IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайное письмо
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Здравствуйте. Мы учащиеся 6 класса школы №8. Екатерина, Гулшан, Александра. С давних пор людьми двигала великая сила – любознательность. Стремление узнать, испытать, открыть, изобрести. И нам тоже захотелось узнать, изобрести, испытать.
Шпионы и агенты секретных служб имеют возможность пользоваться невидимыми чернилами, для того чтобы общаться со своими сообщниками, не раскрываясь перед противниками. Мы конечно не шпионы, но научится писать невидимыми чернилами, мы попробуем. Ведь это так интересно, написать то, что никто кроме вас и посвящённого в вашу тайну человека, не сможет прочесть. И это актуальность нашей темы.
Цель нашей работы :
доказать, что невидимые чернила существуют и их можно использовать в наше время.
Но, чтобы добиться цели, нам необходимо решить ряд задач:
1. узнать, что такое невидимые чернила и историю создания невидимых чернил;
2. какие бывают невидимые чернила;
3. изучить литературный материал о симпатических чернилах и способах их проявления.
4. изготовить такие чернила в домашних условиях своими руками и написать ими невидимый текст.
Исследовать мы будем невидимые чернила, и процесс создания письма с помощью таких чернил при помощи чего они проявляются.
В процессе нашей работы была выдвинута гипотеза: невидимые чернила имеют очень давнюю историю, они существуют и их можно изготовить в домашних условиях своими руками.
Свои исследования мы будем проводить при помощи анализа информации и эксперимента:
1. Анализ источников информации по данному вопросу (Энциклопедии, книги, Интернет-ресурсы).
2.Экспериментальное исследование (проведение опытов по изготовлению невидимых чернил и их применение в письме).
Но вначале, мы решили спросить своих одноклассников о невидимых чернилах, задав им несколько вопросов.
1.Слышали вы о невидимых чернилах?
2. Из чего можно изготовить невидимые чернила?
3. Как можно прочитать надпись, сделанную невидимыми чернилами?
4. Как называют невидимые чернила?
5.Хотели бы вы узнать рецепты изготовления невидимых чернил в домашних условиях? (Приложение 1.)
История тайного письма
Прежде чем мы начнем писать наше тайное и жутко секретное послание, углубимся в историю.
Тайнопись существует столько же, сколько и письменность. Тайное письмо кодировали, шифровали. Многие народы для передачи информации применяли сигналы кострами и барабанным боем. Звуки мелодий в глубокой древности записывались (кодировались) буквами, в средние века – особыми значками – невмами.
Ещё с древних времён для защиты секретов люди применяли всевозможную тайнопись, пытались различными способами зашифровать и скрыть информацию. Сделать это позволяли особые чернила. Такие чернила называются симпатическими. При письме такими чернилами, записи изначально невидимы и становятся видимыми только при определённых условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.).
Когда появились такие чернила?
Китайский император Цин Шихуанди (249-206 г. до н.э.) использовал для своих тайных писем густой рисовый отвар (удерживающий крахмал), который после высыхания написанных иероглифов не оставлял никаких видимых следов. Если такое письмо слегка смачивали слабым спиртовым раствором йода (или отваром водорослей), то появлялись синие надписи.
Римский учёный Плиний Старший в своей «Естественной истории», написанной им в І веке до н.э., рассказывал, каким образом можно использовать сок растений из семьи молочаев в качестве симпатических чернил. После высыхания надпись, сделанная этими чернилами, была не видна, но при слабом нагревании становилась коричневой.
Ещё в I веке н. э. Филон Александрийский описал рецепт симпатических чернил из сока чернильных орешков, для проявления которых требовался раствор железомедной соли.
В 1412 году несколько видов симпатических чернил описал арабский криптолог Шехаб аль - Калкашанди (1355-1412) во второй части раздела под общим заголовком «Относительно сокрытия в буквах тайных сообщений» своей «Энциклопедии всех наук».
Швейцарский врач и ученый Парацельс сделал рисунок пейзажа, который при нагревании из «зимнего» превращался в «летний».
Джованни Баттиста Делла Порта, итальянский эрудит, разработал формулу для невидимых чернил, которая состояла из унций квасцов и пинты уксуса. После написания на яйце, которое сварено в крутую, сообщение просачивалось и передавалось на оболочку белка яйца. Чтобы прочесть сообщение, нужно было почистить яйцо от скорлупы.
Название «симпатические чернила» было введено в конце XVII века французским химиком Лемери. Он дал это имя водному раствору «свинцового сахара». Так называлась уксусно-свинцовая соль, что в те времена в значительных количествах употреблялась при окрашивании и ситцепечатании. Чернила проявлялись нагреванием или же обработкой сероводородом.
Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги.
Русский царь Пётр I занимался не только составлением шифров, но и уделял надлежащее внимание применению симпатических чернил. Так, в апреле 1714 года царь написал послу России в Швеции князю Ивану Юрьевичу Трубецкому: «Посылаю к вам три скляницы для тайнова писма: чем пэрво писат под А которая войдет в бумагу и ничево знат не будет; потом под В – темы чернилы потом писат, что хочешь явъново; а третье под С – то, когда вот нас получишь писма, оной помазат, то чернилы сойдут, а первое выступит».
В ХVІІІ веке руководитель Коллегии иностранных дел России Никита Иванович Панин рекомендовал в особых случаях использовать симпатические чернила для записи шифрованного текста между строками видимого текста и отправлять эти письма специальным курьером, а не по почте.
В одном из писем в Берлин Н.И. Панин писал: «Не имея под рукой симпатических чернил, к помощи которых я обычно прибегаю, сегодня при написании прилагаемого письма я использовал лимонный сок. Следовательно, при обработке не следует опускать его в азотную кислоту, а надо подогреть».
В 1797 году жена будущего русского императора Александра I великая княгиня Елизавета Алексеевна в переписке со своей матерью использовала молоко и советовала родным: «Вместо того, чтобы держать письмо над огнём, можно так же посыпать его угольным порошком; это делает видимым написанное и таким образом можно писать с обеих сторон».
Симпатические чернила в конце XVIII века получили широкое распространение и в Северной Америке. Его использовали в своей переписке братья Калпери, один из которых был американским агентом в Лондоне. Эти уникальные чернила поставлял им врач из Лондона сэр Джеймс Джей – брат первого главного американского судьи Джона Джея. Это стало первым в истории США случаем широкомасштабного применения симпатических чернил.
Джеймс Джей через многие годы рассказал историю с чернилами в одном из своих писем, где описал созданный им способ составления невидимых чернил для связи со своим братом Джоном в Нью-Йорке. В частности, он отмечал, что «этой жидкостью снабжали также генерала Вашингтона, и у меня есть его письмо с признанием её большой пользы и с просьбами о последующих посылках…».
В июле 1779 года генерал Джордж Вашингтон, который воздавал должное вопросам защиты связи, в одном из своих писем писал: «Все белые чернила, которыми я располагал… отправлены полковником Уэббом в пузырьке № 1. Жидкость в пузырьке № 2 является дополнением, которое делает первую жидкость видимой при смачивании ею бумаги мягкой щеткой после того, как первая высохнет… Я прошу ни при каких обстоятельствах никогда не говорить о получении вами таковых жидкостей от меня или кого бы то ни было другого». Эта тайнопись позволяла американцам успешно преодолевать английскую цензуру.
Англичане также широко пользовались тайнописью.
Одной из проблем спецслужб Российской империи стало широкое использование революционерами различных видов невидимых чернил. Одним из первых проявлений внимания со стороны власти к этой проблеме стало донесение российского посла в Париже о симпатических чернилах, употребляемых польскими эмигрантами, которое К.В. Нессельроде в декабре 1836 года переслал шефу жандармов и III Отделения А.Х. Бенкендорфу.
В августе 1852 года, генеральный консул в Париже Эбелинг прислал одному из руководителей III Отделения А.А. Сагтынскому коробочку с 2-мя склянками черных чернил, употребляемых якобы теми же «зловредными» польскими эмигрантами. Эбелинг утверждал, что в склянке под номером 1 содержатся бесцветные чернила, которыми пишут текст, а затем поверх них пишут обыкновенными чернилами. В склянке № 2 содержался раствор, которым можно было удалить обычные чернила и прочесть тайное послание.
К коробочке были приложены и рецепты этих жидкостей.
По воспоминаниям директора Департамента полиции А.Т. Васильева, письма, содержавшие тайнопись, представляли особую проблему: «Охрана оказывалась перед дилеммой: либо проявить невидимый текст или оставить все как есть и доставить адресату письмо непрочитанным. Естественно, сделать видимыми симпатические чернила – задача не очень сложная; все, что надо чаще всего сделать – это протереть бумагу лимонным соком, хлорированной водой или молоком или слабо нагреть.
Если, однако, такое секретное послание проявить, то содержащее его письмо уже нельзя отправить. С другой стороны, очень сложно принять решение не читать сообщение, возможно, имеющее огромное политическое значение. Решение этой головоломки нашел капитан Г.Г. Мец, жандармский офицер, прикомандированный к Департаменту полиции.
Будучи весьма сообразительным и интеллигентным человеком, к тому же страстным фотографом, он предложил метод дешифровки этих писем фотографическим способом, который не оставлял ни малейшего следа на письме. С этого момента стало возможным читать невидимые сообщения так, что адресаты не догадывались, что их письма прочитаны».
В русской армии штатные стеганографы появились накануне Крымской войны XIX века. Это были штатские чины, занимавшиеся тем, что «секретили» от врага приказы командования на тот случай, если корреспонденция вдруг попадёт в руки противника. В армии их называли «чернильными душами». Эти тихие люди, волею судьбы, сыграли большую роль в спасении русской сухопутной армии в битве на реке Альме 8 сентября 1854 года.
В разгар рукопашной схватки на альминском мосту казачий разъезд ротмистра Уварова захватил курьера от французского маршала Сент-Арно. В сумке пленного находились письма частного характера и… больше ничего. Подозрительные документы доставили в канцелярию, где в присутствии князя Меньшикова стеганограф Степан Николаевич Мардарий (1835-1917) расшифровал секретные донесения.
Он высыпал на бумагу железные опилки и приложил к обратной стороне листа магнит. Железный порошок «расползся» по невидимым буквам. Русское командование узнало про обходной манёвр дивизии генерала Боске и поспешило отвести войска с левого фланга. Битва была проиграна, но основные силы своей армии А.С. Меньшиков сберёг.
В XIX и в начале ХХ века в России стеганографию активно использовали разные подпольные революционные организации, которые были оппозиционными к власти, такие как «Земля и Воля», «Народная воля», РСДРП, эсеры, анархисты и т.д. Очень широко химическую переписку применяли «народники» 1870-х годов. В материалах их судебных процессов было на этот счёт немало данных.
Так, революционер Н.П. Теплов переписывался с петербургским кружком «артиллеристов» раствором соли. Имеется в виду обычный водный раствор поваренной соли, следы которого проявлялись простым нагреванием. Другие переписывались лимонным раствором, следы которого также проявлялись простым нагреванием. Н.А. Виташевский вспоминал, что для переписки он пользовался молоком: «Если исписанную молоком бумажку слегка потереть пеплом сожженной бумаги, то написанное проступает».
В 1878 году произошел резонансный случай, который сделал С.Н. Мардария легендарным человеком в полиции. Эта история описана во многих монографиях и выглядит так: В.И. Засулич, стрелявшая в петербургского градоначальника Ф.Ф. Трепова, находилась в тюрьме и ожидала решения суда присяжных. Она попросила разрешения у тюремного начальства отправить письмо родным, чтобы ей принесли тёплую одежду. Послание было передано для проверки в графологическую лабораторию.
Статский советник С.Н. Мардарий находился в командировке, поэтому проверку осуществляли его подчинённые. Записка была «чистой». Присяжные вынесли оправдательный приговор и отпустили В.И. Засулич из зала суда. Жандармы, которые хотели задержать террористку по вновь открывшимся обстоятельствам преступления, не успели этого сделать. Извозчик, стоявший у парадного подъезда, быстро увёз её на конспиративную квартиру.
Когда записка попала к С.Н. Мардарию в руки, он быстро разобрался в ситуации. Послание содержало на обратной стороне информацию о плане побега, написанную водным раствором хлорида железа (FeCl3). В.И. Засулич принимала это вещество как лекарство. Такую записку можно было прочесть, только обработав её водным раствором тиоцианата калия, – тогда все невидимые буквы становились кроваво-красными.
В 1893 году Департамент полиции издал для внутреннего пользования учебник по графологии и криптографии, написанный действительным статским советником С.Н. Мардарием.
Симпатические чернила оказались настолько удобными, что применялись вплоть до Второй Мировой войны. Во время Второй Мировой войны американские цензоры «полосовали» все письма, чтобы обнаружить наличие в них невидимых чернил.
Период «холодной войны» - это золотой век разведки. Страны пускали большие ресурсы на развитие шпионских инструментов и технологий, в том числе и на создание различных видов «симпатических» чернил.
Применение симпатических чернил в XXI веке тоже очень актуально.
В настоящее время используются невидимые люминесцентные чернила для:
- шоу-техники, декораций, создание оригинального дизайна;
- косметики;
- наружной рекламы;
- текстильных и полиграфических изделий;
- пожарных, дорожных и других светознаков;
- невидимые при обычном освещении флуоресцентные краски и чернила (симпатические чернила) используются для повышения степени защиты документов, товаров и различных изделий.
Так, например, сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных денег.
Мы узнали, что существует наука, которая называется стеганография - дословно «скрытопись», «тайнопись», которая изучает способы передачи или хранения информации, которая для всех остаётся тайной.
Ну что ж, из теории мы поняли, что тайное письмо имеет очень давнюю историю.
Работа над экспериментами
Пора приступить к экспериментам. Мы последуем рекомендациям руководителя Коллегии иностранных дел России Никиты Ивановича Панина и свои послания будем писать между строк.
В нашем эксперименте будут применены симпатические чернила из лимона, соды, воска. (Приложение 2).
Эксперимент 1.
Я приготовила симпатические чернила из сока лимона. После того, как надпись сделана, ей надо дать высохнуть. Чтобы надпись проявилась, надо нагреть листок бумаги. Я это сделала горячим утюгом. Мои чернила становятся видимыми, а надпись, сделанная ими, читаема.
Эксперимент 2.
Я приготовила симпатические чернила из соды. Для этого я приготовила насыщенный раствор обыкновенной питьевой соды в воде. Такие чернила могут очень долго храниться, не портясь. Проявляется тайное письмо тоже очень просто: воздействием тепла. При нагревании утюгом проступает желтоватый текст надписи.
Эксперимент 3.
Я в качестве чернил, использовала парафиновую свечу. Между строк, на листе бумаги свечой написала текст. Затем высыпала на лист какао-порошок. Провела несколько раз по листу круговыми движениями ватным тампоном. Написанный текст, проявился. Лишний порошок можно стряхнуть.
Вывод
Итак, в ходе исследования, мы проанализировали информацию и узнали историю возникновения и применения симпатических чернил. Это первая часть исследования.
Вторая часть исследования – проведённые эксперименты, в результате, которых, мы получили свои симпатические чернила и применили их в написании текста.
Тем самым добились той цели, которую ставили перед собой в начале исследования – исследовать историю возникновения невидимых чернил и способы получения невидимых чернил в домашних условиях.
И полностью подтвердили гипотезу о том, что такие чернила имеют давнюю историю, их можно приготовить в домашних условиях и использование невидимых чернил актуально и в наше время.
Результатами своих исследований мы поделились с одноклассниками и друзьями, и очень надеемся, что вдохновили их на собственные эксперименты. А пока мы можем вести с ними свою тайную переписку. Ведь это будет так интересно для нас и непонятно для окружающих!
Список литературы.
1. Лаврова С.А. Загадки и тайны обычных вещей. – Изд. «Белый город», 2006.
2. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К.Мишиной, А.Зыковой. – М.: Эксмо, 2007.
3.https://fictionbook.ru/author/vadim_grebennikov/steganografiya_istoriya_tayinopisi/read_online.html - Гребенников Вадим Викторович «Стеганография. История тайнописи» .
4. https://info.wikireading.ru/218935 - Чернила – из молока, чернильница – из хлеба…
5. http://conan-doyle.narod.ru/different/chim/chim.ru.htm - Химические приключения Шерлока Холмса.
6. cryptohistory.ru - Невидимые чернила.
Приложение 1
Приложение 2
Начкина Екатерина, писала соком лимона.
Шонусайриева Гуля, писала раствором соды.
Грязнова Александра писала свечой.
Учащиеся класса пробуют писать молоком и соком лимона.