Later Ctrl + ↑

Заметка одиннадцатая. Первый день в Китае

Сегодня я прилетел в Китай. Точнее, на Хайнань — остров, расположенный на самом юге Китая, прямо в Южно-Китайском море. Само название Хайнань, кстати, так и переводится: юг моря. Более того, на самом острове я нахожусь тоже на самом юге, в городском округе Санья.

Это ещё не экватор, но уже почти: город находится на 19° северной широты. Сейчас, в середине октября, здесь +31° днём и +26° ночью. Наш самолёт приземлился в аэропорту Феникс за несколько минут до полудня, так что вся жесть погоды почувствовалась сразу: климат здесь жаркий и очень влажный. Я такое переношу с трудом, хотя со временем привыкну, никуда не денусь :-)

К счастью, прямо в аэропорту оказался бесплатный вай-фай, в котором к тому же заработал телеграм. Начитавшись перед поездкой всякого в интернете, я очень обрадовался: при подключении к сети не попросили номера паспорта, а телеграм заработал сам, без настроек каких-нибудь прокси или VPN.

Кроме того, что это моя первая поездка в нероссийскую Азию, это ещё и моя первая поездка по турпутёвке. Так что после досмотров миграционной службы и таможни Китая нас встретили автобусы «Тез Тура». В автобусе был китайский гид, неплохо для китайца говорящий по-русски и представившийся Антоном. Удивительно, сколько внезапной информации он рассказал нам за 20 минут дороги до отеля. Внезапной она оказалась, потому что я думал, что в основном всё знаю: я же готовился к поездке, гуглил, читал отзывы. Гуглить, кстати, непозволительная здесь роскошь — все сервисы гугла недоступны из-за Великого китайского фаервола.

Выяснилось, что для оформления нашего пребывания в Китае представители туроператора заберут до завтра наши паспорта. Более того, до завтрашего утра мы не можем покидать территорию отеля, так как на первом же перекрёстке полицейские спросят наши документы, не предъявив которые мы не сможем отделаться даже штрафом: последует суд и тюремное наказание.

Начиная с завтрашнего дня выходить на улицу будет можно, но аккуратно: нам выдадут специальные бумажки, на которых по-китайски будет написано, что мы не заблудившиеся шпионы, а туристы, проживающие в отеле Yuhai International. Эту бумажку надо будет показывать всем заинтересовавшимся полицейским. Кроме того, несмотря на то, что Санья — туристическая зона, некоторые места, насколько я понял, не рекомендованы к посещению туристами. Об этом мы подробнее узнаем завтра.

Активнее всего гид в автобусе рассказывал нам про чудесную китайскую медицину. Десять минут он зазывал всех на бесплатную диагностику прямо сегодня: по его словам пощупав пульс и надавив на определённые точки на теле человека, местные специалисты смогут диагностировать практически любое заболевание человека. Ну, почему бы и нет :-)

Отель, в котором мы живём, — это пять 12-этажных зданий, между которыми находится небольшой парк. В парке растут пальмы (они здесь вообще повсюду), есть прудик с большой надувной уточкой и средних размеров бассейн. Ещё здесь есть термальный источник, одно посещение которого нам подарили при заселении в отель.

Снаружи гостиница выглядит достаточно прилично и современно. Однако внутри всё больше похоже на советский пансионат: достаточно старые деревянные тумбочки и стол, металлические, окрашенные простой белой краской, перила у лестниц, достаточно замызганный кафель на полу. Наш номер — полутороэтажный, на первом этаже большая и достаточно пустая комната-студия, а на втором — маленькая комнатка с низкими потолками, одним шкафом и кроватью. В целом придраться по-крупному, кажется, не к чему, с другой стороны трёхзвёздочный отель в Ханты-Мансийск даст фору этому пятизвёздочному.

Вот фотография номера нашего отеля из интернета:

В реальности всё очень похоже, только торшер в углу более простой, кресла посередине нет, у стены дивана с подушками нет (но вместо него стоит два обычных небольших кресла), растения на столе нет. Зато окно действительно занимает полстены, а прямо за ним — небольшой балкончик. Мы живём на первом этаже, поэтому балкончик выходит прямо в парк, в нескольких метрах от него по тропинке прогуливаются отдыхающие.

Отдыхающих здесь, кстати, пополам: примерно половина русских и половина китайцев. Я когда-то читал, что в туристических зонах Китая есть места, куда не допускают обычных жителей страны: мол, там и магазины лучше, и здания красивее. Либо здесь это не так, либо у нас 300 подсадных китайцев — живут в отеле, чтобы создать иллюзию, что им тоже можно.

На обед нас на специальной машине вывезли в «европейский» ресторан «Солнечный». На самом деле он никакой не европейский, а просто русский: официанты худо-бедно говорят по-русски, на столах лежат европейские вилка и нож, в меню все названия на двух языках: на китайском и русском. Но выбора у нас особенно не было: выходить в город сами мы все равно не можем, так что выбирали между рестораном «Солнечный» и кафе «Москва».

По фотографии сложно догадаться, что именно я ел, но это была свинина в красном кисло-сладком соусе. Да, инстаграм тут не работает, так что терпите фотографии еды в блоге, пожалуйста.

Эти русские кафе и рестораны — места для тех, кто приехал полежать на пляже и не хочет больше ни о чём думать. Каждый день бесплатный трансфер готов отвезти тебя от отеля до ресторана и обратно, твой заказ примут на русском языке, и даже еда там скорее европейская, чем традиционно китайская. Но мы не такие — надеюсь, что уже завтра сможем выбраться в город и покушать в обычных китайских заведениях.

Несмотря на то, что карточкой в ресторане расплатиться не получилось, его всё-таки можно считать достаточно продвинутым: там есть вай-фай. С паролем из восьми восьмёрок, кстати, что само по себе символично: 8 — самая счастливая цифра для китайцев. Интересно устроен и вай-фай в отеле: в каждом номере стоит своя точка доступа, но пароль ко всем одинаковый — yhgj8888. Да, опять восьмёрки! Это достаточно удобно: гуляя по парку я уже подключился к нескольким точкам других комнат, чтобы не терять доступ в интернет.

Кроме восьмёрок китайцы поклоняются чёрной черепахе, зелёному дракону, красному фениксу и белому тигру. Эти животные символизируют четыре стихии, четыре стороны света и четыре времени года. Ах да, ещё четыре — это половина от восьмёрки :-) Драконов и тигров мы пока вообще не видели, а вот каменных черепах здесь очень много. Первые мы увидели сразу как вышли из самолёта в аэропорту Феникс. Ещё несколько довольно крупных украшают бортики бассейна в парке отеля.

В следующих заметках расскажу отдельно о нашем отеле (спойлер: в 23:00 почти все спят, а с балкона 12 этажа в это время открывается отличный вид на ночной прибрежный город) и об интернете (гугл, ютуб, фейсбук и инстаграм не работают, но это легко обходится Opera VPN или RDP во внешний мир). Ну и о наших похождениях по острову Хайнань тоже расскажу. Если нам вернут паспорта, конечно.

Заметка десятая. Письмо преподавателям ЛКШ

В чате преподавателей ЛКШ возникла непростая дискуссия сразу о многом. О том, почему некоторые правила, установленные для всех, иногда нарушаются (простой пример: у параллели промышленного программирования P есть доступ в интернет, а у других школьников нет). А ещё о том, что должны отвечать преподаватели школьникам на сложные вопросы: «Нужно ли высшее образование?» и какой образ жизни должны культивировать и пропагандировать преподаватели.

Я в дискуссии почти не участвовал, но после неё собрался с мыслями и написал большой ответ. А сейчас, спустя почти месяц, решил, что его можно выложить в открытый доступ. Я лишь немного причесал стилевые косяки в своём сообщении, чтобы текст было приятнее читать.

Итак...

«Большое пространное сообщение про пропаганду, внушение, позицию и непоощрение разговоров. А ещё про единство правил для всех. Всё, естественно, моё личное мнение.

Вкратце: лучше не пропагандировать ничего школьникам, ничего им не внушать и не уходить от разговоров, которые вы не поощряете.

Пропаганда через внушение — вредная и опасная штука. Пропаганда вообще в большинстве случаев вредная и опасная, но есть и несколько примеров положительной пропаганды: например, пропаганда занятий спортом или отказа от курения. Но ни в коем случае не через внушение: представьте, что вам регулярно говорят, что пить и курить — вредно, а заниматься спортом — полезно. Повторяют это изо дня в день и вбивают вам в голову. На умных людей это не действует. Именно поэтому не нужно никакую позицию внушать школьникам: это либо не подействует, либо вызовет отторжение через какое-то время, когда они насытятся неаргументированными внушениями.

Кроме пропаганды через внушение бывает пропаганда через собственный пример. «Смотрите, дети, я не курю и не пью, и при этом отлично и весело живу — давайте вы тоже не будете курить и пить». Это работает лучше, но как только вы акцентируете внимание на таких словах, они становятся лживыми и неестественными. Как девушка из рекламы, которая «смотрите, какое чистое платье, как новое!»

Самый лучший выход — это забыть о пропаганде и о том, что вы вообще должны как-то влиять на детей. Просто будьте собой, как бы банально это ни звучало. Будьте таким, какой вы есть, и этот естественный пример сработает лучше всего. Та масса мероприятий, которая существует в ЛКШ помимо ежедневной учёбы — спорт, спецкурсы, клубы, спектакли и вечерние мероприятия, — это площадка для вас, чтобы показать школьникам, чем интересным, кроме программирования, можно заниматься в жизни. Относитесь к этому как к плацдарму для реализации пропаганды через пример, но не стоит об этом так думать — в большинстве случае просто делайте то, что вам хочется. Максимально свободно и, возможно, очень по-разному.

Этим, на мой взгляд, ЛКШ отличается от десятка мест, где учат алгоритмам и программированию. Посмотрите вокруг — сильные олимпиадные школьники участвуют в 5–10 сборах и школах за один учебный год. Кроме этого, у них есть онлайн-курсы, учебники, кружки и многое другое. Я не говорю, что это плохо (как и не говорю, что хорошо), но если мы хотим чем-то отличаться, то насыщенная и захватывающая внеучебная жизнь
— это то, что надо. Причём не выстраданная внеучебная жизнь, как это бывает в некоторых лагерях, когда по плану нужно провести определённые мероприятия, а очень естественная и органичная внеучебная жизнь, которую делают преподаватели. Именно преподаватели, то есть те же люди, что мастерски объясняют алгоритмы на лекциях, те же люди, что выигрывали топовые олимпиады (к которым стремятся школьники), и те же люди, что работают в топовых компаниях в России или за границей (и куда мечтают попасть школьники). Это всё делает возможным передачу опыта и личного примера от преподавателей детям (и, кстати, между преподавателями тоже).

В то же время ошибочно думать, что вы должны в чём-то убедить детей своим личным примером. Например, что учёба в вузе полезна. Или что наоборот — бесполезна. Будет лучше, если вы не станете убеждать, а вместо этого возьмётесь аргументированно рассказать о своём опыте. Не только о личном, но и об опыте людей, с которыми вы знакомы или о которых знаете. Предоставляйте пищу для ума, а не готовые решения. До них школьник дойдёт сам, это будет полезнее для всех.

Есть куча вопросов, на которые не существует правильного ответа, но о которых вас с большой вероятностью спросит школьник в ЛКШ. Это и вопрос необходимости учёбы в вузе, и ранний выход на работу (на 2–3 курсе, например), и работа за границей. Не уходите от этих разговоров, даже если вы не хотели бы начинать их сами. Школьник задаёт вопрос не просто так, а потому что его интересует ответ. Кроме того, он вам доверяет. Уйдя от разговора или честного ответа, вы, во-первых, потеряете его доверие, а во-вторых, отправите его искать ответ в другом месте — и, кто знает в каком?

Да, есть вещи, которые не стоит говорить школьникам, особенно младшего возраста. Это нормально, никто не заставляет вас выкладывать на духу всё, что вы думаете. Расскажите то, что готовы рассказать. Нормально также сказать, что вы готовы вернуться к разговору через пару лет: например, когда вопрос бросания учёбы станет для этого семиклассника действительно актуальным. Но не уходите от ответа и не оставляйте своё мнение необъяснённым, неподтверждённым, аргументируя его общими словами вроде «будущее неизвестно, поэтому нам всем нужно учиться, так надо, потому что так принято».

Вопросы школьников могут касаться и общелкшатских правил: например, зачем нужен зачёт? Почему нельзя выходить за территорию базы и купаться? Почему нельзя дорешивать после ужина? Худшее, что можно ответить на такой вопрос — это «потому что таковы правила ЛКШ». Это не только ничего не объясняет, но и заставляет думающего ребёнка усомниться в необходимости таких правил и авторитете отвечающего. Более того, если вы так ответили не потому что хотели отмахнуться от надоедливого школьника, но и потому что правда так считаете, то это повод серьёзно задуматься.

У каждого правила должна быть причина его существования. Она является объяснением, почему это правило существует и почему его стоит всем выполнять. Иначе мы получим свод законов вида «здесь так принято», а это ничем хорошим не заканчивается. Как только причина появляется, её можно обсуждать. Кто-то считает её достаточной для такого правила, кто-то с ними не согласен. Кто-то может считать, что правило нужно сделать строже, кто-то — что мягче. Это нормально, у всех разные взгляды на жизнь. Но бесполезно обсуждать правило само по себе, нужно обсуждать причины, которые обосновывают это правило.

Отсюда же рождаются и исключения из правил. Как только мы понимаем, что причина, лежащая в основе правила, в данном случае не так важна, как обычно, сразу появляется место для исключения. (Если бы мы обсуждали законы в масштабах страны, то исключения, вероятно, были бы невозможны. Но мы говорим о школе на 300 человек, из которых 50 — взрослые люди. Здесь можно и нужно позволить себе больше гибкости).

Итак, почему нельзя выходить за территорию базы и купаться? Выходить нельзя, потому что мы с вами несём ответственность за жизнь и здоровье всех детей, а делать это за территорией во много раз сложнее, чем на ней. Купаться нельзя, потому что вода в озере отвратная. Но когда-то это было не так, и купаться было можно. Правда, только в присутствии врача и преподавателя. Почему? Потому что в воде слишком легко начать тонуть и остаться при этом незамеченным, если на берегу не будет наблюдающего преподавателям. Из правила о выходе за территорию, конечно же, есть исключения: например, на время экскурсий или вело-клуба. Ни у кого, вроде, не возникает желания запретить вело-клуб, потому что он нарушает правила о выходе за пределы территории. Оно и понятно: в этом случае ответственность за жизнь и здоровье перекладывается на конкретного преподавателя, который выехал с детьми на велосипедах.

Зачёт в свою очередь нужен, чтобы упорядочить в головах все знания, полученные в авральном режиме за 12–13 учебных дней, и чтобы оценить, насколько эти знания усвоены. Оценка, в частности, нужна, чтобы упростить набор в Зиму и на следующий год. Бывает ли так, что зачёт для кого-то необязателен? Ну да, например, если кто-то сильно заболел, то для него логично сделать исключение — упорядочить в больной голове знания все равно не получится, а их оценка будет скорее бесполезна.

Дорешивать после ужина нельзя, потому что мы хотим собрать школьников на ту самую внеучебную жизнь, о которой я писал выше. Вытащить их на свежий воздух, на интеллектуалку, на спорт или просто прогулку. Это нужно, чтобы ЛКШ не стала местом, где просто готовят к олимпиадам. Нет, ЛКШ — безусловно место, где готовят к олимпиадам (особенно в старших параллелях), но, чтобы отличаться от других таких мест, хочется делать ЛКШ местом, где готовят к олимпиадам И активно проводят свободное время. Поэтому у нас много разных клубов, спортивных и других мероприятий, причём настолько много, что детям иногда приходится выбирать, куда пойти. Об этом всём я уже писал выше.

Вот почему дорешивать после ужина нельзя. Но теперь становится понятно, почему и когда из этого правила могут возникать исключения. Например, когда после ужина идёт какой-нибудь интересный раунд кодефорсеса или топкодера. Мы неоднократно открывали школьникам старших параллелей доступ в интернет и давали право сидеть за ноутами во время раунда, потому что он с точки зрения преподавателей был настолько интересным (= полезным), что пропускать его ради интеллектуалки этим 10–15 школьникам не стоит. Или, например, параллель P. В общем случае на них действуют те же правила, что и на всех: пользоваться ноутбуками после ужина и в выходные нельзя. Но в ситуации, требующей того, нет ничего плохого в исключении для одного школьника, который что-то делает в присутствии преподавателя. Требует ли определенная ситуация этого или? Я оставил бы это на усмотрение преподавателей параллели, которые могут обратиться за советом к завучу или директору, если считают нужным.

Как мы любим в ЛКШ говорить последнее время, во всём этом действуют очень тонкие грани. Грани между предоставлением полной свободы и ограничением формальными правилами, требующими беспрекословного исполнения. И для поиска этой грани я предлагаю использовать синхронизированное понимание причин и умелое использование права на исключение».

Заметка девятая. План выступления

Полмесяца назад меня пригласили выступить в Ельцин Центре с какой-нибудь научно-популярной лекцией. Я выбрал шифрование: рассказывал о том, как шифры используется в современном интернете, какая математика лежит в основе всего этого и почему это нужно знать даже самым простым обывателям.

Организаторы хотели записать видео моей лекции, но случилась куча технических накладок, и записи в итоге нет. Жалко? Жалко. Но здесь я хочу рассказать не об этом.

Для этого доклада я придумал способ визуализации плана выступления. Наглядный план нужен почти каждому большому выступлению: зрители должны понимать, что будет происходить следующие полтора часа. Обычно для этого используется простой список-перечисление на втором или третьем слайде, но я вдохновился Яндекс.Навигатором и нарисовал маршрут своей лекции:

Зелёным обозначены простые темы, жёлтым — темы посложнее, а красным — самые сложные. Разделение по сложности было очень важным для этой лекции, потому что я совсем не знал, что за люди ко мне придут. Были школьники, было много студентов, но были и люди старшего поколения. В том числе, наверняка, далёкие от математики. Нужно было показать слушателям, что в лекции есть моменты, не понять которые прямо сейчас — нормально и ни капельки не стыдно.

Чтобы добиться так раскрашенной линии в PowerPoint пришлось немного помучаться. Я нарисовал кривую Безье и задал ей градиентную закраску с типом «Путь»:

Проблема оказалась в том, что PowerPoint почему-то удваивает градиент: сначала рисует его в одну сторону, а потом продолжает симметрично отраженный градиент. Вот смотрите, я создаю линию, указываю ей красно-жёлтый градиент, а она в итоге получается жёлто-красно-жёлтая:

Зачем они так сделали и почему это поведение нельзя отключить, совершенно непонятно. Не приходится жить с тем, что есть. Я удлинил линию: сделал так, чтобы видимая часть была только её половиной. Хвост кривой увёл за пределы слайда, а небольшой кусочек закрыл чёрным прямоугольником:

Кстати, одна из крутейших фич PowerPoint’а — в том, что если на фоне слайда лежит картинка, градиент или узор, прямоугольником все равно можно закрыть ненужный мусор, а вам не придётся гадать с вырезанием нужной части изображения для заливки этого прямоугольника:

Для этого надо в настройках прямоугольника или любой другой фигуры выбрать заливку фона:

Теперь прямоугольник можно двигать, увеличивать и поворачивать — PowerPoint сам возьмёт нужную часть фона и применит её к заливке фигуры. Фантастика!

А если кто-то пришёл сюда за полной презентацией с моего выступления, то вот она. Правда, если вы не были на самой лекции, то презентация покажется вам скорее бесполезной. В презентации используется нестандартный моноширинный шрифт Hack, установите его, чтобы ничего не поехало.

Заметка восьмая. TED-клуб, часть 2

Продолжаю рассказывать о видяшках, которые показывал этим летом на TED-клубе в ЛКШ.

Вторая встреча называлась «Математика, технологии и любовь». Объединил я их неслучайно: среди выбранных докладов были и рассказ о любви к математики (уверенно входит в топ-3 моих любимых выступлений всех времён), и видео о математике любви. В общем, смотрите сами.

Энди Йен: Думаете, ваша почта — личная? Подумайте ещё раз

Ребята хотят сделать шифрованную электронную почту. Здесь сложно придумать что-то новое, GPG существует уже двадцать лет. Но Энди Йен и его коллеги из ЦЕРНа постарались сделать удобную и простую в и использовании шифрованную электронную почту. Естественно, она по-прежнему гарантирует, что никто, кроме получателя, не прочитает ваш текст.

https://www.ted.com/talks/andy_yen_think_your_email_s_private_think_again?language=ru

Эдуардо Саэнц де Кабесон: Математика — это навсегда

Ох, это просто моя любовь. Харизматичный и чувственный итальянец (собственно, а какой он ещё может быть? Он же итальянец!) начинает с объяснения, зачем нужна математика, а заканчивает аналогией между бриллиантами и теоремами. Если вам лень смотреть все видео, посмотрите только это.

https://www.ted.com/talks/eduardo_saenz_de_cabezon_math_is_forever?language=ru

Анна Фрай: Математика любви

Что будет, если проанализировать кучу данных с сайтов знакомств современными математическими инструментами? Оказывается, всплывёт куча неожиданных выводов о том, как устроена любовь. Ну или по крайней мере о том, какой мы эту любовь сами себе представляем.

https://www.ted.com/talks/hannah_fry_the_mathematics_of_love?language=ru

Тасос Франзолас: Всё, что вы слышите в фильме — ложь

Рассказ о том, как делается звуковое сопровождение в кино. Перед просмотром советую представить, что вы звукорежиссёр большого и дорогого фильма. Вам нужно записать звуки для работающего винта подводной лодки, ломания костей в драке и взмахов крыла взлетающей птицы. Как вы это сделаете?

Звук — это язык. Он может обмануть нас, перенеся в другой конец света, может изменить наше настроение, может задать темп, может вызвать смех или испуг.

https://www.ted.com/talks/tasos_frantzolas_everything_you_hear_on_film_is_a_lie?language=ru

Терри Мур: Почему неизвестная обозначается как x?

Мини-расследование о том, почему именно букву x выбрали для обозначения неизвестного в математике. Всего 4 минуты, а все равно кайф:

https://www.ted.com/talks/terry_moore_why_is_x_the_unknown/transcript?language=ru

Тим Бернес-Ли: Конституция всемирной паутины

Тима Бернеса-Ли представлять, кажется, не надо: это один из главных авторов интернета. В своём выступлении он говорит о дальнейшем развитии веба и задаёт вопрос: каким мы сами хотим его видеть? Кроме того, рассуждает о государственной цензуре в интернете и дроблении всемирной паутины на части. Видео 2014 года, но спустя три года актуальность, по-моему, только увеличилась.

https://www.ted.com/talks/tim_berners_lee_a_magna_carta_for_the_web?language=ru

Майкл Рубинштейн: Увидеть неуловимое движение, услышать бесшумный звук. Здорово?

Потрясающее видео о том, как научились по микро-движениям на обычном видео измерять пульс человека. А ещё распознавать речь, усилив микроскопические движения от звуковых волн на видео лежащей на полу упаковки чипсов. Это выступление посоветовал мне Даня Рязановский, за что ему большое спасибо.

https://www.ted.com/talks/michael_rubinstein_see_invisible_motion_hear_silent_sounds_cool_creepy_we_can_t_decide?language=ru

Том Аглоу: Так мог бы выглядеть интернет без экрана

Том Аглоу фантазирует скорее не о технологии, а о дизайне (через призму удобства использования, конечно же) следующего поколения устройств.

Человечеству нравятся простые инструменты. Ваш телефон — не очень простой инструмент. Вилка — простой инструмент.

https://www.ted.com/talks/tom_uglow_an_internet_without_screens_might_look_like_this?language=ru

Дэвид Иглмен: Можем ли мы создать для людей новые чувства?

Ещё одно видео, посоветованное Даней Рязановским. Нейробиолог Дэвид Иглмен делает достаточно необычную вещь: он подключает к человеческому телу новые периферийные устройства — нечто, что, как и обычные органы чувств вроде глаз, рта и носа, может отправлять электрические сигналы в мозг. В будущем это может добавить людям инфракрасное зрение, сонары или супер-чувствительный нос, а пока ребята развлекаются более простыми (но не менее интересными) вещами.

https://www.ted.com/talks/david_eagleman_can_we_create_new_senses_for_humans?language=ru

Ричард Браунинг: Как я построил джет-костюм

Большой мотивации выступление. На самом деле оно вовсе не о джет-костюме, оно о том, как не сдаваться и продолжать пробовать. При этом желательно не переставая верить в себя.

https://www.ted.com/talks/richard_browning_how_i_built_a_jet_suit?language=ru

На сегодня всё. Подписывайтесь, ставьте лайки. Об ещё двух встречах TED-клуба напишу попозже.

Заметка седьмая. TED-клуб

В этом году я провёл в Летней компьютерной школе четыре встречи TED-клуба. Клубы в ЛКШ — это такие нетематические мероприятия между обедом и ужином, цель которых — развлечь школьников и познакомить их с чем-нибудь новым. За все годы в ЛКШ была проведена сотня или две разных клубов.

Разносторонность преподавателей на самом деле поражает. В этом году мы провели (ух, приготовьтесь, сейчас будет перечисление на много строчек, можно вдохнуть воздуха и быстро-быстро прочитать): гитарный клуб, клубы изготовления браслетов и фенечек, клуб любителей Лего, клуб рисования пиксель-арта, клуб настольных ролевых игр (его, кстати, проводил школьник), школу юного покер-крупье, мастер-классы по баскетболу, волейболу и фрисби, фирменную серию клубов «... из ничего» от Калана Абе, клуб пои, клуб игры в Шляпу (а потом и клуб игры в Шляпу на английском языке), клуб аргентинского танго, вокальный кружок, кино-, аниме- и мюзикл-клубы, клуб рисования с натуры, клуб портретной фотографии, клуб изготовления объёмных звёздочек из бумаги, клуб языка эсперанто, клуб стрельбы из лука, клуб поэзии, клуб философии, клуб игры в преферанс, фестиваль Холи, клуб рисования 3D-ручкой и TED-клуб.

Выдохнули? Вот про последний из этих клубов я и хочу рассказать. Наверняка вы слышали о ежегодной конференции TED. Её миссия, как заявляют сами организаторы — распространение уникальных идей. Кроме собственно международной конференции во многих городах есть ещё небольшие местные аналоги — конференции TEDx.

Идея провести TED-клуб в ЛКШ появилась ещё в конце прошлого года: я тогда увлёкся просмотром записей докладов с TED и заметил, что некоторые из них настолько классные, что мне хочется делиться ними почти со всеми подряд. Потихоньку я отбирал понравившееся видео, и в итоге показал летом 8 часов субъективно на мой взгляд лучших из увиденных выступлений.

Каждая встреча TED-клуба предвещалась анонсом, в котором был поминутный план видео:

TED-сообщество дружелюбно перевело субтитры практически для всех видео, опубликованных на официальном сайте. Субтитры доступны на 40+ языках, в том числе на русском, так что с пониманием никаких проблем нет.

В этой и следующей заметке я хочу опубликовать список всех видео, которые я показал во время TED-клубов в ЛКШ. К каждому видео напишу аннотацию, чтобы заинтересовать вас перейти по ссылке и потратить от 5 до 15 минут на видео. Эти видео — отличный способ провести свободное время или занять свои глаза и уши во время завтрака. Ну а если какое-то не понравилось — просто переключайте на следующее :-)

Первая встреча TED-клуба была посвящена науке. Это одна из самых популярных тем на конференциях TED, на то они и конференции. У меня получился небольшой перекос в сторону астрономии и космонавтики, но в этом и смысл личной подборки: сюда попало то, что интереснее всего мне. Ну а доклады о математике и программировании я специально сюда не добавлял, для них была заготовлена вторая встреча клуба.

Джек Хорнер. Вырастим динозавра из курицы

Способ воскрешения динозавров, описанный в «Парке Юрского периода» нереалистичен: найти ДНК динозавра в окаменелых насекомых не получится. Зато можно взять курицу, выключить у её эмбриона некоторые гены, и получить животное, очень похожее на динозавров, живших миллионы лет назад. Этим Джек Хорнер и занимается.

https://www.ted.com/talks/jack_horner_building_a_dinosaur_from_a_chicken?language=ru

Латиф Нассер. Вы и не представляете, откуда на самом деле происходят верблюды

Поучительная история о том, что наши знания о животных и тем более их происхождении зачастую не стоят и выеденного яйца, так как построены на догадках и предположениях. Правда ли, что верблюжий горб — способ накопить жир для выживания в долгих путешествиях по пустыне?

https://www.ted.com/talks/latif_nasser_you_have_no_idea_where_camels_really_come_from?language=ru

Даниэлла Фейнберг. Волшебный ингредиент, благодаря которому оживают фильмы Pixar

Даниэлла рассказывает о том, что меня жутко интересует последние лет пять: как делаются крутые полнометражные мультфильмы. Не обо всём сразу, конечно, а обо одной маленькой детали. И об использовании науки в производстве мультфильмов.

https://www.ted.com/talks/danielle_feinberg_the_magic_ingredient_that_brings_pixar_movies_to_life?language=ru

Грег Гейдж. Как своим мозгом контролировать чужую руку

Короткое видео, из которого я не узнал ничего нового. Зато увидел захватывающий своей простотой эксперимент: мужик подключает мозг девушки (на самом деле нерв под её локтём) к руке парня, и теперь ей достаточно подумать, чтобы пальцы на его руке задвигались.

https://www.ted.com/talks/greg_gage_how_to_control_someone_else_s_arm_with_your_brain?language=ru

Ейтор Бендер. Экзоскелеты для людей

Кажется, что это что-то из прекрасного будущего. Экзоскелеты, помогающие людям встать из инвалидных кресел, в которых они провели большую часть своей жизни. Не обошлось, правда, без военного применения для этих костюмов, но, видимо, без этого в США ребята бы просто не получили на исследования деньги.

https://www.ted.com/talks/eythor_bender_demos_human_exoskeletons?language=ru

Кэти Борман. Как сфотографировать чёрную дыру?

В общем-то в названии всё сказано. Сфотографировать чёрную дыру невозможно, потому что она поглощает весь свет, направленный на неё. Зато можно попробовать сфотографировать тень от горизонта событий чёрной дыры, находящейся в центре нашей Галактики. Однако для этого нужен телескоп размером с Землю...

https://www.ted.com/talks/katie_bouman_what_does_a_black_hole_look_like?language=ru

Аньяли Трипатхи. Почему Земля однажды будет выглядеть как Марс

Однажды наша планета станет сухой и красной — совсем как Марс. Но это будет нескоро, где-то через миллиард лет. А, может, через два, а, может, и через десять. Зачем же тогда изучать это сейчас? Аньяли объясняет.

https://www.ted.com/talks/anjali_tripathi_why_earth_may_someday_look_like_mars?language=ru

Табета Бояджян. Самая загадочная звезда во вселенной

Что делать, если все мыслимые варианты объяснения странных наблюдение астрономов закончились, а в инопланетян верить всё ещё не хочется?

https://www.ted.com/talks/tabetha_boyajian_the_most_mysterious_star_in_the_universe?language=ru

Калеб Харпер. Этот компьютер в будущем станет выращивать нашу еду

Достаточно экцентричное выступление мужика, который (не первый в этом мире) решил соорудить прибор, выращивающий еду по строгим рецептам из интернета: столько-то воды, столько-то удобрений, столько-то кислорода. Зачем-то он называет этот прибор компьютером, хотя, мне кажется, это лишнее. Сама идея тоже не нова, зато он уже достиг кое-каких результатов.

https://www.ted.com/talks/caleb_harper_this_computer_will_grow_your_food_in_the_future?language=ru

Русс Альтман. Что на самом деле происходит, когда вы смешиваете лекарства?

Самый кайф, как всегда, происходит на стыке наук. В данном случае взяли машинное обучение и медицину. В общем, выяснили, что некоторые лекарства нельзя принимать вместе, хотя раньше о них такого не знали. Медики и химики пока не нашли объяснение, почему так происходит, но, возможно, теперь врачи будут аккуратнее выписывать одновременно несколько лекарств. Заодно Русс Альтман затрагивает тему открытых медицинских данных, которые очень сложно достать в век повёрнутости на всеобщей приватности.

https://www.ted.com/talks/russ_altman_what_really_happens_when_you_mix_medications?language=ru

Про видео с остальных встреч TED-клуба напишу в следующей заметке.

Заметка шестая. Диалог выбора папки

Если вы программируете пользовательский интерфейс, то, пожалуйста, никогда не используйте вот такой диалог выбора папки:

Взгляните, в это окно даже нельзя вставить путь до нужной папки из буфера обмена! (А я, кстати, регулярно это делаю: в большинстве случаев я прихожу в этот диалог из Фара).

Не понимаю, зачем в Майкрософте вообще придумали этот недоделанный диалог, и почему до сих пор не запретили использовать. Справедливости ради, у него есть версия, когда путь до папки всё-таки можно ввести:

Но ведь этого тоже недостаточно! Сравните, например, эти окна с нормальным диалогом выбора файла:

Здесь и однокликовый переход в любую папку на пути до текущей, и быстрые переходы из панели слева, и поиск, и возможность разной сортировки (по имени, дате изменения, типу и так далее), и превью фотографий, чтобы убедиться, что папка — та самая, и возможность получить автоматические подсказки после ввода первых букв.

Если не знаете, что использовать — используйте полноценный диалог выбора файла. Даже если вам надо, чтобы пользователь выбрал папку. Потом проверите, что он выбрал не файл, это же две строчки в коде.

В MacOS, кстати, всё тоже плохо с этим:

Опытные люди знают, что нужно нажать Cmd+Shift+G, чтобы можно было ввести путь до папки, но ведь до этого ещё догадаться надо.

Необязательно делать такое навороченное окно, как у Хрома. Вот, например, нормальные диалоги, использованные в SourceTree и VLC:

Заметка пятая. Разбор задания Crypto Backdoor с Google CTF 2017

Это заметка о том, как мы с Костей Плотниковым решали задание на ассиметричную криптографию с Google CTF, который прошёл неделю назад. Она кишит кодом на питоне, несложными терминами из теории групп и математическими выкладками. Смело пропускайте, если боитесь чего-нибудь из этого.

Формулировка как всегда бесконечно расплывчата:

This public-key cryptosystem has a flaw. Can you exploit it? crypto_backdoor.py

Костя попробовал меня ввести в курс дела, когда я присоединился к нему. Он рассказал, что в скрипте реализовано что-то вроде эллиптической криптографии. Работает она так: сначала на плоскости рисуется специальная кривая, а затем для каждой пары точек на ней определяется операция сложения. Сумма двух точек с кривой тоже лежит на кривой за исключением случая, когда получается особое значение — ноль. После этого естественным образом определяется умножение точки на натуральное число.

В эллиптической криптографии Боб, желающий получать зашифрованные сообщения от Алисы, выбирает секретное число $N$ и точку на эллиптической кривой $g$. Последняя называется генератором и сообщается всем желающим, а вот секретное число становится закрытым ключом Боба. Открытым ключом в этом случае называется произведение генератора и закрытого ключа; $B = Ng$.

Собственно, на мысли об эллиптических кривых Костю натолкнули наличие в скрипте точки-генератора и двух открытых ключей:

# Modulus
p = 606341371901192354470259703076328716992246317693812238045286463
# g is the generator point.
g = (160057538006753370699321703048317480466874572114764155861735009, 255466303302648575056527135374882065819706963269525464635673824)
# Alice's public key A:
A = (460868776123995205521652669050817772789692922946697572502806062, 263320455545743566732526866838203345604600592515673506653173727)
# Bob's public key B:
B = (270400597838364567126384881699673470955074338456296574231734133, 526337866156590745463188427547342121612334530789375115287956485)

Модуль $p$ здесь тоже неслучаен — в эллиптической криптографии как раз рассматриваются кривые над полем $\mathbb{Z}_p$. Позже, правда, мы пришли к выводу, что эллиптическая криптография тут совсем ни при чём... Но сначала мы внимательно изучили операцию сложения двух точек:

def add(a, b, p):
  if a == -1:
    return b
  if b == -1:
    return a
  x1, y1 = a
  x2, y2 = b
  x3 = ((x1*x2 - x1*y2 - x2*y1 + 2*y1*y2) * modinv(x1 + x2 - y1 - y2 - 1, p)) % p
  y3 = ((y1*y2) * modinv(x1 + x2 - y1 - y2 - 1, p)) % p
  return (x3, y3)

Нейтральный элемент (он же ноль) обозначен как $-1$, поэтому первые четыре строки функции очевидны. Функция $modinv(x, p)$ находит обратный элемент к $x$ в кольце $\mathbb{Z}_p$ с помощью расширенного алгоритма Евклида. Значит, сумма точек $(x_1, y_1)$ и $(x_2, y_2)$ это точка
$$\left(\frac{x_1x_2 – x_1y_2 – x_2y_1 + 2y_1y_2}{x_1+x_2-y_1-y_2-1}, \frac{y_1y_2}{x_1+x_2-y_1-y_2-1}\right)$$

Дробь означает целочисленное деление в кольце $\mathbb{Z}_p$.

Упрощаем сложение

Математик во мне захотел разобраться с этой операцией. Больше всего смущали одинаковые знаменатели и сложный числитель первой координаты. Стало проще, когда я переписал числитель как $(x_1-y_1)(x_2-y_2)+y_1y_2$, а знаменатель как $(x_1-y_1) + (x_2-y_2)$. Давайте перейдём из системы координат $(x, y)$ в систему $(t, y)$, где $t = x-y$. Обратный переход тоже очень простой: $x = t + y$. Если переписать операцию сложения в новой системе координат, то получится

$$(t_1, y_1) + (t_2, y_2) = \left(\frac{t_1t_2+y_1y_2}{t_1+t_2-1} – \frac{y_1y_2}{t_1+t_2-1}, \frac{y_1y_2}{t_1+t_2-1}\right) = \left(\frac{t_1t_2}{t_1+t_2-1}, \frac{y_1y_2}{t_1+t_2-1}\right)$$

Получившаяся формула в некотором смысле даже симметрична. Это дало нам оптимизм на несколько следующих часов.

Мастер-секрет

Однако в скрипте само по себе сложение нигде не используются. Зато используется умножение точки на число:

from secret_data import aliceSecret, bobSecret, flag

assert A == mul(aliceSecret, g, p)
assert B == mul(bobSecret, g, p)

aliceMS = mul(aliceSecret, B, p)
bobMS = mul(bobSecret, A, p)
assert aliceMS == bobMS
masterSecret = aliceMS[0]*aliceMS[1]

Настало время разобраться, что вообще происходит в скрипте и что нужно найти.

$aliceSecret$ — это натуральное число, закрытый ключ Алисы, он умножается на известный нам генератор, и в результате получается известный нам открытый ключ Алисы. Аналогичное проделывается с ключами Боба. После этого открытый ключ Боба умножается на закрытый ключ Алисы, получая точку $aliceMS = aliceSecret \times bobSecret \times g$. Симметричная операция вычисляет $bobMS = bobSecret \times aliceSecret \times g$. Очевидно, что эти две точки должны совпасть, что и проверяется последним assert’ом. Мастер-секретом объявляется произведение координат этой общей точки. Этот мастер-секрет и надо найти, так как в конце скрипта он ксорится с флагом:

def encrypt(message, key):
  return message ^ key

length = len(flag)
encrypted_message = encrypt(I(flag), masterSecret)
print "length = %d, encrypted_message = %d" % (length, encrypted_message)
# length = 31, encrypted_message = 137737300119926924583874978524079282469973134128061924568175107915062758827931077214500356470551826348226759580545095568667325

Умножение в новых координатах

Раз для подсчёта мастер-секрета используется умножение, то вернёмся к нашим формулам и выясним, как точка в новых координатах $(t, y)$ умножается на число $k$. Переберём несколько маленьких коэффициентов:

$$2(t, y) = (t, y) + (t, y) = \left(\frac{t^2}{2t-1}, \frac{y^2}{2t-1}\right)$$

$$3(t, y) = 2(t, y) + (t, y) = \left(\frac{t^2}{2t-1}, \frac{y^2}{2t-1}\right) + (t, y) =
\left(\frac{\frac{t^3}{2t-1}}{\frac{t^2}{2t-1} + t – 1}, \frac{{\frac{y^3}{2t-1}}}{\frac{t^2}{2t-1} + t – 1}\right) =
\left(\frac{t^3}{3t^2-3t+1}, \frac{y^3}{3t^2-3t+1}\right)$$

$$4(t, y) = 2(t, y) + 2(t, y) = \left(\frac{t^2}{2t-1}, \frac{y^2}{2t-1}\right) + \left(\frac{t^2}{2t-1}, \frac{y^2}{2t-1}\right) =
\left(\frac{\frac{t^4}{(2t-1)^2}}{\frac{2t^2}{2t-1} – 1}, \frac{\frac{y^4}{(2t-1)^2}}{\frac{2t^2}{2t-1} – 1}\right) =
\left(\frac{\frac{t^4}{2t-1}}{2t^2-2t+1}, \frac{\frac{y^4}{2t-1}}{2t^2-2t+1}\right) =
\left(\frac{t^4}{4t^3-6t^2+4t-1}, \frac{y^4}{4t^3-6t^2+4t-1}\right) $$

Умножать дальше становилось всё сложнее, поэтому пора найти закономерность. В числителях всё время получается $t^k$ и $y^k$, а в знаменателях видны биномиальные коэффициенты. Смотрите, $4t^3-6t^2+4t-1$ похоже на $t^4 + (4t^3-6t^2+4t-1)$, что в свою очередь равно $(t + 1)^4$. Так у нас появилась гипотеза, что знаменатель равен $(t+1)^k – t^k$.

Итоговую формулу

$$k \times (t, y) = \left(\frac{t^k}{(t+1)^k – t^k}, \frac{y^k}{(t+1)^k – t^k}\right)$$

теперь можно доказать по индукции по $k$. Делать я этого, конечно же, не буду.

Решение

Задача будет решена, если мы узнаем закрытый ключ Алисы или Боба. В случае с Бобом нам достаточно найти такое $k \in \mathbb{Z}_p$, что $kg = B$. В наших новых координатах и формулах это выглядит так:

$$\left(\frac{g_t^k}{(g_t+1)^k – g_t^k}, \frac{g_y^k}{(g_t+1)^k – g_t^k}\right) = (B_t, B_y)$$

где $(g_t, g_y)$ — координаты генератора $g$ в системе $(t, y)$, а $(B_t, B_y)$ — аналогичные координаты точки $B$. Взяв из этого равенства первую координату, получаем:

$$ \frac{g_t^k}{(g_t+1)^k – g_t^k} = B_t$$

$$g_t^k = B_t ((g_t+1)^k – g_t^k)$$

$$g_t^k (1 + B_t) = B_t (g_t+1)^k$$

$$\left(\frac{g_t}{g_t+1}\right)^k = \frac{B_t}{1 + B_t}$$

Чтобы найти искомое $k$, достаточно вычислить логарифм в кольце $\mathbb{Z}_p$, то есть решить задачу дискретного локарифмирования. Здесь мы с Костей приуныли, потому что поняли, что зашли в тупик. Дискретное логарифмирование — задача, которую нельзя решить за нормальное время.

Только через час Костя догадался проверить данный нам модуль $p$ на простоту. Совершенно неожиданно он оказался составным:

$$p = 961236149 \times 951236179 \times 941236273 \times 911236121 \times 931235651 \times 921236161 \times 901236131$$

Наверняка все знают, как посчитать дискретный логарифм по непростому основанию. А мы не знаем. Так что мы взяли бумажку и стали придумывать алгоритм.

Когда-то Асанов рассказывал байку, что студенты УПИ обычно знают способ решить задачу, а студенты матмеха не знают. Зато студенты матмеха могут придумать решение. Кажется, теперь я понял эту байку.

Дискретный логарифм по составному основанию

Пусть мы нашли дискретный логарифм от $b$ по основанию $a$ в кольцах $\mathbb{Z}_p$ и $\mathbb{Z}_q$. То есть мы нашли такие $n$ и $m$, что

$$a^n \equiv b \pmod{p}$$
$$a^m \equiv b \pmod{q}$$

Теперь мы хотим решить задачу в кольце $\mathbb{Z}_{pq}$, то есть найти такое $k$, что $a^k \equiv b \pmod{pq}$. Порядком числа $a$ в кольце называется такое минимальное натуральное $z$, что $a^z = 1$. Пусть число $a$ имеет порядки $u$ и $v$ в кольцах $\mathbb{Z}_p$ и $\mathbb{Z}_q$ соответственно. Тогда $b \equiv a^n \equiv a^{n + u} \equiv a^{n+2u} \equiv a^{n+3u} \equiv \dots \pmod{p}$ и $b \equiv a^m \equiv a^{m + v} \equiv a^{m+2v} \equiv a^{m+3v} \equiv \dots \pmod{q}$. Если мы найдём число, которое можно выразить и как $n + ?u$, и как $m + ?v$, то оно станет ответом задачи дискретного логарифмирования по модулю $pq$.

Ну а найти такое число — дело техники и расширенного алгоритма Евклида. Если $n + ?u = m + ?v$, то $?u – ?v = m – n$. Если $m-n$ не делится на $НОД(u, v)$, то решения нет, иначе расширенный алгоритм Евклида решит это линейное диофантово уравнение, и всё станет хорошо.

Так как данный в задании модуль $p$ мы разложили на простые множители $p_1 \times p_2 \times \dots \times p_7$, которые к тому же получились не очень большими, то мы можем решить задачу дискретного логарифмирования в каждом из $\mathbb{Z}_{p_i}$. Соединить семь чисел в один большой ответ поможет описанный только что алгоритм.

Как решить дискретный логарифм для $p_i$

Простые делители модуля $p$ были не очень большими, но и не настолько маленькими, чтобы дискретный логарифм можно было найти простым перебором. К счастью, есть алгоритм Baby Steps Giant Steps, который позволяет сделать это намного быстрее — за $O(\sqrt{n})$. Его мы и реализовали. Да, мы думали о том, что Baby Steps Giant Steps уже реализован в куче библиотек, но лично меня это только раззадоривает — так интересно ведь всё сделать самому.

Как найти порядок элемента в кольце

На часах было уже около часа ночи, а мне предстояло запрограммировать на питоне поиск порядка элемента в кольце $\mathbb{Z}_p$. Теорема Эйлера шептала, что $x^{\phi(p)} \equiv 1 \pmod{p}$, но $\phi(p)$ могло оказаться не минимальным числом с таким свойством. Значит, искомый порядок — это делитель $\phi(p)$. Но делителей слишком много, чтобы перебирать их все. Так что пришла пора узнать более быстрый способ находить порядок элемента. На помощь пришла пдфка из интернета, в которой есть чудесный алгоритм 4.79, я реализовал его и научился быстро находить порядок элемента в кольце, зная разложение на простые множители у $\phi(p)$.

Заключение

Применив всю магию сверху, мы нашли закрытый ключ Боба $bobSecret$. Умножив его на открытый ключ Алисы, мы нашли мастер-секрет, который и выдал нам флаг:

Master secret found: (254828745614253797280016043417264027645246572307317271091197847, 540509273347153402828726537667691800163306365090607497812000946)
Flag: CTF{Anyone-can-make-bad-crypto}

Если вкратце повторить всё наше решение, то оно перестаёт казаться страшным и длинным:

переходим в систему координат $(t, y)$,
вычисляем $a = \frac{g_t}{g_t+1}$ и $b = \frac{B_t}{1 + B_t}$,
решаем задачу дискретного логарифма $a^{?} = b$ в кольце $\mathbb{Z}_p$, зная разложение $p$ на простые множители,
умножаем полученный ответ на открытый ключ Алисы $A$, это и есть мастер-секрет,
переходим обратно в координаты $(x, y)$, перемножаем координаты мастер-секрета, расшифровываем флаг.

Заметка четвёртая. Идеальные продукты

Идеальных продуктов не существует. Но есть избранные, которые подобрались к этому титулу достаточно близко. Их я и называю идеальными, чтобы не повторять каждый раз мантру «почти идеальные».

Идеальность нельзя померить. Она не коррелирует с количеством пользователей, не зависит напрямую от стоимости на рынке и вообще глубоко субъективна. То есть идеальный для меня продукт может показаться кому-то обычным приложением для заказа такси.

Каждый раз, сталкиваясь с идеальным продуктом, я испытываю огромный кайф, даже если это просто упаковка от туалетной бумаги. Такие вещи формируют наше мировоззрение и воспитывают чувство красоты. На меня они повлияли больше, чем какие-нибудь произведения искусства вроде великих картин или музыкальных сочинений.

Додо-пицца, железо от Apple, сиропы Монин, RDP, рюкзаки Deuter, Телеграм, Макдональдс, ReSharper, документация к Джанго, ИКЕА, Samsung Pay — я одинаково восхищаюсь всеми этим вещами.

Несколько фактов об идеальных продуктах:

Идеальный продукт не получится, если не поставить перед собой цель сделать идеальный продукт.

Иногда продукт, выглядящий снаружи как идеальный, ужасен внутри. До тех пор, пока мы не знаем, что под капотом, он может оставаться идеальным

Надо стремиться делать идеальные продукты. Получится это только у единиц, но для делающего в этом случае важен не результат, а процесс.

Делать идеальный продукт зачастую экономически невыгодно.

Наличие у вас идеального продукта не гарантирует успех.

В заключении надо лишь признаться, что я не сделал ни одного идеального продукта. И скорее всего не сделаю, по крайней мере не питаю таких надежд. Зато я точно несколько раз уже попытался, и это сделало меня лучше.

Заметка третья. Брошюра об ЛКШ

Три года назад, в июне 2014 года, директор Летней компьютерной школы Андрей Станкевич написал письмо во внутреннюю рассылку. Вот начало этого письма:

Есть мысль сделать небольшую методичку формата A6 на 1-3 разворота, напечатать ее промышленно на ламинированной бумаге и раздавать на регистрации в ЛКШ.

Большинству идея сразу не понравилась. Кто-то критиковал слишком маленький размер: пользоваться такой методичкой неудобно, нужно сделать как минимум А5, а лучше А4, кому-то размер показался слишком большим: нужно, чтобы бумажка помещалась в бейдж. Говорили, что вся база «Берендеевы поляны» будет усыпана бумажками в первый же вечер, а первое, вводное собрание, на котором детям рассказывают главные правила, все равно не уменьшится ни на минуту.

Я был в меньшинстве: среди тех, кому идея пришлась по душе. Я видел, какую красивую брошюру выдают новичкам в Контуре, читал руководство пользователя о Хакердоме и знал, что такие вещи можно сделать хорошо. Оставалось лишь убедить в этом остальных:

Открытие — это двухчасовое перечисление того, что нельзя. Скука полнейшая, как ни пытаться ее разбавлять шутками.

Любой скучный текст куда интереснее запоминать и изучать, если он подается красочно и в интересной форме, легким и доступным языком. Если бы правила ЛКШ можно было бы изучить, играя в какую-нибудь игру — это было бы замечательно.

Хотите, чтобы большинство детей с радостью увезли книжки домой как сувениры? Тогда надо делать их красивыми, добавлять туда фотографии прошлых лет (дети найдут себя, своих знакомых, своих преподавателей), делать их интерактивными (сделать возможность вклеивать туда листочки с условиями практик? Страничка с контактами друзей на после-смены? Надо только включить фантазию).

Хотите, чтобы дети не боялись делать что-то из-за стеснения? Так надо добавить полезной информации, снабдив ее удобным оглавлением и красотой. Как работать со стиральной машиной? Как отметить день рождения? Почему в озере Лель нельзя купаться? И многое другое.

Украсить текст картинками тоже недостаточно — надо сделать его интересным, захватывающим. Нас опять ограничивает только фантазия. Да хоть опишите правила ЛКШ как переписанные правила Хогвартса. Запретный лес — территория, куда нельзя заходить. Правый коридор третьего этажа — 10-й домик. Парад параллелей — конкурс между факультетами.

Короче, это может получиться очень клевая штука, обладатели которой будут гордиться, что на у них есть.

Вообще защищать новые идеи в ЛКШ тяжело. Несмотря на то, что многие вещи в итоге сделать всё-таки получается, большинство инициатив сталкиваются со шквалом критики. Надо иметь много терпения и сил, чтобы начать что-то действительно делать. И лучше не показываться на глаза другим без первых результатов.

В большинстве случаев не стоит рассказывать об идее до тех пор, пока нет чего-то, на что можно посмотреть вживую

Паша Маврин оперативно сделал первую версию брошюры:

Конечно, она была неидеальной. Даже плохой по многим параметрам. Никто из нас не умел ни писать нормальные тексты, ни рисовать нормальные картинки. У нас даже не было подходящих фотографий из ЛКШ. Но эта пдфка стала важной для меня: увидев её, я понял, что хочу поучаствовать в создании хорошей брошюры:

Я тут повертел разные бумажки в руках, и мне показалось, что A5 лучше, чем A6. Чтобы читать А6, надо всматриваться — это практически как читать с телефона (с учетом полей и прочего). А5 — это все-таки форм-фактор планшета, его читать должно быть удобнее. Потребности положить в карман у школьников, скорее всего, не будет. Зачем? Будет лежать вместе с тетрадями и книгами. А это опять же А5, а не А6. На А5 можно уместить в два раза больше информации, фотографий, да и вообще — он, как ни удивительно, в два раза больше :-)

В то время я только учился объяснять свои решения людям. Для меня было большой неожиданностью, что недостаточно просто озвучить правильный ответ, к которому я пришёл в своих размышлениях. После такого люди обычно обижаются и не соглашаются с моим абсолютно правильным решением.

Объясняйте людям, почему вы приняли то или иное решение *

* если только не считаете их мудаками: тогда можно ничего не объяснять, всё равно бесполезно

Я скачал себе Adobe InDesign и даже купил на него лицензию — очень уж мне хотелось сделать всё правильно и хорошо. Я потратил два или три полных дня на вёрстку четырёх страницы: сначала рисовал схемы на бумажке, потом осваивался с новым инструментом, затем подбирал фотографии и шрифты, и размещал всё на макете.

Глядя на эти страницы сейчас я вижу кучу ошибок: да такие, которые надо исправлять немедленно. Но тогда это было максимумом, на который я способен. Как ни странно, эту версию почти не критиковали в ЛКШ, и я взялся нарисовать и остальные страницы.

В один из дней я открыл группу ЛКШ вконтакте и попытался найти фотографии, подходящие по качеству для печати в брошюре. Оказалось, что за пятнадцать лет таких фотографий набралось ужасно мало, около двадцати штук:

Чтобы исправить это, летом того года я взял в руки чей-то фотоаппарат и пошёл снимать всё, что видел. Делать брошюру через год, в 2015-ом, было уже намного проще.

В какой-то момент мне стало очевидно, что карта в середине брошюры должна быть большая, размера А3, и разворачиваться вниз, когда читатель дошёл до центрального разворота. Но, к сожалению, эту очевидную мысль снова пришлось объяснять и доказывать остальным.

Спустя много правок, замен картинки на обложке, споров про заднюю обложку, мы обо всём договорились, нашли деньги для печати и заказали брошюры. Я был на седьмом небе от счастья. Спустя три года брошюра немного потрепалась, но я до сих пор очень бережно её храню:

Идея объединить на последней обложке фотографий людей и список экстренных телефонов, кстати, до сих пор считаю одной из самых удачных: получилось и красиво, и полезно.

2015 год

Прошёл год. Я был убеждён: нельзя просто взять и напечатать старые брошюры для уже новой ЛКШ. Во-первых, мы сделали летом 2014 года много хороших фотографий, а во-вторых за год я вырос в вопросах дизайна: не терпелось применить эти знания на практике.

Поэтому я взял прошлогодний файл и начал его переделывать. Текст почти не изменился, зато появились обновлённое оформление и кайфовые фотографии.

И даже нашлась для обложки подходящая ЛКШатская фотография.

2016 год

Наконец-то я осознал, что тексты в брошюре никуда не годятся, и сел их переписывать. На это у меня ушло две недели. Ушло бы и больше, но близился дедлайн, поэтому часть текстов так и остались непереписанными.

Кроме того, я решил переделать оформление в духе минимализма. Избавился от больших цветных заголовков, полосок, сфокусировав внимание читателя на тексте и фотографиях.

Брошюра, которая получилась в итоге, стала лучшей из всех. Я вложил в неё всё, чему научился за эти три года, и до сих пор получаю кайф, листая её. Похожие ощущения я испытывал несколько раз от своих PowerPoint-презентаций, когда замечал, что с каждым разом они становятся всё круче и круче.

Есть только один способ научиться делать что-то хорошо — сделать это достаточное количество раз. Каждый раз вы будете становиться всё лучше и лучше

В конце концов у брошюры 2016 года единственная за три год обложка, которая меня полностью устраивает.

Кстати, на карте в брошюре 2016 года я спрятал себя. Найдёте?

Когда-нибудь эти брошюры станут раритетом, а я буду гордиться, что их сделал я.

В этом году я решил не делать брошюры для ЛКШ. Надеюсь, что остальные подхватят инициативу и сделают что-нибудь ещё более прекрасное. А чтобы им было проще, я выложил все пдфки и indd-файлики на гитхаб: https://github.com/andgein/sis-guide. Это, к тому же, сочетается с идеей максимальной открытости, о которой я ещё обязательно напишу.

Заметка вторая. О сервисе на PHDays CTF

Продолжение истории о необычном поведении юникода и CSV в питоне

Для тех, кому лень читать предыдущую заметку или вспоминать, о чём там было

Если использовать стандартные питоновские codecs.open, csv.DictWriter и csv.DictReader, то можно столкнуться с интересным поведением. Создаём в программе файл в кодировке UTF-8, пишем туда с помощью DictWriter, а затем читаем через DictReader. Если в данных встречались юникодные символы Pararaph separator или Line separator, то мы считаем больше записей, чем было записано, а их CSV-структура будет поломана.

Читайте первую заметку для подробностей.

Как из этого получился сервис для классического CTF

В апреле мы с ребятами из Хакердома как раз готовили онлайновый CTF для форума PHDays. Темой был выбран интернет вещей, а сервисами были умный чайник, термометр, дверной замок, телевизор и даже холодильник. Мне достался последний, потому что я слишком люблю еду.

Чтобы органично встроить уязвимость в сервис, мне нужно было сделать так, чтобы кто-то писал в CSV-файл, а кто-то другой — читал. В итоге сервис состоял из двух частей — веб-приложения для удобного управления человеком и API для других умных кухонных гаджетов, которым нужна информация от холодильника.

Веб-интерфейс позволял пользователям регистрироваться и создавать холодильные камеры или просто холодильники. У каждого холодильника был владелец, и увидеть чужие просто так нельзя. В холодильники можно добавлять еду. Для этого сначала было необходимо зарегистрировать новый продукт (например, картошку или молоко) и указать, в чём он измеряется — в граммах, пачках или литрах. Выглядело это так:

Кроме холодильников можно было создавать рецепты. Про каждый ингредиент рецепта известно, сколько и какого продукты нужно положить, а также что с ним надо сделать и сколько после этого подождать.

Рецепты были очень важны для функционирования сервиса, ведь в том самом API было всего две команды — получить список твоих холодильников и получить список рецептов, которые можно приготовить из еды, лежащей в одном из твоих холодильников. Звучит сложно, но идея очень простая — если у вас есть умная мультиварка, то она хочет узнать, какие блюда можно сегодня приготовить из продуктов, лежащих у вас в холодильнике.

Принадлежность выдаваемых рецептов владельцу холодильника в API не проверялась, но должно было работать само: в рецепте должен присутствовать хотя бы один продукт из холодильника, а в холодильник мы можем добавлять только принадлежащие нам продукты. Моё молоко и молоко Васи — два разных продукта, я могу добавить в холодильники и рецепты только первое, а про второе даже не смогу узнать.

Уязвимость

Итак, где же тут наши подозреваемые — юникод и CSV?

Сервис API не имеет доступа к базе данных, поэтому информация для него складывалась веб-приложением в специальные CSV-файлы, откуда считывались API-приложением раз в секунду. Вот пример такого файла:

id,recipe_id,food_type_id,what_to_do,count,pause_after
1,10,15,Yhws aqx vpjhtlyhw ruv tbcyis,11,7
2,11,16,Ok jbso gtpzs ndgoz udeksmvk,10,16
3,12,17,Y ap mculltvedfwwabbnnnco um,6,19
4,13,18,cniyvdjsyuctaamupp zm  qj nwvm,10,9
5,14,19,Kfdvm ref wtb pdtitb,14,15

В нём хранятся ингредиенты рецептов. Столбцы, соответственно — id ингредиента, id рецепта (сами рецепты лежат в другом файле), id продукта, что нужно сделать, сколько взять продукта и какую выдержать после этого паузу.

Давайте посмотрим, что будет, если в поле what_to_do добавить тот самый Paragraph separator:

6,15,20,blablabla 13503,14,20

При чтении этот файл будет выглядеть для DictReader’а как

6,15,20,blablabla 
13503,14,20

То есть так, будто мы добавили продукт №20 в рецепт №14. Продукт №20 принадлежит нам, значит, мы смогли добавить нашу еду в чужой рецепт №14! Теперь API сможет вывести этот рецепт, если в каком-нибудь из наших холодильников будет лежать продукт №20.

Для полноты картины покажу, как выглядели сохранение и загрузка данных в CSV.

Сохранение:

def dump_model_to_file(model, filename):
    # Use Django API to get all model fields
    columns = [field.attname for field in model._meta.fields]

    with codecs.open(filename, 'w', encoding='utf-8') as opened_file:
        # Open csv writer and dump header: special row with columns names
        writer = csv.DictWriter(opened_file, fieldnames=columns)
        writer.writeheader()

        # Iterate over all objects of the model
        for obj in model.objects.all():
            object_dict = {}
            for column in columns:
                # Don't worry about newlines (\n and \r): csv.DictWriter will enclose such strings in quotes (")
                # So I think there is no vulnerability here
                object_dict[column] = str(getattr(obj, column, ''))

            # Dump dictionary for current object
            writer.writerow(object_dict)

Загрузка:

class Model:
    def __init__(self, dictionary):
        for key, value in dictionary.items():
            if value is None:
                value = '0'
            if value.isnumeric():
                value = int(value)
            setattr(self, key, value)


def load_models_from_file(filename):
    objects = {}
    with codecs.open(filename, 'r', encoding='utf-8') as opened_file:
        reader = csv.DictReader(opened_file)
        for row in reader:
            objects[model.id] = Model(row)
    return objects

Ещё две уязвимости

В Холодильнике мной была заложена ещё одна уязвимость. Но так получилось, что в итоге уязвимостей оказалось не две, а три. Так бывает на CTF, и в этом нет ничего страшного. Иногда бывает обидно, что ты заложил сложную уязвимость, а случайно оставил простую. Но в данном случае всё случилось удачно: незапланированная уязвимость была проще первой, а запланированная — совсем элементарной (правда, позволяла украсть только 20% флагов). Так как в целом соревнование получилось очень сложным, то появление одной незапланированной уязвимости средней сложности сыграло нам на руку.

Итак, сначала о запланированной уязвимости. Каждый сервис находился в своём докер-контейнере. Докер (docker) — это удобный способ изолировать своё приложение от других, в линуксе работает за счёт его фирменных LXC-контейнеров и ограничений в cgroup. Подробнее о докере можно почитать на официальном сайте.

Мой сервис состоял из четырёх докер-контейнеров: для веб-приложения, для API-приложения, для базы данных и для веб-сервера nginx. Во время старта первого накатывались миграции, собиралась статика и выполнялись другие служебные команды. В том числе такая:

# DON'T RUN IT IN PRODUCTION. SOME EVIL GUYS CAN BRUTEFORCE PASSWORD AND WHO KNOW WHAT HAPPENS...
echo "[+] [DEBUG] Django setup, executing: add superuser"
PGPASSWORD=${POSTGRES_PASSWORD} psql -U ${POSTGRES_USER} -h ${POSTGRES_HOST} -c "INSERT INTO auth_user (password, last_login, is_superuser, username, first_name, last_name, email, is_staff, is_active, date_joined) VALUES ('pbkdf2_sha256\$36000\$k36V24q60mNo\$v5og9qcgc2sqkVwGjZDKNK+wcJy60ix8DIt9E8Yg48c=', '1970-01-01 00:00:00.000000', true, 'admin', 'admin', 'admin', 'admin@admin', true, true, '1970-01-01 00:00:00.000000') ON CONFLICT (username) DO NOTHING"

Эта команда добавляет напрямую в базу данных супер-пользователя с логином admin. Его пароль мы не знаем, так что сразу зайти под ним не можем, но доступен хеш от пароля: ‘pbkdf2_sha256$36000$k36V24q60mNo$v5og9qcgc2sqkVwGjZDKNK+wcJy60ix8DIt9E8Yg48c=’. Подбор пароля не занимает много времени, так как он словарный и встречается во всех списках самых частых паролей.

Попрактикуйтесь — сможете ли вы подобрать пароль? pbkdf2_sha256 — это тип хеша и подписи, а 36000 — количество итераций. Справиться с задачей поможет hashcat, john the ripper или любой другой подборщик прообразов хешей.

Незапланированная уязвимость

Последняя уязвимость нашлась в функции добавлении продукта в холодильник. Здесь не проверялось, что вы являетесь владельцем добавляемого продукта. Можно было создать супер-холодильник, содержащий все продукты с номерами от 1 до 1000, а затем попросить API выдать рецепты, содержащие хотя бы какой-нибудь продукт из этого холодильника. Конечно, он находил и чужие рецепты, а вместе с ними выдавал и флаги, хранящиеся в описаниях этих рецептов.

Выводы

Никогда не используйте csv.DictReader/csv.DictWriter вместе с файлами, открытыми модулем codecs. В новых питонах открывайте CSV-файлы с помощью стандартной функции open, передавая ей аргументы encoding и newline.

Бонус для дочитавших до конца

Все исходники сервиса, докер-файлы, чекер для проверяющей системы и мой авторский эксплойт для первой уязвимости можно найти в репозитории разработки, который мы открыли сразу после окончания соревнования.

Earlier Ctrl + ↓

Your password