Найпростіші методи шифрування тексту

Методи:пояснювально-ілюстративний, частково-пошуковий.

Цілі.

Створити умови підвищення пізнавального інтересу до предмета.
Сприяти розвитку аналітико-синтезуючого мислення.
Сприяти формуванню умінь і навичок, які мають загальнонауковий та загально інтелектуальний характер.

розвиваючі:

розвивати пізнавальну діяльність та творчі здібності учнів;
формувати логічне та абстрактне мислення;
розвивати вміння застосовувати отримані знання у нестандартних ситуаціях;
розвивати уяву та уважність;

виховні:

виховувати комунікативну культуру;
розвивати пізнавальний інтерес.

Розробка, що пропонується, може бути використана для учнів 7–9 класів. Презентація допомагає зробити матеріал наочним та доступним.

Суспільство, в якому живе людина, упродовж свого розвитку має справу з інформацією. Вона накопичується, переробляється, зберігається, передається. (Слайд 2. Презентація)

А чи всі й завжди мають знати все?

Люди завжди прагнули приховати свої секрети. Сьогодні ви познайомитеся з історією розвитку таємниці, дізнаєтеся найпростіші способи шифрування. Ви зможете розшифрувати послання.

Прості прийоми шифрування застосовувалися і набули деякого поширення вже в епоху древніх царств та в античності.

Тайнопис - криптографія - є ровесницею писемності. Історія криптографії налічує не одне тисячоліття. Ідея створення текстів із таємним змістом та зашифрованими повідомленнями майже така ж стара, як і саме мистецтво письма. Цьому є багато свідчень. Глиняна табличка з Угаріта (Сирія) – вправи, що навчають мистецтву розшифровки(1200 до н.е.). "Вавилонська теодицея" з Іраку - приклад акростиха (середина II тисячоліття до н.е.).

Один із перших систематичних шифрів був розроблений давніми євреями; цей метод називається темура - "обмін".

Найпростіший їх “Атбаш”, алфавіт поділявся посередині те щоб перші дві літери, А й Б, збігалися з двома останніми, Т і Ш. Використання шифру темура можна знайти у Біблії. Це пророцтво Єремії, зроблене на початку VI століття до н.

(Слайд 4)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 5) Грецький письменник ПОЛІБІЙ використав систему сигналізації, яка застосовувалася як метод шифрування. З його допомогою можна було передавати будь-яку інформацію. Він записував літери алфавіту у квадратну таблицю та замінював їх координатами. Стійкість цього шифру була великою. Основною причиною цього була можливість постійно змінювати послідовність літер у квадраті.

(Слайд 6)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 7) Особливу роль збереженні таємниці зіграв спосіб шифрування, запропонований ЮЛІЄМ ЦЕЗАРЕМ і описаний їм у “Записках про галльську війну.

(Слайд 8)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 9) Існує кілька модифікацій шифру Цезаря. Один із них алгоритм шифру Гронсфельда (створений у 1734 році бельгійцем Хосе де Бронкхором, графом де Гронсфельдом, військовим та дипломатом). Шифрування полягає в тому, що величина зсуву не є постійною, а задається ключем (гамою).

(Слайд 10) Для того, хто передає шифрування, важлива його стійкість до дешифрування. Ця характеристика шифру називається криптостійкістю. Підвищити криптостійкістьдозволяють шифри багато алфавітної чи багатозначної заміни. У таких шифрах кожному символу відкритого алфавіту ставляться у відповідність не один, а кілька символів шифрування.

(Слайд 11) Наукові методи у криптографії вперше з'явилися в арабських країнах. Арабське походження і саме слово шифр (від арабського "цифра"). Араби першими стали замінювати букви цифрами із метою захисту вихідного тексту. Про таємнопис і його значення йдеться навіть у казках “Тисячі та однієї ночі”. Перша книга, спеціально присвячена опису деяких шифрів, з'явилася в 855 р., вона називалася "Книга про велике прагнення людини розгадати загадки давньої писемності".

(Слайд 12) Італійський математик та філософ ДЖЕРОЛАМО КАРДАНО написав книгу "Про тонкощі", в якій є частина, присвячена криптографії.

Його внесок у науку криптографія містить дві пропозиції:

Перше - використовувати відкритий текст як ключ.

Друге - він запропонував шифр, званий нині "Ґрати Кардано".

Крім даних пропозицій Кардано дає "доказ" стійкості шифрів, що базується на підрахунку числа ключів.

Решітка Кардано є листом з твердого матеріалу, в якому через неправильні інтервали зроблені прямокутні вирізи висотою для одного рядка і різної довжини. Накладаючи цю решітку на аркуш паперу, можна було записувати у вирізи секретне повідомлення. Місця, що залишилися, заповнювалися довільним текстом, що маскує секретне повідомлення. Цим методом маскування користувалися багато відомих історичних осіб, кардинал Рішельє у Франції та український дипломат А. Грибоєдов. На основі таких ґрат Кардано побудував шифр перестановки.

(Слайд 13)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 14) Захоплювалися тайнописом і в Україні.Шифри, що використовуються - такі ж, як у західних країнах - значкові, заміни, перестановки.

Датою появи криптографічної служби в Україні слід вважати 1549 (царювання Івана IV), з моменту утворення "посольського наказу", в якому було "цифірне відділення".

Петро повністю реорганізував криптографічну службу, створивши "Посольську канцелярію". У цей час застосовуються для шифрування коди як додатки до "цифірних абеток". У знаменитому "справі царевича Олексія" у обвинувальних матеріалах фігурували і "цифірні абетки".

(Слайд 15)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 16) Багато нових ідей у криптографії принесло XIX століття. Томас Джефферсон створив шифрувальну систему, що займає особливе місце в історії криптографії - "дисковий шифр". Цей шифр реалізовувався за допомогою спеціального пристрою, який назвали згодом шифратором Джефферсона.

У 1817 р. ДЕСІУС УОДСВОРТ сконструював шифрувальний пристрій, який вніс новий принцип у криптографію. Нововведення полягало в тому, що він зробив алфавіти відкритого та шифрованого текстів різних довжин. Пристрій, за допомогою якого він це здійснив, був диском, з двома рухомими кільцями з алфавітами. Літери та цифри зовнішнього кільця були знімними та могли збиратися у будь-якому порядку. Ця шифрсистема реалізує періодичну багатоалфавітну заміну.

(Слайд 17) Методів кодування інформації можна навести багато.

Капітан французької армії ШАРЛЬ БАРБ'Є розробив 1819 року систему кодування ecriture noctrume – нічний лист. У системі застосовувалися опуклі точки і тире, нестача системи її складність, оскільки кодувалися не літери, а звуки.

ЛУІ БРАЙЛЬ удосконалив систему, розробив свій шифр. Основи цієїсистеми використовуються досі.

(Слайд 18) Семюель Морзе розробив в 1838 систему кодування символів за допомогою точки і тире. Він є винахідником телеграфу (1837год) – пристрої у якому використовувалася ця система. Найважливіше у цьому винаході – двійковий код, тобто використанням для кодування букв лише двох символів.

(Слайд 19)Завдання “Перевір себе”

В історії криптографії ХІХ ст. яскраво відобразилося ім'я ОГЮСТА КЕРКГОФФСА. У 80-х роках XIX століття видав книгу "Військова криптографія" обсягом всього 64 сторінки, але вони обезсмертили його ім'я в історії криптографії. У ній сформульовано 6 конкретних вимог до шифрів, дві з яких відносяться до стійкості шифрування, а решта - до експлуатаційних якостей. Одне з них ("компрометація системи не повинна завдавати незручностей кореспондентам") стало називатися "правилом Керкгоффса". Всі ці вимоги є актуальними і в наші дні.

У XX столітті криптографія стала електромеханічною, потім електронною. Це означає, що основними засобами передачі інформації стали електромеханічні та електронні пристрої.

(Слайд 21) У другій половині XX століття, за розвитком елементної бази обчислювальної техніки, з'явилися електронні шифратори. Сьогодні саме електронні шифратори становлять переважну частку засобів шифрування. Вони задовольняють все зростаючим вимогам щодо надійності та швидкості шифрування.

(Слайд 22)Завдання “Перевір себе”

(Слайд 23) Роль криптографії зростатиме у зв'язку з розширенням її областей програми:

цифровий підпис,
автентифікація та підтвердження справжності та цілісності електронних документів,
безпека електронного бізнесу,
захист інформації, що передаєтьсячерез інтернет та ін.

Знайомство з криптографією буде потрібно кожному користувачеві електронних засобів обміну інформацією, тому криптографія в майбутньому стане "третьою грамотністю" нарівні з "другою грамотністю" - володінням комп'ютером та інформаційними технологіями.