Этап рефлексии. Подведение итогов занятия.
Информационный материал для организации внеклассного занятия
для прохождения фотоквеста от «Мастеров науки»
«Агенты без каникул»
Основы шифрования и стенографии
Цель занятия: Рассмотреть с обучающимися различные методы шифрования информации.
Задачи
Образовательные:
· расширение кругозора детей за счет использования знаний межпредметных областей;
· формирование первичных представлений об идеях и методах математики, как форме описания и методе познания действительности.
Развивающие:
· развитие умения работать с литературой;
· развитие аналитического мышления.
Воспитательные:
· воспитание умения работать в коллективе: выслушивать мнение других обучающихся и отстаивать свою точку зрения.
Методы обучения: Словесный, наглядный, деятельный
Формы работы: Групповая
Средства обучения: доска, тетради, средства для письма, разраточный материал «Мастеров науки».
В результате изучения обучающиеся должны знать и уметь
· знать простейшие виды шифрования;
· записывать информацию в виде шифра;
· иметь представление о тех видах человеческой деятельности (2-3 вида), где используются шифры (только после изучения темы).
Необходимые для работы термины
Шифр – какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации.
Шифрование – обратимое преобразование информации в целях сокрытия от неавторизованных лиц, с предоставлением, в это же время, авторизованным пользователям доступа к ней.
|
|
|
Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός — скрытый иγράφω — пишу) — наука о методах обеспечения конфиденциальности, шифрах.
Содержание занятия
Вводная часть: знакомство с темой.
Цель: сформулировать цель и задачи урока совместно с учащимися, заинтересовать их темой занятия, определить предварительные знания учащихся по этой теме
Сегодня на занятии мы поговорим о шифрах и шифровках, методах сокрытия информации и использования в современном мире. Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые сообщения от посторонних глаз. Можете ли вы привести примеры таких способов? Что такое шифр? Чем шифр отличается от шифровки? Какие способы шифрования вы можете предложить? Используются ли методы шифрования в современном мире? Где именно?
Основная часть
Цель: познакомить учащихся с основными методами шифрования информации.
Шифр - это условная азбука для секретного письма. Шифр может быть разный, но обязательно к нему должен прилагаться ключ. С его помощью можно или зашифровать текст или прочитать.
Существуют знаменитые шифры, например, "Пляшущие человечки" мистера Шерлока Холмса (Приложение 5), или исторические, как египеткая письменность. Использование шифров позволяет не только передавать тайны в детской игре, но и сообщать важные секретные сведения, например, во время войны.
|
|
|
Необходимость в шифровании переписки возникла еще в древнем мире, и появились шифры простой замены. Зашифрованные послания определяли судьбу множества битв и влияли на ход истории. Со временем люди изобретали все более совершенные способы шифрования.
После того как кодированием информации занялась математика и была разработана теория криптографии, ученые обнаружили множество полезных свойств этой прикладной науки. Например, алгоритмы декодирования помогли разгадать мертвые языки, такие как древнеегипетский или латынь.
Стеганография старше кодирования и шифрования. Это искусство появилось очень давно. Оно буквально означает «скрытое письмо» или «тайнопись». Хоть стеганография не совсем соответствует определениям кода или шифра, но она предназначена для сокрытия информации от чужих глаз.
Стеганография является простейшим шифром. Ярчайшим примером стеганографии является способ, описанный во множестве английских (и не только) детективных книг, когда сообщения передаются через газету, где малозаметным образом помечены буквы.
|
|
|
Главным минусом стеганографии является то, что внимательный посторонний человек может ее заметить. Поэтому, чтобы секретное послание не было легко читаемым, совместно со стеганографией используются методы шифрования и кодирования.
Чаще всего шифры применялись в военной области и дипломатии: сначала ими пользовались пираты, отмечая расположение кладов, алхимики, купцы, заговорщики. Впоследствии, дипломаты, стремящиеся сохранить тайны переговоров, военачальники, скрывающие от противника отданные распоряжения, разведчики и другие. Первые шифры были очень несложными. Рассмотрим самые известные из них.
Акростих
Акростих - осмысленный текст (слово, словосочетание или предложение), сложенный из начальных букв каждой строки стихотворения.
Вот, например, стихотворение-загадка с разгадкой в первых буквах:
Довольно именем известна я своим;
Равно клянётся плут и непорочный им,
Утехой в бедствиях всего бываю боле,
Жизнь сладостней при мне и в самой лучшей доле.
Блаженству чистых душ могу служить одна,
А меж злодеями — не быть я создана.
|
|
|
Юрий Нелединский-Мелецкий
Сергей Есенин, Анна Ахматова, Валентин Загорянский часто пользовались акростихами.
Задание №1: Разгадать акростихи.
2.2. Шифр сдвига
Возможно, вы его уже хоть раз использовали. Ключ к шифру очень прост: каждая буква алфавита заменяется на последующую букву.
А заменяется на Б, Б заменяется на В и так далее. Этот шифр еще называют «ROT1», что буквально означает «вращать на 1 букву вперёд по алфавиту». Фраза «Я люблю борщ» превратится в секретную фразу «А мявмя впсъ». Этот шифр предназначен для развлечения, его легко понять и расшифровать, даже если ключ используется в обратном направлении.
Этот шифр был придуман еще в древности и был известен как Шифр Цезаря, код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования. Он назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами. Цезарь использовал его со сдвигом 3, чтобы защищать военные сообщения. Учитывая, что большинство врагов Цезаря были неграмотными, шифр вполне можно назвать безопасным. Из-за непривычной комбинации букв некоторые читатели думали, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. Нет никаких свидетельств того времени касательно методов взлома простых шифров подстановки. Шифр Цезаря был и является популярным и наиболее широко известным. Последние упоминания использования шифра Цезаря в больших масштабах или известными личностями относятся к 2006 году. Босс мафии Бернардо Провенцано был пойман в Сицилии частично из-за расшифровки его сообщений, написанных с использованием вариации шифра Цезаря.
Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на три позиции левее или правее него в алфавите. Например, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее.
Задание №2: Используя шифр Цезаря или шифр сдвига со сдвигом на три вправо, расшифруйте знакомые вам строки.
Лжзх дюъсн, нгъгзхфв,
Екжюшгзх рг шсжц:
– сш, жсфнг нсръгзхфв,
Фзмъгф г цтгжц!
Задание №3: Зашифровать одно из известных детских стихотворений по выбору учащихся.
Рисунок 1 – вид шифра Цезаря
Перестановочные шрифты
Во время Первой мировой войны конфиденциальные сообщения отправляли с помощью так называемых перестановочных шрифтов. В них буквы переставляются с использованием некоторых заданных правил или ключей.
Например, слова могут быть записаны в обратном направлении, так что фраза «мама мыла раму» превращается во фразу «амам алым умар». Другой перестановочный ключ заключается в перестановке каждой пары букв, так что предыдущее сообщение становится «ам ам ым ал ар ум».
Возможно, покажется, что сложные правила перестановки могут сделать эти шифры очень трудными. Однако многие зашифрованные сообщения могут быть расшифрованы с использованием анаграмм или современных компьютерных алгоритмов.
Задание №4: Попробуйте зашифровать свое имя и фамилию перестановочным шрифтом.
Азбука Морзе (Приложение №1)
Азбука является средством обмена информации и ее основная задача - сделать сообщения более простыми и понятными для передачи. Хотя это противоречит тому, для чего предназначено шифрование. Тем не менее она работает подобно простейшим шифрам. В системе Морзе каждая буква, цифра и знак препинания имеют свой код, составленный из группы тире и точек. При передаче сообщения с помощью телеграфа тире и точки означают длинные и короткие сигналы.
Телеграф и азбука Морзе... Морзе был тем, кто первый запатентовал «свое» изобретение в 1840 году, хотя до него и в России, и в Англии были изобретены подобные аппараты. Но кого это теперь интересует... Телеграф и азбука Морзе оказали очень большое влияние на мир, позволив почти мгновенно передавать сообщения на континентальные расстояния. Сигналы Азбуки Морзе можно передавать не только с помощью письма, но также при помощи включения и выключения света в комнате, дыма костра, а некоторые спецагенты могут передавать послания Азбукой Морзе с помощью своей мимики (моргая глазами).
Задание №5: Попробуйте передать сообщение с помощью Азбуки Морзе – используя постукивания по столу.
Задание №6: Подумайте, какие еще способы передачи сообщений с помощью Азбуки Морзе могут быть использованы?
Рисунок 2 – Азбука Морзе
Стеганография
Стеганография — это искусство скрытого письма. Этой технике даже больше лет, чем кодам и шифрованию. Например, сообщение может быть написано на бумаге, покрыто ваксой и проглочено с той целью, чтобы незаметно доставить его получателю. Другой способ — нанести сообщение на бритую голову курьера, подождать, пока волосы вырастут заново и скроют послание. Лучше всего для стенографии использовать повседневные объекты. Когда-то в Англии использовался такой метод: под некоторыми буквами на первой странице газеты стояли крохотные точки, почти невидимые невооруженным глазом. Если читать только помеченные буквы, то получится секретное сообщение! Некоторые писали сообщение первыми буквами составляющих его слов или использовали невидимые чернила. Была распространена практика уменьшения целых страниц текста до размера буквально одного пикселя, так что их было легко пропустить при чтении чего-то относительно безобидного. Стенографию лучше всего использовать в сочетании с другими методами шифрования, так как всегда есть шанс, что ваше скрытое послание обнаружат и прочитают. Примерами стенографии могут служить частичный алфавит (приложение 4), либо письмо молоком.
Существуют так же другие несложные методы шифрования: обратный алфавит (приложение 2), замена букв на числа (приложение 3)
Этап закрепления материала
Учащимся дается задание по группам (6-7 человек): придумать свой шифр и зашифровать с его помощью название своей команды. Необходимо презентовать его для остальных учащихся и выбрать самый лучший.
Этап рефлексии. Подведение итогов занятия.
Какой из методов шифрования вам запомнился больше всего? Почему? Какой показался наиболее сложным для шифрования? Какой показался наиболее сложным для дешифровки? Какой способ, на ваш взгляд, более эффективен? Хотели бы вы использовать шифры сами?
Примечание
Данное занятие является первым при изучении темы «Шифры и шифровки». Основное внимание уделяется простым способам шифрования и отработке некоторых из них.
Список использованной литературы:
1. Депман И.Я., Виленкин Н.Я. За страницами учебника математики. Пособие для учащихся 5-6 классов средней школы. — М.: Просвещение, 1989. — 287 с.
2. Мир математики в 40т. Т.2: Ж. Гомес. Математики, шпионы и хакеры. Кодирование и криптография./ Пер. с англ. – М.: Де Агостини, 2014. – 144 с.
3. Энциклопедия для детей. Том 11. Математика. 2-е изд., перераб. — М.: Мир энциклопедий Аванта+: Астрель 2007. — 621 с. Ред. коллегия: М. Аксёнова, В. Володин, М. Самсонов
Приложение 1 – Азбука Морзе
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 305; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!