concepte cheie
Modele
Cod
Puzzle-uri
criptografie

introducere
dacă aveți nevoie pentru a trimite un mesaj secret la un prieten, cum ai putea împiedica alte persoane de la citit-o? O modalitate este de a cripta mesajul—adică folosiți un cod secret pe care numai dvs. și prietenul dvs. îl cunoașteți. Încercați această activitate pentru a afla cum să vă creați propriul „cifru Caesar”, un tip popular de cod ușor de învățat.

Background
criptografia este studiul scrierii sau rezolvării codurilor secrete care sunt utilizate pentru comunicarea sigură. Din punct de vedere istoric, codurile au fost folosite de politicieni, spioni și țări aflate în război pentru a-i împiedica pe dușmanii lor să știe ce pun la cale. Multe dintre primele coduri, sau „cifruri”, cum ar fi cel pe care îl veți crea în acest proiect, au fost ușor de creat manual. Acum criptografia este esențială în informatică pentru a păstra totul, de la e-mailuri la informațiile contului bancar în siguranță.cifrul Cezar, numit după împăratul roman Iulius Cezar, este unul dintre cele mai vechi și mai cunoscute cifruri. Este o formă simplă a unui „cifru de substituție” în care înlocuiți fiecare literă a alfabetului cu o altă literă prin schimbarea întregului alfabet un anumit număr de Litere (înfășurarea până la început odată ce ajungeți la sfârșit). De exemplu, aceasta ar fi cheia și codul dvs. dacă schimbați fiecare literă cu trei spații:

simplu: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
cifru: XYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVW

deci, atunci când scrieți mesajul dvs., litera A este înlocuită cu X, B este înlocuită cu Y și așa mai departe. De exemplu, cuvântul „HELLO” citește:

Plain: HELLO
Cipher: EBIIL

pentru a vă decoda mesajul, trebuie să partajați „cheia” (numărul 3) cu prietenul dvs. După aceea, puteți trimite mesaje care sunt scrise în cifru, astfel încât alte persoane nu le pot citi!

Materiale

• creion și hârtie
• cel puțin o altă persoană

pregătirea

• explicați conceptul de cifru Cezar unui prieten sau cereți-i să citească secțiunea de fundal a acestei activități.
• scrieți alfabetul de la A la Z.
• alegeți un număr de la 1 la 25. (Dacă utilizați 26, veți încheia doar cu alfabetul original.) Acest număr este cheia ta.

procedură

• schimbați întregul alfabet cu numărul pe care l-ați ales și scrieți-l sub alfabetul original (așa cum se arată mai sus).
• alege un mesaj pentru a scrie prietenului tău. Ar putea fi mai ușor să începeți cu un mesaj simplu (cum ar fi un singur cuvânt sau o frază) înainte de a încerca propoziții sau paragrafe mai lungi.
• scrieți mesajul codificat folosind alfabetul schimbat. Dacă vă ajută, scrieți Mai întâi mesajul text simplu, apoi codificați-l câte o literă pe rând (cum ar fi exemplul „salut” de mai sus). Doar asigurați-vă că bucata de hârtie pe care o dați prietenului dvs. are doar mesajul codificat!
• dă-i prietenului tău mesajul codificat și spune-i cheia. De ce crezi că nu ai vrea să notezi cheia?
• vezi dacă prietenul tău îți poate decripta mesajul. Dacă ajută la prima încercare, lăsați-i să lucreze înapoi folosind alfabetele originale și schimbate pe care le-ați notat. Folosind exemplul din fundal, litera x devine a; y devine b; și așa mai departe.
• încercați să comutați și să utilizați o altă tastă pentru aceleași mesaje. Nu fie arata mai usor de a sparge?
• Extra: încercați să găsiți o a treia persoană care nu știe ce este un cifru Cezar. Îți pot sparge codul dacă îți „interceptează” mesajul?
• Extra: ce se întâmplă dacă persoana care vă interceptează mesajul știe despre cifrurile lui Cezar? Asta face mai ușor pentru a sparge codul? Deoarece există doar 25 de chei posibile, cifrurile Caesar sunt foarte vulnerabile la un atac de „forță brută”, unde decodorul încearcă pur și simplu fiecare combinație posibilă de Litere. Acest lucru ar putea dura ceva răbdare dacă un om o face, dar în zilele noastre computerele pot dezlega codul într-o fracțiune de secundă, astfel încât cifrurile Caesar nu sunt considerate o metodă sigură de criptare a comunicațiilor electronice.
• Extra: O altă modalitate de a sparge cifrul Caesar este „analiza frecvenței”, care se bazează pe faptul că în vorbirea și scrierea engleză naturală, anumite litere apar mult mai frecvent decât altele. De exemplu, litera E apare mai des decât oricare alta, în timp ce Z apare cel mai rar. (Dacă ați jucat vreodată tabla de joc Scrabble, s-ar putea observa că acest lucru determină cât de multe puncte litere sunt în valoare de!) De exemplu, dacă citiți un paragraf întreg și observați că litera D apare mai des decât oricare alta, șansele sunt că a folosit un cifru Cezar cu o schimbare de 1 (făcând E a D în cod). Această tehnică va fi mai precisă pentru blocuri mai lungi de text și foarte inexactă pentru cuvinte sau fraze scurte, deoarece există o mulțime de cuvinte care nu conțin deloc E. Poți pune un prieten să scrie un paragraf întreg cu un cifru Cezar și apoi să încerce să-l spargă folosind analiza frecvenței?
• Extra: Dacă intenționați să utilizați cifrul Caesar pentru o comunicare regulată, un risc este că în cele din urmă cineva vă va descoperi cheia. Puteți preveni acest lucru schimbând cheia, de exemplu folosind una nouă în fiecare săptămână. Acesta este un concept similar cu schimbarea periodică a parolelor computerului.
• Extra: cifrul Cezar este doar un tip de cifru de substituție. Căutați alte tipuri de cifruri de substituție și încercați-le. Sunt mai greu sau mai ușor de utilizat și crack?

observații și rezultate
odată ce și prietenul tău atât înțelege cum să folosească un cifru Cezar ar trebui să fie relativ ușor pentru a trimite comunicații criptate reciproc. Acesta poate fi un mod distractiv de a transmite mesaje secrete înainte și înapoi între prieteni. După cum sa discutat mai sus, cu toate acestea, deși cifrul Caesar oferă o introducere excelentă în criptografie, în era computerului nu mai este o modalitate sigură de a trimite comunicații criptate electronic.

Mai multe pentru a explora
elementele de bază ale criptografiei: Caesar Cipher, de la Instructables
Criptografie, de la aflați criptografie
Parola Hacker, de la Scientific American
activități științifice pentru toate vârstele!, de la prietenii științei

această activitate v-a adus în parteneriat cu prietenii științei