Методическая разработка занятия по информатике на тему "Кодирование и измерение информации" (1 курс ССУЗ)

«Простейшие методы шифрования текста»

Общество, в котором живёт человек,  на протяжении своего развития  имеет дело с информацией. Она  накапливается, перерабатывается,  хранится, передаётся.

Хитроумный способ шифрования был изобретён в  древней Спарте во времена Ликурга (V век до н.э.).    Для  зашифровывания текста использовалась  Сциталла ­ жезл цилиндрической формы, на который  наматывалась лента из пергамента. Вдоль оси  цилиндра построчно записывался текст, лента  сматывалась с жезла и передавалась адресату,  имеющему Сциталлу такого же диаметра.     Этот способ осуществлял переста­                            новку букв сообщения. Ключом                                 шифра служил диаметр Сциталлы.    АРИСТОТЕЛЬ придумал метод                                вскрытия такого шифра.                                                    Он изобрёл дешифровальное                                 устройство «Антисциталла».

Расшифруйте сообщение, переданное  спартанцу в V век до н. э.  Алгоритм шифрования: на жезл  наматывают ленту и пишут открытый  текст вдоль палочки по намотанной  ленте. На смотанной ленте получается  шифротекст — удобно и быстро.  Толщина жезла и алфавит являются  ключом шифра.

Греческий писатель ПОЛИБИЙ            использовал систему сигнализации,         которая  применялась как метод      шифрования. С его помощью можно  было  передавать абсолютно любую  информацию. Он записывал буквы         алфавита в квадратную таблицу и            заменял их координатами.  1 A F L Q V 2 B G M R W 3 C H N S X 4 D I\J O T Y 5 E K P U Z 1 2 3 4 5 Устойчивость этого шифра  была велика. Основная  причина ­  возможность  постоянно менять в квадрате  последовательность букв.

Расшифруйте сообщение,   636443321662643611123442114254644164 52244436343265641164425566 1 2 3 4 5 Г Б Д В З Ж Я умею  работать  с шифром! М О И Й П Н У Ф 1 2 3 4 5 6 А Ё Л С Ч Э Т  А ты? Щ Ь Ш Ю Я Х Ы ! Алгоритм шифрования:  первая цифра кода –  номер строки,  вторая – номер столбца. 6 Е К Р Ц Ъ ?

Особую роль в сохранении  тайны     сыграл способ  шифрования,  предложенный  ЮЛИЕМ ЦЕЗАРЕМ      и  описанный им в «Записках о      галльской войне» (1 век до н.э.)  Ключом в шифре Цезаря  является величина сдвига на 3.  Закодируем слово КОД А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У  Д Ж С Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я К Н О Получаем слово

Расшифруйте сообщение             ТУЛЫИО, ЦЕЛЖЗО,ТСДЗЖЛО! А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У  Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я Алгоритм шифрования: читать  четвертую букву вместо первой. Пришёл, увидел, победил!

Существует несколько модификаций шифра  Цезаря. Один из них алгоритм шифра  Гронсфельда (созданный в 1734 году  бельгийцем Хосе де Бронкхором, графом де  Гронсфельд, военным и дипломатом).  Шифрование заключается в том, что величина  сдвига не является постоянной, а задается  ключом (гаммой).  А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У  Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я При заданном ключе 317413327121 из  шифротекста НСПУУСЁТЖХКА получает Криптография

Для того, кто передаёт шифровку, важна её  устойчивость к дешифрованию. Эта  характеристика шифра называется  криптостойкостью. Повысить криптостойкость  позволяют шифры много алфавитной или  многозначной замены. В таких шифрах каждому  символу открытого алфавита ставятся в  соответствие не один, а несколько символов  шифровки.  А 21 40 10 Б 37 26 03 В 14 63 71 Г Д Е Ж З 73 22 30 47 82 55 01 31 15 24 83 70 62 88 11 И 46 02 90 К 23 91 69 Л М Н 27 12 77 72 38 54 08 32 61 О 53 68 09 П 35 60 84 Р 04 44 45

Научные методы в криптографии впервые  появились в арабских странах. Арабского  происхождения и само слово шифр (от  арабского «цифра»). Арабы первыми стали  заменять буквы  цифрами с целью защиты  исходного текста. Первая книга, специально  посвящённая описанию некоторых шифров,  появилась в 855г., она называлась «Книга о  большом стремлении человека разгадать  загадки древней письменности».

Итальянский математик и философ ДЖЕРОЛАМО  КАРДАНО написал книгу "О тонкостях", в которой  имеется часть, посвященная криптографии.     Кардано дает "доказательство" стойкости шифров,  основанное на подсчете числа ключей, предлагает  использовать открытый текст в качестве                  ключа, и новый шифр, "Решетка Кардано".                           Решётка  представляет собой лист из                        твердого материала, в котором через                  неправильные интервалы сделаны             прямоугольные вырезы высотой для одной строчки и  различной длины. На лист накладывали эту решетку и  записывали в вырезы секретное сообщение.  Оставшиеся  места заполнялись произвольным текстом.

Расшифруйте сообщение, используя одну  из разновидностей решётки Кардано –  поворотную решётку. Э В Е Е А Н А А С К И Н Р У П Я И Н Р Н И Т Е А С Е   Т П Я К А Т

Расшифруйте сообщение, используя одну  из разновидностей решётки Кардано –  поворотную решётку. Эта наука  инрересная и перспективная

Увлекались тайнописью и в России.     Используемые шифры ­ такие же, как в западных  странах ­ значковые, замены, перестановки. Датой появления  криптографической службы в  России считают 1549 год,           с момента образования  "посольского приказа", в  котором имелось "цифирное  отделение". Петр I полностью  реорганизовал  криптографическую службу,  создав "Посольскую  канцелярию".

Расшифруйте сообщение написанное на  тарабарском языке Тарачембарачетаралобаравектарапробара светаращенбаранеетара,баратемтараон барапотаралезбаранеетарасвобарае тарамубараОтетарачестбаравутара  Чем человек просвещеннее,  тем он полезнее своему Отечеству

Много новых идей в криптографии принес XIX  век. ТОМАС ДЖЕФФЕРСОН создал                 шифровальную систему, занимающую                 особое место в истории криптографии ­     "дисковый шифр". Этот шифр          реализовывался с помощью                          специального устройства ­                         шифратора Джефферсона.     В 1817 г. ДЕСИУС УОДСВОРТ сконструировал  принципиально новое шифровальное устройство,  Нововведение состояло в том, что он сделал  алфавиты открытого и шифрованного текстов  различных длин.

Способов кодирования информации  можно привести много.     Капитан французской армии ШАРЛЬ  БАРБЬЕ разработал в 1819 году  систему кодирования ecriture noctrume  – ночное письмо. В системе  применялись выпуклые точки и тире,  недостаток системы её сложность,  так как кодировались не буквы, а  звуки.    ЛУИ БРАЙЛЬ  усовершенствовал систему,  разработал собственный шифр.  Основы этой системы               используются и сейчас.

СЭМЮЕЛЬ МОРЗЕ  разработал в 1838 году  систему кодирования символов  с помощью точки и тире.     Он является изобретателем  телеграфа (1837год) –  устройства в котором  использовалась эта система.  Самое важное в этом  изобретении – двоичный код,­  использование для  кодирования букв только двух  символов.

Расшифруйте сообщение, используя                           азбуку Морзе

В конце XIX века криптография начинает  приобретать черты точной науки, а не только  искусства, ее начинают изучать в военных  академиях. В одной из них  был разработан свой  собственный военно­полевой шифр, получивший  название "Линейка Сен­Сира".  В 80­х годах XIX века ОГЮСТ КЕРКГОФФС  издал книгу "Военная криптография" объемом  всего в 64 страницы, но они обессмертили его  имя в истории криптографии. В ней  сформулированы шесть конкретных требований  к шифрам. Все эти требования актуальны и в  наши дни.

Во второй половине XX века, вслед за развитием  элементной базы вычислительной техники,  появились электронные шифраторы. Сегодня они  составляют подавляющую долю средств  шифрования, удовлетворяя все возрастающим  требованиям по надежности и скорости  шифрования. В семидесятых годах был принят и  опубликован первый стандарт шифрования  данных (DES), "легализовавший" принцип  Керкгоффса в криптографии; после работы  американских математиков У. ДИФФИ и М.  ХЕЛЛМАНА  родилась "новая криптография"—  криптография с открытым ключом.

Роль криптографии будет возрастать в связи с  расширением ее областей приложения:        цифровая подпись,        аутентификация и подтверждение  подлинности  и целостности электронных  документов,       безопасность электронного бизнеса,       защита информации, передаваемой через  Интернет и др.       Знакомство с криптографией потребуется  каждому пользователю электронных средств  обмена информацией, поэтому криптография в  будущем станет "третьей грамотностью"  наравне со "второй грамотностью" ­ владением  компьютером и информационными  технологиями.

Найдите в художественных  произведениях примеры шифров. Какие  «криптографические» преобразования  проделывали и проделывают над своими  именами и фамилиями писатели, поэты,  музыканты?