Grue — Попаданцев.нет

Лущильный станок

Grue — Sun, 13 Oct 2019 10:47:03 +0000

Фанера на первый взгляд кажется одним из первых кандидатов на производство попаданцу. Ведь всем известно, как делать фанеру! Вот цилиндр дерева (чурак), к нему подведен нож, чурак крутится и с него аккуратно сходят листы шпона, из которого можно выклеить массу полезных вещей, от римских щитов до корпусов аэропланов (в первую мировую некоторые самолеты так и выклеивали из шпона в бетонных формах-половинках, проклеивая листы банальным животным клеем и прижимая мешками с песком).

И возникает закономерный вопрос: почему тогда настоящая фанера появилась только в конце 19 века?!

Мои любимые воспоминания детства — визиты к деду в столярную мастерскую. Горы безумно вкусно пахнущей стружки, выше крыши зданий. Я брал и любовался здоровыми витками деревянных спиралек, покрытых снаружи зазубринками…

Стоп. Зазубринки.

Проблема в том, что когда нож свободно срезает стружку, она тут же ломается. Если строгать дерево вдоль волокон, то при определенных углах можно отщеплять без повреждений пластины шпона, потому что дерево вдоль волокон достаточно прочно и может выдержать изгиб, чтобы пропустить нож между основной массой заготовки и листом шпона. Однако лущильный станок должен резать поперек волокон.

Увы, при поперечном срезании снимаемое полотно шпона будет тут же ломаться, не отходя от кассы. Наверное, самым ярким примером этого явления будет заточка карандаша в точилке — выходящие из нее завитки дерева рассыпаются в порошок, и не только потому, что срез идет не параллельно волокнам.

При срезании с поверхности вращающегося цилиндрического тела слоя древесины и выпрямлении последнего в нем возникают внутренние напряжения: сжатия — на лицевой стороне и растяжения — на оборотной стороне. Так как прочность древесины на растяжение поперек волокон относительно невелика, при свободном резании перед режущей кромкой ножа образуется опережающая трещина, направление распространения которой произвольно, на поверхности шпона неизбежно появятся еще и большие микронеровности (выступы на оборотной стороне, углубления — на лицевой).

Таким образом, если лущить только с применением ножа, получить качественный шпон невозможно.

Выходом из положения является сжатие древесины в зоне внедрения в нее ножа, что достигается специальным прижимным органом, устанавливаемым около ножа на расстоянии меньшем, чем толщина шпона (т. е. подача суппорта на один оборот чурака). Он создает зону сжатия, простирающуюся по радиусу в глубь чурака. Уплотнение древесины в непосредственной близости от прижимного органа достигает 30—40 %. При срезании ножом слоя древесины и прохождении его между передней гранью ножа и прижимным органом происходит сжатие слоя в радиальном направлении.

Дальше начинается весьма непростая задача — обеспечить точную подачу прижимного органа (это может быть или клиновидная пластина металла или цилиндр, причем цилиндр, несмотря на трение качения, требует больших усилий на прижим). И точное расположение прижимного органа относительно ножа. Все эти параметры надо или считать по давно выведенным формулам, или самому исследовать вовсе с нуля.

Другой проблемой является точный выбор угла резания. А он меняется, зараза, с уменьшением диаметра чурака. Для компенсации чего у лущильных станков имеется не только горизонтальная подача, но и механизм изменения наклона ножа.

А теперь задумайтесь, смогли ли бы вы разобраться в физике данного явления без интернета, в деревенской мастерской и до того, как инвестор вас на конюшне запорет за невыполненные обещания?

Закон Луссера

Grue — Wed, 05 Sep 2018 21:10:05 +0000

Помнится, в Юном Технике за 1981 год была опубликована байка о том, как было изобретено дублирование магнето на заре авиации — ученик гимназии обратил внимание на то, что у людей два глаза, и, даже если подбить один глаз, второй продолжает видеть. С этим размышлением он пришел к известному авиатору Уточкину, который и наградил будущего конструктора двигателей десятью рублями.

Идея дублировать важные элементы сложных систем не нова и очевидна. Но вот когда это на самом деле стоит усилий, а когда нет можно определить только строгим математическим расчетом. Чтобы быть уверенным в том, что ваш самолет или любая другая сложная конструкция не откажет в самый неподходящий момент, существуют достаточно простые методики оценки общей надежности системы, доступные всем, кто не прогуливал школьную математику.

Итак, знакомьтесь: закон Луссера & co.

Вообще, тервер — штука совершенно не интуитивная. Интуиция подсказывает, что надежность всей цепочки определяется надежностью самого слабого звена. Так полагал даже всем известный фон Браун! Однако это весьма ошибочное мнение.

Но начнем с определения вероятности. В быту мы привыкли к процентам — что-то на 90% надежно, что-то на 50%. Для расчетов это не годится. Вероятность записывают числом от 0 до 1, где 1 соответствует полностью достоверному событию (которое в результате испытаний обязательно произойдет), а 0 — невозможному. Таким образом, вероятность в 99% (одна неудача случается в среднем на 100 попыток) мы запишем как 0.99, а вероятность в 50%, она же 1/2 (классический бросок монеты с равновероятным выпадением орла или решки) как 0.5.

Ну и самый главный закон тервера состоит в том, что вероятности совместных событий (т.е. тех, которые должны обязательно случиться,причем не обязательно в один и тот же момент времени, главное чтобы они все случились) перемножаются. Если с неба регулярно падают кирпичи и вероятность выжить за день равна 0.5 (т.е. 50%), то вероятность выжить в течении двух дней (надо выжить И сегодня И завтра, т.е. мы ставим требованием совместные события) равна произведению этих вероятностей: 0.5*0.5=0.25. Упс, вероятность прожить в таких условиях два дня всего лишь 25%. А шансы выжить в течении недели уже меньше процента (0.5^7=0.0078125). Если надеть каску и повысить выживаемость в каждом отдельном случае до 0.75, то шансы прожить неделю повысятся где-то до 0.7^7=0.08235423, т.е. примерно до 8 процентов.

Удивительно, но формула Луссера, прямо вытекающая из основ теории вероятностей, была сформулирована очень поздно, уже после Второй Мировой войны. Ее сформулировал в процессе создания теории надежности в 50-е годы в Америке Роберт Луссер — немецкий инженер, конструктор крылатых ракет Fieseler V-1 (Фау-1). Итак: если устройство состоит из определенного количества элементов и мы знаем надежность каждого элемента, то общая надежность системы определяется произведением всех надежностей. Например, если у нас вероятность безотказной работы оси двуколки в течении поездки 0.999, подшипника 0.93 (а их два), а колеса 0.9 (а их тоже два), то получаем 0.999*0.93*0.93*0.9*0.9=0.699868431. Иными словами, наша двуколка надежна всего где-то на 70% и будет ломаться в среднем один раз на 3 поездки… грустно, не так ли?

Такое соединение компонентов называют последовательным. Это не означает, что они соединены в цепочку физически, важно то, что поломка любого из компонентов ведет к выходу из строя всей системы. И не важно, что именно отказало: левый подшипник, правый, или развалилась сама ось. Телега встала, и это главное.

Если у нас в наличии имеются только ненадежные компоненты, можно попытаться сделать из них надежную систему, используя несколько одинаковых компонентов вместо одного. Например, в авиационных поршневых двигателях обязательно используется как минимум два магнето, работающих с отдельными свечами зажигания. Если одно магнето откажет, то двигатель все равно продожит работу. Такое соединение компонентов называется параллельным (опять же, речь идет не о физическом соединении компонентов, а о их роли в системе), а расчитывается оно по простой формуле: 1-(1-p1)*(1-p2)*(1-p3)… где p1, p2, p3 и т.д. есть вероятность безотказной работы каждого из компонентов. Если каждое из магнето имеет надежность 0.99 (1% отказов), то параллельное использование двух магнето будет иметь надежность 1-(1-0.99)*(1-0.99)=0.9999. Имеем 4 девятки после нуля, это уже неплохо. А если поставить три независимых магнето, то получим надежность 0.999999 — один отказ на миллион! Конкретно на эту систему уже можно положиться.

Сложнее, когда надо вычислить надежность работы минимум k элементов из общего количества n. Например, трехмоторный самолет, которому одного мотора не хватает для продолжения полета, но который может спокойно лететь на двух моторах. Для этого надо сложить вероятности наступления всех «хороших» событий, в нашем случае как полета на трех моторах, так и на двух. Вероятность безотказной работы ровно k элементов из n определяется произведением C(n,k)*p^k*(1-p)^(n-k), где C(n,k) — биномиальный коэффициент, который вычисляется как n!/(k!*(n-k)!), p — вероятность безотказной работы одного элемента, n — общее количество элементов и k— минимальное необходимое количество работающих элементов. Полностью формула для системы, состоящей из n одинаковых и равнонадежных элементов, безотказно работают не менее k элементов выглядит так:

где p(t) — вероятность безотказной работы элемента системы, q(t) = 1 — p(t), ну а биномиальный коэффициент приведен выше.

Итак, пусть надежность работы одного мотора у нас 0.99 (скажем, один отказ на сотню вылетов). Тогда считаем. Считать руками или рисовать красивые красивые картинки с формулами мне было влом, поэтому я просто запустил питон (впрочем, расчет прост и может быть выполнен вручную при необходимости):

>>> from scipy.special import binom >>> binom(3,2)*pow(0.99,2)*pow((1-0.99),3-2) + binom(3,3)*pow(0.99,3)*pow((1-0.99),0) 0.99970200000000009

Итак, получаем надежность 0.9997 — три фатальных отказа на десять тысяч вылетов, что для боевого самолета уже более-менее приемлемо, тогда как одномоторный самолет с тем же двигателем и одним отказом на сотню вылетов быстро бы забраковали. Кстати, та же самая логика стояла за появлением трехмоторных пассажирских лайнеров для пересечения Атлантики, надежность турбин того времени оставляла желать лучшего. Сейчас же, при нынешней надежности двигателей и способности лайнера лететь на одном двигателе допустимы полеты машин с двумя двигателями.

Вы все еще хотите сесть за штурвал своего самопального пепелаца без предварительного расчета его надежности?

Rasterschlüssel 44

Grue — Fri, 19 Aug 2016 22:46:37 +0000

Одноразовый шифроблокнот, будучи идеальным шифром, который никто и никогда не сможет взломать — это очень хорошо, но весьма трудоемко и в докомпьютерную эпоху крайне избыточно. Однако чем его заменить?

Напомню, что если вам в голову пришла идея придумать свой шифр и вы не являетесь профессиональным криптографом, то это плохая идея. Вашу гениальную шифровку с большой вероятностью вскроет какой-нибудь клерк из «черных кабинетов» или средневековый математик (напомню, частотный анализ текста в реальной истории — это 9 век). Вдобавок большинство известных и популярных шифров из категории «карандаш и бумага» не менее трудоемки, чем тот же одноразовый шифроблокнот…

Однако шифр, удовлетворяющий одновременно требованиям и к стойкости в докомпьютерную эпоху и к простоте использования существует. Во время второй мировой войны он стал большой проблемой для союзников. Шифр, который вскрывался с большим трудом и только при наличии не менее 40 символов уже известного текста в шифровке. Шифр, требовавший всего лишь заполнить клетки специальной таблицы по горизонтали и прочитать по вертикали, без каких либо расчетов. Знакомьтесь: Rasterschlüssel 44.

Да, кстати, на всякий случай. Если вы сейчас захотите написать «да это ж говно, это ж поворотная решетка!», можете не трудиться. Данный шифр из совсем другой весовой категории.

Во-первых, имеется решетка из белых и черных квадратов, 24 строки на 25 колонок. В каждой строке в случайном порядке расположены 10 белых квадратов и 15 черных. Колонки и строки решетки обозначаются случайными и уникальными для каждой строки и колонки двухсимвольными обозначениями: aa, ab, ac, ad, ae, ba, bb и т.д., кроме того, колонки пронумерованы в случайном порядке:

Во-вторых, к каждой решетке прилагается небольшая таблица для кодирования/декодирования этих обозначений, тоже из случайных наборов букв:

Цифры и пунктуация записываются словами. Сообщение должно быть не короче 60 символов и не длиннее 200. Если оно длиннее, то его надо разбить на две шифровки. Если сообщение короче 60 символов, то до него и после надо добавить случайных слов. Чтобы отличить случайные слова от шифровки, надо повторить последние две буквы в «заголовке» и первые две в «хвосте». Например: «поведениеторговлляяотступлениеввосемнадцатьнольнольллиимонад».

Берем тонкий лист бумаги и накладываем на решетку. Черные квадраты просвечивают сквозь бумагу, так, что видно, где надо писать. Вначале надо выбрать стартовую колонку и строку, ее надо выбрать случайным образом, после чего зачеркнуть на решетке (не на верхнем листе бумаги) их обозначения одной чертой наискосок. Если она зачеркнута один раз, то можно второй раз по другой диагонали, если колонка или строка зачеркнута уже крестиком, то ее использовать в качестве начальной НЕЛЬЗЯ. Далее надо
случайно выбрать колонку, с которой начнется шифровка, ее надо зачеркнуть крестиком, использовать ее потом в качестве начальной тоже НЕЛЬЗЯ.

В начале шифровки необходимо указать время шифрования, потом номер решетки, потом начальную строку и колонку, с которой начинается текст, затем колонку, с которой начинается шифровка (последнее — упрощенный вариант, действовавший с октября 44го, я описываю именно его). Для этого берется таблица кодирования начальных позиций и с ее помощью кодируются двухсимвольные обозначения колонок и строк.

Если мы начинаем писать открытый текст начиная с колонки bb и строки ae, то закодировать их данной таблицей можно например так: tuzd (два разных символа выбрали из колонки «b», один из колонки «a», один из колонки «e». Шифровать по вертикали мы начнем с колонки ee, это можно закодировать например как ny. Время 17:21, используется таблица номер 64: «1721-64-tuzd-ny». Это начало шифровки.

Далее все просто: текст заполняется в белых клетках слева направо, начиная с выбранной начальной позиции. Если текст доходит до конца листа, то продолжается с самого начала решетки сверху.

Затем списывается шифровка по вертикали, следуя нумерации колонок (если мы начали списывать шифр с колонки 23, то следующая колонка шифра 24, потом 25, потом 1,2 и т.д.). Используя решетку на иллюстрации списываем по вертикали начиная с 19 колонки dian, далее с 20й колонки m, с 21й колонки rq, с 22 tvfn и т.п.:

1721-64-tuzd-ny
dianm rqtvf nnris …

Расшифровка происходит обратным образном: вначале определяется начальная клетка. Затем отсчитывается по белым квадратам количество символов в шифровке и отчеркивается все остальное неиспользованное сообщением пространство снизу и сверху, записывается по вертикали шифровка в соответствии с нумерацией колонок, а затем горизонтально читается сообщение. Все.

Любопытно, что данный шифр нельзя взять в лоб даже современными вычислительными мощностями. Он конечно не годится в качестве серьезного шифра на сегодняшний день, т.к. у него имеются определенные слабости, которые в принципе можно использовать — при наличии компьютера. Ну или при наличии 40 символов уже известного текста. Или если немцы сделают типичную ошибку, когда текст не удастся расшифровать, а передающая сторона тот же самый текст зашифрует еще раз той же решеткой. А решетку полагалось менять каждый день, ага. Как следствие, союзники расшифровывали только радиообмен полиции Берлина, чтобы понимать происходящее в самом конце войны.

А теперь самое интересное: в применении шифра немцы сильно налажали. Они сделали всего лишь 36 штампов для строк и просто их переставляли местами… Но даже в таком кастрированном варианте шифр оказался значительно более стоек, чем применявшиеся для серьезной переписки Энигма и Лоренц. Дело в том, что немцы еще до войны в борьбе за расово чистую математику фактически уничтожили свою математическую школу. Кто-то сбежал, кто-то попал в лагеря, кто-то просто перестал работать и у них не осталось серьезных математиков, способных указать на ошибки, не говоря уже о том, чтобы придумать что-либо свое — ведь даже этот шифр немцы получили в качестве трофея!

История же появления этого шифра у немцев не менее интересна и поучительна — шифр изобрел британский криптограф Джон Тилтман (впоследствии взломавший шифр немецкой машины Lorenz SZ, что позволило читать общение Гитлера с его генералами). Шифр был внедрен под названием «Cysquare» и британцы его попытались использовать. Все было бы замечательно, но исполнение подкачало. Вместо тонкой, полупрозрачной бумаги предлагалось писать карандашом сразу на решетке, а потом стирать ластиком и так много, много раз. В полевых условиях в Африке белые клетки быстро становились черными и шифровальщики наотрез отказались пользоваться этим шифром. А потом Роммель захватил вместе с трофеями и шифровки с инструкциями, в результате чего у немцев появился серьезный шифр. Который они так и не оценили по большому счету, да и внедрили к самому концу обеда.

Одноразовый шифроблокнот

Grue — Tue, 17 Nov 2015 13:30:48 +0000

Несколько лет назад одного британского айтишника надолго посадили за сотрудничество с террористами, с которыми он переписывался посредством самопального шифра, запрограммированного в Экселе. Несмотря на то, что ему вполне была доступна современная криптография, некомпетентность его подвела и легко вскрытая правоохранительными органами переписка была использована против него же в суде. Oops…

В криптографии есть несколько эмпирических законов, самый главный из которых формулируется очень просто: никогда не изобретайте собственный шифр! Шифры изобретают либо новички-дилетанты, либо специалисты по криптографии. В первом случае шифр легко ломается специалистом или даже просто более-менее соображающим дилетантом, во втором… бывает по-разному, особенно с учетом бурного роста производительности компьютеров. Но некоторые шифры выдерживают испытание временем. Об одном таком шифре и пойдет речь.

Для применения большинства современных надежных шифров требуется наличие более-менее приличной ЭВМ. Но, к счастью, есть шифр, который доступен в любые века и времена и не требует серьезных вычислительных мощностей, оставаясь принципиально невзламываемым. Более того, это единственный на сегодняшний день шифр, невзламываемость которого доказывается математически (это доказал Клод Шеннон в 1945 году). Знакомьтесь: шифр Вернама, или, как его еще называют в бумажном варианте, одноразовый шифроблокнот.

Но, прежде, чем речь пойдет о самом шифре, следует вспомнить историю криптографии. На эту тему очень рекомендую книгу «Взломщики кодов» Дэвида Кана, в ней хорошо показано как на протяжении многих столетий шифр и дешифровка всегда шли ноздря к ноздре, причем пресловутые «черные кабинеты» чаще всего опережали примитивную криптографию, а последствия зачастую имели серьезнейшие масштабы: достаточно вспомнить печально известную телеграмму Циммермана. И, несмотря на то, что тот же шифр Виженера в реальной истории взломали достаточно поздно, кто знает — не попадет ли ваша шифровка в руки какого-нибудь местного Блеза Паскаля и не торкнет ли его от простой идеи переписать сообщение колонкой шириной в предполагаемую длину ключа и анализировать колонки? А если от безопасности ваших сообщений зависит ваша жизнь, не лучше ли использовать то, что не взломает ни гений из прошлого, ни АНБ из настоящего, ни пришельцы из будущего? Ну, при дОлжном соблюдении технологии шифрования? А?

Кстати, о соблюдении технологии. В ней кроется и ахиллесова пята одноразового шифроблокнота. Нарушение правил ведет к тому, что абсолютно надежный шифр превращается в достаточно легко взламываемый. Пример тому — советская переписка, небольшой процент которой американцам удалось вскрыть благодаря тому, что в результате раздолбайства НКВД в сороковые годы часть случайных последовательностей использовалась неоднократно (см. проект VENONA). Как следствие, вскрытие шпионской сети Розенбергов, укравших для СССР секрет атомной бомбы.

Итак, как это работает. Для шифрования открытого текста используются шифрблокноты, на каждом листе которых написана последовательность случайных цифр. Как у отправителя, так и у получателя должны быть два заранее составленных одинаковых шифроблокнота.

Вначале надо превратить ваш текст в цифры. Для этого используется сжимающая таблица (straddling checkerboard). В каком-то смысле это аналог алгоритмов, лежащих в основе zip, rar и т.п., только таблица сжатия у нас фиксированная. Нет, вы конечно можете и просто сопоставить буквам цифры по принципу А=1, Б=2 и т.д, но из-за избыточности языка вы будете вынуждены потом шифровать где-то на треть больше. Просидев несколько часов с карандашом за тупой арифметикой, вы быстро оцените достоинства сжимающей таблицы…

Для создания сжимающей таблицы запоминаем: А И ТЕСНО. Тут задействовано семь самых часто встречающихся букв в русском языке. Для английского берем скажем AT ONE SIR (в английском языке меньше букв и можно обойтись только двумя доп. строками) и т.п. Составляем таблицу, в первой строке которой идут часто встречающиеся символы, а в остальных остатки алфавита. Обратите внимание, что в первой строке не задействованы цифры 8, 9 и 0, и они же обозначают, что буква (реже встречающаяся) кодируется не одной цифрой, а двумя. Итак, для кодирования буквы ищем ее, если она находится в первой строке, то мы выбираем номер ее колонки (например Т=3), если она в остальных колонках, то мы вначале выбираем номер ее строки, а потом номер колонки, например Б=81, а ?=07:

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   0
    А   И   Т   Е   С   Н   О
8   Б   В   Г   Д   Ж   З   К   Л   М   П
9   Р   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Щ   Ъ   Ы
0   Ь   Э   Ю   Я   .   ,   ?

Можно добавить еще-что-то полезное в оставшиеся три ячейки в последней строке (в реальности кроме букв часто использовались специальные коды для начала передачи цифр, начала передачи специальных кодов из кодовых таблиц и т.п.). Итак, нам надо зашифровать короткое сообщение:

ПОБЕГ ЗАВТРА

Первая буква сообщения находится во второй строке таблицы, так что берем номер строки, а потом номер колонки: 80. Далее вторая буква имеет высокую частоту и находится в первой строке, поэтому берем только ее колонку: 7. Получаем последовательность цифр. Добиваем нулями последнюю группу до пяти цифр:

80781 48386 18239 11000

Цифры желательно записывать группами по пять. ~~Так модно у связистов~~ это нужно вам же самим, т.к. пять цифр проще всего удержать в памяти и ничего не перепутать. Это полезная практика, которой так же обучают радистов при работе с азбукой Морзе.

Но ПОКА ЧТО это еще не шифр! Закодированный вышеприведенным способом текст уже заметно сложнее взять в лоб простым частотным анализом, но все равно на шифр оно никак не тянет. Теперь выдираем страницу из одноразового шифроблокнота, приведенного на иллюстрации и начинаем с ней работать. Внимание! Никогда нельзя в шифровке указывать номер страницы шифроблокнота, чтобы не дать возможность проанализировать последовательность шифровок или угадать время ее отправки (что может оказаться не менее критичным, чем ее содержимое)! Вместо этого для идентификации страницы используется первая группа, ее не следует использовать для шифрования, а записать как есть. Под цифрами шифровки записываем цифры одноразового кода начиная со второй группы, после чего складываем цифры в каждой колонке, всегда отбрасывая возникающий перенос:

        80781 48386 18239 11000
+
  14358 89753 24133 40169 26799
=
  14358 69434 62419 58398 37799

Вот это уже и есть шифровка:

14358 69434 62419 58398 37799

Теперь осталось сжечь страницу, с помощью которой мы шифровали, и отправить нашу шифровку по назначению. Получатель достанет свою копию шифроблокнота, найдет нужную страницу по первой группе и произведет вначале обратную операцию, вычитая из каждой цифры шифровки цифру с шифроблокнота, всегда отбрасывая минус. Затем возьмет сжимающую таблицу и с помощью нее уже окончательно раскодирует текст. Точно так же — берем 8, ага, это вторая строка, 0 колонка, значит первая буква П., и так далее. А потом тоже сожжет свою копию и больше никто и никогда не сможет расшифровать перехваченное сообщение. А если шифроблокнот будет вовремя уничтожен, то и терморектальный криптоанализ не поможет в расшифровке: ни один человек не в состоянии вспомнить хотя бы полстраницы шифроблокнота со случайными числами.

Ну, а теперь самое главное (и самое трудоемкое): как сгенерировать достаточное количество случайных чисел. Ведь одноразовый шифроблокнот предполагает уничтожение каждой страницы после расшифровки, и для передачи определенного объема текста надо такое же количество случайных данных! Это и является вторым недостатком одноразового шифроблокнота: создание шифроблокнотов занятие длительное и трудоемкое, причем надо суметь создать реально случайную последовательность. Первое, что приходит в голову, это взять кости и накидать набор чисел, вот только на обычных игральных костях всего лишь цифры от 1 до шести, а кидать пару костей и складывать цифры нельзя, т.к. распределение суммы уже подчиняется вполне понятной закономерности и у вас выйдет не совсем случайная последовательность цифр. Можно конечно попробовать сделать кость на d10, как на иллюстрации справа, но попробуйте ее выточить напильником с достаточной точностью!

Если же использовать обычные игральные кости, то надо составить таблицу и уже использовать ее для генерации случайных чисел, кидая кость для каждого числа два раза, игнорируя последовательности, начинающиеся с шестерки:

 11 = 0    21 = 6    31 = 2   41 = 8   51 = 4
 12 = 1    22 = 7    32 = 3   42 = 9   52 = 5
 13 = 2    23 = 8    33 = 4   43 = 0   53 = 6
 14 = 3    24 = 9    34 = 5   44 = 1   54 = 7
 15 = 4    25 = 0    35 = 6   45 = 2   55 = 8
 16 = 5    26 = 1    36 = 7   46 = 3   56 = 9

Так же можно использовать шары лото, пронумерованные от 0 до 9. При этом, достав шар и записав его номер, его необходимо положить обратно и перемешать всю кучу, иначе опять же возникнут проблемы с распределением.

Процесс генерации случайных чисел вручную дьявольски трудоемкий, а с учетом того, что в военное время объемы шифрованной переписки вырастает в порядки, понятно, что одноразовый шифроблокнот может быть использован только для передачи самой важной информации.

Но! Вооружившись всего лишь карандашом, бумагой и игральной костью можно будет потом, после создания пары шифроблокнотов и передачи одного из них по безопасному каналу, переписываться через всю галактику. При этом вы будете уверены, что ваше сообщение никто не прочтет, кроме владельца второй копии шифроблокнота. Разве что где-то какой-нибудь джедай использует Силу, дабы прочитать прошлое и увидеть вас записывающим получившуюся случайную последовательность…

Мимеограф

Grue — Thu, 23 Apr 2015 21:32:27 +0000

Большинство технологий для нанесения текста на бумагу в более, чем одной копии весьма сложны для исполнения в одну морду лица. Требуется либо сложный в изготовлении типографский шрифт (те же подпольщики старались раздобыть его, но даже не пробовали изготовить самостоятельно), либо механически сложнейшая печатная машинка с копиркой, либо куча странной химии для шелкографии и т.п. Однако в далеком 1876 году Томас Эдисон изобрел «электрический карандаш», который в течении нескольких лет эволюционировал в куда более простую и удобную систему. Знакомьтесь: мимеограф.

Основная идея в принципе очень проста: берем вощеную бумагу-трафарет и часто-часто дырявим ее иголкой в процессе написания каждой буквы, затем накладываем трафарет на чистый лист и прокатываем валиком с краской. И так аж до трех тысяч копий. На иллюстрации видно рамку для зажима трафарета и валик для краски.

Этот метод дает весьма неплохое качество копий. Например вот текст, созданный с помощью Эдисоновского «электрического карандаша», его написал Льюис Кэррол, который был фанатом этого изобретения:

Кроме качества, есть еще и огромный ресурс — ведь с одного трафарета можно сделать до трех тысяч копий! Сравните это с гектографом, способным выдать максимум полсотни мокрых листов с раздавленными тараканами вместо букв…

Все было бы хорошо, но «электрический карандаш» хоть и оказался популярен, но был а) дорогим и б) сложным устройством для своего времени, да еще требовавшим заряженной батареи (а зарядить батарею в то время было не так просто — розетки не висели на каждой стене). За этим патентом последовали следующие, за первоначальным патентом US180857 (жуткий монстр с электромотором и эксцентриком) последовал электрически пищик US196747 (его еще называли reed pen и оно работало очень быстро — так, что если медленно писать, выпадали полностью замкнутые части букв), потом до жирафа таки дошло, что люди не хотят возиться с кислотой батарей и появилась жуткая механическая конструкция в патенте US203329, смахивающая на швейную машинку, причем я подозреваю, что ни одного девайса не было выпущено, потом он патентует пневматическую ручку в патенте US205370 (опять эксцентрик!) и в конце концов идет US224665 с колючей подложкой, после чего он всю тему сбагривает Альберту Блейку Дику, вместе с правом использовать свое имя в марке Edison Mimeograph.

Мимеографы широко использовались на Западе до середины 20 века, пока их не заменили более удобные спиртовые дубликаторы (кстати, само слово «мимеограф» стало означать копировальный аппарат и многие статьи в интернете называют мимеографом именно спиртовые машины), а потом и ксерокс, а сама фирма A.B.Dick Company просуществовала аж до 2004.

Вот этот последний патент, на основе которого работало большинство мимеографов, нам и интересен:

Итак, все очень просто: есть металлическая зубчатая подложка
a, похожая на поверхность напильника (в патенте предлагается пакет из коротких иголок, спаянных снизу, а по воспоминаниям подпольщиков и прочим источникам использовалась железная доска с мелкой насечкой). На нее кладется вощеная бумага b, которая сверху накрывается плотной бумагой с, по которой и пишут стилом d. Там, где стило нажимает на верхний слой бумаги, нижний прокалывается и получаются отверстия для краски. Плотная бумага нужна для защиты стила от напильника подложки, хотя, как утверждает патент, можно и без верхнего листа писать мягким стачивающимся деревянным или свинцовым стержнем. Остается написать текст, зажать его в рамку мимеографа и прокатать столько копий, сколько нужно.

При наличии печатной машинки мимеограф позволяет размножать напечатанные тексты: на вощеной бумаге печатают без ленты с краской, потом используют напечатанное как трафарет. Именно этим методом пользовались подпольщики, и делалось это в одиночку:

Одна сторона рамки с трафаретом в двух её углах прикреплялась кнопками к столу. От средины противоположной стороны шла бечёвка к потолку, которая огибала блок (например, катушку от ниток) и затем спускалась к полу с таким расчётом, чтобы, действуя на конец её, привязанный к носку сапога, и работая этим носком, как во время игры на рояле периодическим нажимом на педаль, можно было по произволу то приподымать, то опускать свободный край рамки. Таким образом один человек, правая рука которого вооружена валиком, левая подкладывает под рамку чистые листы и выбрасывает из-под неё отпечатанные, а кончик сапога своим движением вверх и вниз приподнимает и опускает рамку с трафаретом, может совершенно свободно обходиться при печатании без посторонней помощи.

Сложности тут нет ни в чем — ни в изготовлении «напильника», ни в вощении бумаги (подпольщики это делали сами). Для печатной машинки уже все становится сложнее, ведь неспроста подпольщики охотились за специальной «японской бумагой» и т.п, но мы рассматриваем вариант рукописного текста. Технология изумительна в своей простоте и доступна аж с начала бронзового века и до конца 19го, когда печатные машинки стали нормой, а рукописный текст стал чем-то неприличным в деловой переписке.

В средневековье или в более древние времена эта технология может быть использована для «взлома» гильдий писцов — ведь печать а-ля Гутенберг сразу делает профессию устаревшей и можно получить острый конфликт с кучей народа, тогда как новая письменная принадлежность будет давать преимущества именно писцам, а пчелы не будут против меда, по крайней мере часть из них, и это уже будет конфликт внутри гильдии, а не гильдия vs попаданец.

Полезные ссылки: