поступающий код на входе определяет номер линии на выходе.
Виды устройств аппаратного шифрования
Современный рынок предлагает 3 разновидности аппаратных средств шифрования информации потенциальным покупателям
- блоки шифрования в каналах связи
- самодостаточные шифровальные модули (они самостоятельно выполняют всю работу с ключами)
- шифровальные платы расширения для установки в персональные компьютеры
Почти все устройства первых двух типов узкоспециализированы. И поэтому нужно досконально исследовать ограничения, которые при установке эти устройства накладывают на соответствующие устройства, прикладное программное обеспечение и операционные системы до того, как принимать конечное решение об их покупке. В противном случае можно зря потратить деньги, нисколько не приблизившись к желаемой цели. Правда, существуют компании, которые продают коммуникационное оборудование вместе с заранее установленными устройствами аппаратного шифрования, что иногда облегчает выбор.
Платы расширения для персональных компьютеров являются более универсальным средством аппаратного шифрования и, как правило, их очень легко настроить так, чтобы они шифровали всю информацию, записываемую на жёсткий диск или пересылаемую в порты и дисководы. Обычно защита от электромагнитного излучения в платах расширения для аппаратного шифрования отсутствует, так как бессмысленно защищать эти платы, если весь компьютер не защищается аналогичным образом.
Примеры
Варианты классификации
Двоичные коды — это определения, согласно которым определенное количество битов связано, чтобы иметь возможность представлять определенное более высокое значение (чем просто двойная информация «да-нет»). Многочисленные варианты двоичных кодов можно классифицировать по разным критериям
Форма существования элементов двоичного кода (с примерами):
-
- видимые знаки (дымовые / световые знаки, QR-код )
- слышимые шумы / тоны (барабан)
- тактильные символы ( шрифт Брайля )
- Механически медиа — носители анализа ( перфокарты с отверстиями, контактный ролик в музыкальных коробках для музыки)
- электрические / электронные носители ( данные в компьютере или на электронных носителях данных, таких как жесткие диски или проводная передача данных ; радиотехнология ( WLAN ))
В связи с этим: Тип обработки кода: вручную без инструментов, механически, электронно.
Тип более важной информации: коды для чисел с фиксированной запятой, чисел с плавающей запятой, буквенно-цифровых символов.
Количество битов, объединенных в коде для формирования более важной информации: BCD-код = 4 (для чисел от 0 до 9), Hex-код = 4 (для значений от 0 до F, численно соответствует от 0 до 15), ASCII = 7, EBCDIC = 8-й
Фиксированная или переменная структура кода: фиксированная для большинства кодов символов, переменная, например. Б
Фотографии в формате JPG или машинный код
Использование контрольных битов в коде: нет, да (например, с кодом Грея )
Примеры кода
Двоичный код: значение / значение установленных битов в зависимости от кода
- Двойной код
Двойной код — это самый старый и наиболее часто используемый двоичный код, который может отображать целые числа в двойной системе . Он был описан еще в начале 18 века. Например, используя двойной код, вы можете использовать десять пальцев обеих рук для представления любого целого десятичного числа от 0 до 1023 ( ). Код определяет, сколько битов используется для представления чисел; общие примеры: 1 байт (= 8 бит), 2, 4 или 8 байтов.
210-1{\ displaystyle \ textstyle 2 ^ {10} -1}
- BCD код
В коде BCD цифры от 0 до 9 кодируются в четырех битах. Могут возникнуть числа от 0000 до 1001. Код BCD также известен как код 8-4-2-1.
- Код EBCDIC
Код EBCDIC, разработанный IBM, представляет собой 8-битную кодировку символов, основанную на более старом коде BCD и с индексом i. Кодируются прописные и строчные буквы, специальные символы и цифры от 0 до 9. EBCDIC используется почти исключительно на мэйнфреймах .
- Код ASCII
Американский стандартный код для обмена информации кодирует все символы , включая специальные английские символы в семи битах. С помощью кода ASCII можно закодировать до 128 ( ) различных символов. Во внутренней компьютерной обработке, ориентированной на блок хранения байтов, неиспользованному биту обычно присваивается «0».
27-е{\ displaystyle \ textstyle 2 ^ {7}}
- Машинный код
Код, который может выполняться непосредственно процессорами компьютера , определяется в наборе инструкций отдельных типов процессоров и всегда содержит код операции и, при необходимости, другую информацию, необходимую для выполнения инструкции, такую как адреса, литералы и т. Д. В точно определенном структура, например B. Код операции 8 бит, адресная информация 16 байтов, информация регистра 4 бита.
- Лишний код
Избыточный код также может быть использован для преобразования подписанных чисел в двоичный код. В основном смещен диапазон значений.
- Украденный код
Код Стибица — это дополнительный код BCD, иногда его также называют кодом лишних 3. Он также позволяет кодировать десятичные числа от 0 до 9.
- Код Айкен
Код Aiken также является дополнительным кодом BCD. Всем десятичным разрядам присваивается 4 бита. Он отличается от кода BCD только взвешиванием отдельных битов.
- Код 1 из N
Код 1 из n , также известный как код 1 из 10, кодирует десятичное число в n битах, из которых только один бит может быть 1 за раз. Контрольная сумма закодированного числа всегда дает 1. Однако такое кодирование не очень эффективно, поскольку теоретически с помощью n битов можно закодировать до различных чисел. Примером использования этого кода является перфокарта , где позиции отверстий от 0 до 9 использовались альтернативно для чисто числовых данных.
2п{\ Displaystyle \ textstyle 2 ^ {п}}
- Код Грея
Код Грея — это непрерывный или одноэтапный код. Его особенность в том, что соседние значения отличаются только на один бит. Преимущество в том, что небольшие неточности при считывании не приводят напрямую к неверной информации.
Дополнительные возможности аппаратных шифраторов
Использование целой платы расширения только для аппаратного шифрования слишком расточительно. Помимо функций шифрования, производители стараются добавить в свои устройства разнообразные дополнительные возможности, например:
- Генератор случайных чисел. Он необходим в основном для генерации криптографических ключей. Вдобавок, большое количество алгоритмов шифрования применяют их и для других целей. К примеру, алгоритм электронной подписи ГОСТ Р 34.10 — 2001: При вычислении подписи используется каждый раз новое случайное число.
- Доверенная загрузка. Контроль входа на компьютер. Каждый раз, когда пользователь включает персональный компьютер, устройство будет требовать от него ввода персональной информации (например, вставить дискету с ключами). Только если устройство распознает предоставленные ключи и сочтёт их «своими», загрузка будет продолжена. Иначе пользователь будет вынужден разбирать компьютер и вынимать оттуда плату шифратора, чтобы включить компьютер (тем не менее, как известно, информация на жёстком диске также может быть зашифрована).
- Контроль целостности файлов операционной системы. Злоумышленник не сможет в ваше отсутствие что-либо поменять в операционной системе. Шифратор хранит в своей памяти перечень всех важных файлов с заранее посчитанными для каждого контрольными суммами (или хеш-значениями), и компьютер будет блокирован, если при очередной загрузке не совпадёт контрольная сумма хотя бы одного из файлов.
Устройством криптографической защиты данных (УКЗД) называется плата расширения со всеми вышеперечисленными возможностями. Устройство аппаратного шифрования, контролирующее вход на персональный компьютер и проверяющее целостность всех файлов операционной системы, называется также «электронным замком». Понятно, что аналогия не совсем полная — обычные замки сильно уступают этим интеллектуальным устройствам. Хотя ясно, что последним необходимо программное обеспечение — требуется утилита, генерирующая ключи для пользователей и хранит их список для опознания «свой/чужой». Кроме этого, необходима программа для выбора важных файлов и подсчёта их контрольных сумм. Доступ к этим приложениям обычно есть только у администратора по безопасности. Он должен заранее сконфигурировать все устройства для пользователей, а если появятся проблемы, должен разобраться в их причинах.
Цифровые шифры
В отличие от шифровки текста алфавитом и символами, здесь используются цифры. Рассказываем о способах и о том, как расшифровать цифровой код.
Двоичный код
Текстовые данные вполне можно хранить и передавать в двоичном коде. В этом случае по таблице символов (чаще всего ASCII) каждое простое число из предыдущего шага сопоставляется с буквой: 01100001 = 97 = «a», 01100010 = 98 = «b», etc
При этом важно соблюдение регистра
Расшифруйте следующее сообщение, в котором использована кириллица:
Шифр A1Z26
Это простая подстановка, где каждая буква заменена её порядковым номером в алфавите. Только нижний регистр.
Попробуйте определить, что здесь написано:
Шифрование публичным ключом
Алгоритм шифрования, применяющийся сегодня буквально во всех компьютерных системах. Есть два ключа: открытый и секретный. Открытый ключ — это большое число, имеющее только два делителя, помимо единицы и самого себя. Эти два делителя являются секретным ключом, и при перемножении дают публичный ключ. Например, публичный ключ — это 1961, а секретный — 37 и 53.
Открытый ключ используется, чтобы зашифровать сообщение, а секретный — чтобы расшифровать.
Как-то RSA выделила 1000 $ в качестве приза тому, кто найдет два пятидесятизначных делителя числа:
История двоичных кодов
Готфрид Лейбниц
Современная двоичная система счисления, основа двоичного кода, была изобретена Готфридом Лейбницем в 1689 году и фигурирует в его статье Explication de l’Arithmétique Binaire . Полное название переводится на английский как «Объяснение двоичной арифметики», в котором используются только символы 1 и 0, с некоторыми замечаниями о его полезности и о свете, который он проливает на древние китайские фигуры Фу Си »( 1703 г.). В системе Лейбница используются 0 и 1, как в современной двоичной системе счисления. Лейбниц познакомился с И Цзин через французского иезуита Иоахима Буве и с восхищением отметил, как его гексаграммы соответствуют двоичным числам от 0 до 111111, и пришел к выводу, что это отображение было правильным. свидетельство крупных достижений Китая в области философской визуальной бинарной математики, которой он восхищался.Лейбниц рассматривал гексаграммы как подтверждение универсальности его собственной религиозной веры.
Двоичные числа занимали центральное место в теологии Лейбница. Он считал, что двоичные числа символизируют христианскую идею creatio ex nihilo или сотворения из ничего. Лейбниц пытался найти систему, которая преобразует словесные утверждения логики в чисто математические. После того как его идеи были проигнорированы, он натолкнулся на классический китайский текст под названием И Цзин или «Книга перемен», в котором использовались 64 гексаграммы шестибитного визуального двоичного кода. Книга подтвердила его теорию о том, что жизнь можно упростить или свести к ряду простых утверждений. Он создал систему, состоящую из рядов нулей и единиц. В то время Лейбниц еще не нашел применения этой системе.
Бинарные системы до Лейбница также существовали в древнем мире. Вышеупомянутая И Цзин, с которой столкнулся Лейбниц, датируется IX веком до нашей эры в Китае. Бинарная система И Цзин , текста для гадания, основана на двойственности Инь и Ян . Щелевые барабаны с двоичными тонами используются для кодирования сообщений в Африке и Азии. Индийский ученый Пингала (около V – II вв. До н.э.) разработал бинарную систему для описания просодии в своей «Чандашутрам».
Джордж Буль
Жители острова Мангарева во Французской Полинезии использовали гибридную двоично-десятичную систему до 1450 года. В 11 веке ученый и философ Шао Юн разработал метод расположения гексаграмм, который, хотя и непреднамеренно, соответствует последовательности от 0 до 63. , как представлено в двоичном формате, с инь как 0, ян как 1 и младший бит наверху. Упорядочение также является лексикографическим порядком на шестернях элементов, выбранных из двухэлементного набора.
В 1605 году Фрэнсис Бэкон обсуждал систему, с помощью которой буквы алфавита можно было преобразовать в последовательности двоичных цифр, которые затем можно было закодировать как едва заметные вариации шрифта в любом произвольном тексте
Что важно для общей теории двоичного кодирования, он добавил, что этот метод может быть использован с любыми объектами вообще: «при условии, что эти объекты могут иметь только двукратное различие, как, например, с помощью колоколов, труб, огней и факелов, согласно докладу». мушкетов и любых других подобных инструментов «.
Джордж Буль опубликовал в 1847 году статью под названием «Математический анализ логики», в которой описывается алгебраическая логическая система, ныне известная как булева алгебра . Система Буля была основана на бинарном подходе «да-нет», включающем и выключающем, который состоял из трех основных операций: И, ИЛИ и НЕ. Эта система не была введена в эксплуатацию до тех пор , аспиранта из Массачусетского технологического института , Клода Шеннона , заметил , что Булева алгебра он узнал , был подобен электрической цепи. Шеннон написал диссертацию в 1937 году, в которой реализованы его открытия. Диссертация Шеннона стала отправной точкой для использования двоичного кода в практических приложениях, таких как компьютеры, электрические схемы и т. Д.
Основные определения
В начале изучим основы, чтобы в дальнейшем всё было понятно. Здесь не будет ничего сложного, чтобы полностью разобраться в теме, надо знать всего два определения и иметь представление о том, как работать с числами в двоичной системе счисления. Итак, приступим.
Код (в информатике) – это взаимно однозначное отображение символов одного алфавита (цифр) с помощью другого, который удобен для хранения, отображения и передачи данных.
На первый взгляд понятие может показаться непонятным, однако, оно совсем простое. Так, например, буквы русского алфавита мы можем представить с помощью десятичных, двоичных или любых других чисел в различных системах исчисления. Также буквы или слова можно закодировать любыми знаками. Однако тут есть одно условие – должны существовать правила, чтобы переводить значения назад. Исходя из этого положения возникает другое:
Кодирование (в информатике) – это процесс преобразования информации в код.
Для отображения текста разработчиками были придуманы так называемые кодировки – таблицы, где символам одного алфавита сопоставляются определенные числовые или текстовые значения. На данный момент относительно широкую популярность имеют две из них – ASCII и Unicode (Юникод). Ниже предложена информация, для ознакомления.
Почему говорят, что компьютер состоит из единиц и нулей (и всё тлен)
Инженеры научились шифровать привычные для нас числа в последовательность включённых и выключенных транзисторов.
Дальше эти транзисторы научились соединять таким образом, чтобы они умели складывать зашифрованные числа. Например, если сложить и , получится . Мы писали об этом подробнее в статье о сложении через транзисторы.
Дальше эти суммы научились получать супербыстро. Потом научились получать разницу. Потом умножать. Потом делить. Потом всё это тоже научились делать супербыстро. Потом научились шифровать не только числа, но и буквы. Научились их хранить и считывать. Научились шифровать цвета и координаты. Научились хранить картинки. Последовательности картинок. Видео. Инструкции для компьютера. Программы. Операционные системы. Игры. Нейросети. Дипфейки.
И всё это основано на том, что компьютер умеет быстро-быстро складывать числа, зашифрованные как последовательности включённых и выключенных транзисторов.
При этом компьютер не понимает, что он делает. Он просто гоняет ток по транзисторам. Транзисторы не понимают, что они делают. По ним просто бежит ток. Лишь люди придают всему этому смысл.
Когда человека не станет, скорость света будет по-прежнему 299 792 458 метров в секунду. Но уже не будет тех, кто примется считать метры и секунды. Такие дела.
Семисегментный дешифратор
Семисегментный код необходим для отображения на цифровых индикаторах значений цифр от 0 до 9. Семисегментный, потому что цифры отображаются так называемыми сегментами, которых семь штук. Ниже приведена табличка соответствия между двоичным и семисегментным кодами.
Цифра | Двоичный код | Семисегментный код | ||||||||
8 | 4 | 2 | 1 | a | b | c | d | e | f | g |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||
1 | 1 | 1 | 1 | |||||||
2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||
5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
9 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Ну в общем как видно из таблички: каждой цифре двоичного кода соответствует определенное значение семисегментного кода.
Для закрепления всего что тут было сказано предлагаю собрать простую схемку (это уже действительно реально работающая схема которую можно повторить самостоятельно).Выглядит она так: 1. мультивибратор на логическом элементе (если кого интересует ка он работает то вам сюда) генерирует импульсы.2. Счетчик который считает эти самые импульсы и переводит из в двоичный код.3. Дешифратор который преобразует двоичный код в семизначный и выводит уже на всем нам привычный семисегментный индикатор
На элементах DD1.1, DD1.2 (К561ЛА7) собран генератор тактовых импульсов. Резистор R1 и кондер С1 задают частоту следования импульсов.
С выхода генератора импульсы поступают на счетчик, выполненный на DD2. Это реверсивный двоично-десятичный счетчик с предустановкой. Вход ±1 определяет направление счета, вход 2/10 — режим (двоичный или десятичный). Вход V предназначен для разрешения записи в счетчик состояния информационных входов D0 — D3. Конкретно этому счетчику (561ИЕ14, 564ИЕ14) надо подать логическую 1. Резистор R2 и конденсатор C2 образуют дифференцирующую цепь. При включении питания короткий импульс на входе V, формируемый дифференцирующей цепью, разрешает запись в счетчик состояния входов D0 — D3. Поскольку эти выводы соединены с общим проводом, в счетчик записывается 0000, т. е. он обнуляется. Тактовый генератор выдает импульсы, счетчик их считает и с его выходов 1-2-4-8 результат счета поступает на вход дешифратора DD3 (514ИД1). Это как раз и есть дешифратор двоичного кода в семисегментный. С выходов дешифратора сигналы (согласно второй таблице) поступают на входы семисегментного индикатора HL1, который кажет эту инфу, т. е. ряд цифр от 0 до 9. Внутри микрухи DD3 стоит DC. (Это от буржуйского Decoder – по-нашински дешифратор). На выходе переноса p (выв. 7) счетчика DD2 при его переполнении формируется сигнал. Если взять следующие узлы: DD2, DD3, HL1 и влепить их снизу счетчика DD2, аналогично соединить соответствующие входы, кроме С, выход переноса (выв. 7) предыдущего счетчика соединить со входом С следующего, то получим многозначный индикатор.
После отсчета 10 импульсов первым счетчиком, второй переключится на 1. Через следующие 10 импульсов второй счетчик увеличится еще на 1 и так далее. По такому принципу деления частоты работают, например, часы. Единственное, что там коэффициент пересчета другой (не 10, а 6), все-таки в минуте 60 сек. Этот счетчик тоже можно заставить считать до 6. Берем лог. элемент И, его входы соединяем с выходами 2-4 (выв. 11 и 14), а выход подключаем к дифференцирующей цепочке R2C2. Тогда при достижении числа 6 (0110) уровень лог. 1 на выходе элемента И сформирует не без помощи цепи R2C2 импульс, который запишет в счетчик 0000.
Примечание: инфа с сайта naf-st.ru
Минусы шифра Вернама
Если бы у этого шифра не было минусов, все бы пользовались только им, но сейчас этот шифр используется редко. Всё дело в том, что им очень неудобно пользоваться, чтобы выполнить все условия.
Чтобы этот шифр нельзя было взломать, нужно, чтобы секретный ключ был у обеих сторон и при этом его нельзя было перехватить. Но если так можно передать секретный ключ, то вместо него можно передать и само сообщение.
Даже если удастся заранее передать набор ключей каждой стороне для будущих шифровок, их нужно держать в полной физической безопасности, чтобы нельзя было их украсть, подсмотреть, потерять или перепутать.
Именно из-за таких требований к безопасности ключа этот шифр сейчас используется очень редко.
Как работает: сертификаты
Электронная подпись состоит из двух принципиальных частей:
- Сертификат для удостоверения подписывающего.
- Криптографическая часть для проверки подлинности документа.
Грубо говоря, ЭП должна гарантировать, что документ подписали именно вы и что вы подписали именно этот документ.
В сертификате хранятся данные о владельце подписи:
- кто владелец этой подписи;
- открытый ключ для проверки подписи;
- когда заканчивается срок действия подписи;
- какого уровня документы можно подписывать этой подписью;
- кто выдал сертификат;
- и другие служебные данные.
Но смысл сертификата не в том, что там хранятся эти данные, а в том, кто эти данные туда положил. В России сертификаты и ЭП выдают специальные удостоверяющие центры — это компании, которые гарантируют, что сертификат выдаётся именно тому, кто в этом сертификате указан.
Чтобы получить сертификат, вы приходите лично в эту компанию (удостоверяющий центр), показываете документы, фотографируетесь. Вас заносят в базу удостоверяющего центра и выдают ключи электронной подписи. Так все участники электронного документооборота будут уверены, что все документы, подписанные вашими ключами, подписаны именно вами.
Система записи — это условность
Представим бредовую ситуацию: у нас не 10 пальцев, а 6. И в школе нас учили считать не десятками, а шестёрками. И вместо привычных цифр мы бы использовали знаки ØABCDE. Ø — это по-нашему ноль, A — 1, B — 2, E — 5.
Вот как выглядели бы привычные нам цифры в этой бредовой системе счисления:
0 — Ø 1 — A 2 — B 3 — C 4 — D 5 — E |
6 — AØ 7 — AA 8 — AB 9 — AC 10 — AD 11 — AE |
12 — BØ 13 — BA 14 — BB 15 — BC 16 — BD 17 — BE |
18 — CØ 19 — CA 20 — CB 21 — CC 22 — CD 23 — CE |
24 — DØ 25 — DA 26 — DB 27 — DC 28 — DD 29 — DE |
30 — EØ 31 — EA 32 — EB 33 — EC 34 — ED 35 — EE |
36 — AØØ 37 — AØA 38 — AØB 39 — AØC 40 — AØD 41 — AØE |
В этой системе мы считаем степенями шестёрки. Число ABADØ можно было бы перевести в привычную нам десятичную запись вот так:
A × 64 = 1 × 1296 = 1296
B × 63 = 2 × 216 = 432
A × 62 = 1 × 36 = 36
D × 61 = 4 × 6 = 24
Ø × 6 = 0 × 1 = 0
1296 + 432 + 36 + 24 + 0 = 1788. В нашей десятичной системе это 1788, а у людей из параллельной вселенной это ABADØ, и это равноценно.
Выглядит бредово, но попробуйте вообразить, что у нас в сумме всего шесть пальцев. Каждый столбик — как раз шесть чисел. Очень легко считать в уме. Если бы нас с детства учили считать шестёрками, мы бы спокойно выучили этот способ и без проблем всё считали. А счёт десятками вызывал бы у нас искреннее недоумение: «Что за бред, считать числом AD? Гораздо удобнее считать от Ø до E!»
То, как мы шифруем и записываем числа, — это следствие многовековой традиции и физиологии. Вселенной, космосу, природе и стадам коров глубоко безразлично, что мы считаем степенями десятки. Природа не укладывается в эту нашу систему счёта.
Например, свет распространяется в вакууме со скоростью 299 792 458 метров в секунду. Ему плевать, что нам для ровного счёта хотелось бы, чтобы он летел со скоростью 300 тысяч километров в секунду. А ускорение свободного падения тела возле поверхности Земли — 9,81 м/с2. Так и хочется спросить: «Тело, а ты не могло бы иметь ускорение 10 м/с2?» — но телу плевать на наши системы счисления.
ASCII
Таблица была разработана в Соединенных Штатах Америки в одна тысяча девятьсот шестьдесят третьем году. Изначально предназначалась для использования в телетайпах. Эти устройства представляли собой печатные машинки, с помощью которых передавались сообщения по электрическому каналу. Физическая модель канала была простейшей – если по нему шел ток, то это трактовали как 1, если тока не было, то 0.
Такой системой пользовались высокопоставленные политические деятели. Например, так передавались слова между руководствами двух сверхдержав – США и СССР. Изначально в этой кодировке использовалось 7 бит информации (можно было переводить 128 символов), однако потом их значение увеличили до 256 (8 бит – 1 байт). Небольшая табличка значений двоичных величин, которые помогут с переводом в АСКИ, представлена ниже.
Что такое электронная подпись
Электронная подпись — это технология, которая помогает подтвердить подлинность электронного документа: договора, справки, выписки или чего-то ещё.
Если упрощённо, работает так:
Есть некий документ, подписанный ЭП
С помощью специальной программы можно проверить подлинность этой подписи и документа
Если программа говорит, что всё окей, то мы можем быть уверены: документ подписал именно тот, кто в нём указан; и с момента подписания в документе ничего не изменилось.
Или программа может сказать, что подпись не совпала. Это значит, что либо документ подписал другой человек, либо после подписания кто-то изменил этот документ (например, дописал ноль в стоимость контракта). Так мы поймём, что этому документу нельзя доверять.
С технической точки зрения ЭП — небольшой файлик, который прилагается к искомому документу. Файлик пересылается вместе с основным документом, его можно передавать по открытым каналам связи, в нём нет ничего секретного.
Электронная подпись нужна, чтобы защищать договоры, выдавать официальные справки, заключать сделки и участвовать в торгах по госзакупкам.
Логическая схема шифратора[править]
Построить логическую схему шифратора можно следующим образом: давайте будем использовать гейт , который имеет входов (где — какое-то натуральное число), и на выходе возвращает , если на всех его входах будет подано , в противном случае этот гейт вернёт . Давайте рядом с каждым выходом поставим гейт , и будем, по необходимости, расширять этот гейт. Тогда для каждого входа рассмотрим двоичное представление номера этого входа, и если на -ом месте стоит , то соединим этот вход с гейтом , который соединён с выходом . Очевидно, если подать ровно на один вход , то выходы будут кодировать это число в двоичном представлении (если подать на вход , то на всех выходах будет , а сам вход не будет соединён ни с каким гейтом).
|
|
Двоичное кодирование чисел
Сейчас в компьютерах числа представлены в закодированном виде, непонятном для обычного человека. Использование арабских цифр так, как мы себе представляем, для техники нерационально. Причиной тому является необходимость присваивать каждому числу свою неповторимый символ, что сделать порой невозможно.
Существуют две системы счисления: позиционная и непозиционная. Непозиционная система основана на использовании латинских букв и знакома нам в виде Такой способ записи достаточно сложен для понимания, поэтому от него отказались.
Позиционная система счисления используется и сегодня. Сюда входит двоичное, десятичное, восьмеричное и даже шестнадцатеричное кодирование информации.
Десятичной системой кодирования мы пользуемся в быту. Это привычные для нас которые понятны каждому человеку. Двоичное кодирование чисел отличается использованием только нуля и единицы.
Целые числа переводятся в двоичную систему кодирования путем деления их на 2. Полученные частные также поэтапно делятся на 2, пока не получится в итоге 0 или 1. Например, число 123 10 в двоичной системе может быть представлено в виде 1111011 2 . А число 20 10 будет выглядеть как 10100 2 .
Индексы 10 и 2 обозначаются, соответственно, десятичную и двоичную систему кодирования чисел. Символ двоичного кодирования используется для упрощения работы со значениями, представленными в разных системах счисления.
Методы программирования десятичных чисел основаны на “плавающей запятой”. Для того чтобы правильно перевести значение из десятичной в двоичную систему кодирования, используют формулу N = M х qp. М — это мантисса (выражение числа без какого-либо порядка), p — это порядок значения N, а q — основание системы кодирование (в нашем случае 2).
Не все числа являются положительными. Для того чтобы различить положительные и отрицательные числа, компьютер оставляет место в 1 бит для кодирования знака. Здесь ноль представляет знак плюс, а единица — минус.
Использование такой системы счисления упрощает для компьютера работу с числами. Вот почему двоичное кодирование является универсальным при вычислительных процессах.