Информатика имеет очень большое и всевозрастающее число междисциплинарных связей.
№ п/п
Предметная область
Содержания обучения
Формирование понятий «информационный процесс», «кодирование», «декодирование», «код», «алфавит» и т.д.
Знакомство с этапами становления письменности, зарождение счета. Рассмотрение некоторых вопросов истории искусств.
Знакомство с дорожными знаками, разметкой, сигналами светофора, условными обозначениями на контурных картах.
Древние и современные алфавиты. Ребусы, шарады и принципы их разгадывания.
Понятия системы счисления. Виды систем счисления. Способы записи, чтения, сравнения чисел в различных системах счисления. Перевод чисел.
Орнамент. Символика цвета
Нотная запись. Символизм в музыке.
Сущность информатики как научной дисциплины заключается в изучении закономерностей протекания информационных процессов в различных средах (системах).
Особый интерес у обучающихся вызывает такой информационный процесс, как кодирование.
В толковом словаре русского языка С.И.Ожегова кодировать определяется как «зашифровать при помощи кода; перевести информацию из одной кодовой системы в другую», где под кодом понимается система условных обозначений, сигналов, передающих информацию.
Несколько иной подход к кодированию представлен в одном из задачников по информатике: «Кодирование – процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи обработки».
Таким образом, при кодировании информация может как изменять свою форму, так и оставаться по форме неизменной, но ее содержательное представление или наполнение будет иным.
Ниже представлен материал, который может быть использован в качестве дидактического материала при обучении школьников основам кодирования информации.
Кодирование текстовой информации
Задание 1. Шифр Цезаря.
Для шифрования текста каждая его буква заменяется другой, отстоящей после неё в алфавите на определённое число позиций. Это число является ключом шифра. Символы алфавита записываются циклически (по кругу). Для дешифрирования сообщения каждая его буква заменяется стоящей перед ней в алфавите на число позиций, которое использовалось в качестве ключа при шифровании.
А) Декодируйте сообщения.
Вариант 1 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 1. Нь обфшймйтэ лпейспгбуэ!
Вариант 2 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 1. Нь фнёён еёлпейспгбуэ.
Вариант 3 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 5. Са тешьнрнцб пуинхужечб!
Вариант 4 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 3. Пю цпззп жзнсжлусегхя.
Вариант 5 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 2. Оэ пвхщкнкую мрёктрдвфю!
Вариант 6 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 2. Оэ хожжо ёжмрёктрдвфю.
Вариант 7 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 3. Пю ргцълолфя нсжлусегхя!
Вариант 8 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 5. Са шсййс ийпуинхужечб.
Вариант 9 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 4. Ря сдчымпмха отзмфтёдца!
Вариант 10 Декодируйте сообщение, записанное с помощью кода Цезаря. Ключ шифра – 4. Ря чриир зиотзмфтёдца.
Ответы:
Вариант 1, 3, 5, 7, 9: Мы научились кодировать!
Вариант 2, 3, 5, 7, 9: Мы умеем декодировать.
Б) Закодируйте с помощью кода Цезаря ваши фамилию и имя.
Зашифровать шифром Цезаря онлайн с разным сдвигом и расшифровать текст
Второе поле предназначено для дешифрации текста зашифрованного шифром Цезаря, для расшифровки такого текста, вам нужно во второе поле вставить текст и нажать расшифровать!
Подробно «о шифре Цезаря«
Что такое Шифр, шифрование?
Довольны удивительно, когда люди спрашивают, «что такое шифр«!? Неужели вы не читали «Шерлока холмса!?» или не слушали.
Что такое Шифр, шифрование?
Или вы никогда ни слышали о такой машине «Энигма» Вермахта (Wehrmacht Enigma) — портативная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования секретных сообщений.
Или как американцы использовали язык индейцев Навахо для шифрования своих посланий.
Что такое Шифр, шифрование?
Давайте рассмотрим несколько примеров. попробуйте это расшифровать. вы это никогда не расшифруете, если не знаете, как это зашифровано и дополнительные параметры шифрования.
Или вот пример зашифрованного того же текста.
繁卩 丨军睦丿永忍长 又亻丿 丨力 乚7丿刀军亻长力亻力
Caesar’s Cipher online encrypt
Если требуется, то можно добавить пароль на шифр Цезаря
Можно выбрать язык для шифрования шифром Цезаря, т.е. если ваш текст будет на одном из представленных языков. (BETA)
Вам нужен текст, который вам нужно закодировать с помощью шифра Цезаря.
A form for encrypting text with a Caesar cipher
Decrypt the Caesar cipher online
Для того чтобы расшифровать текст зашифрованный шифром Цезаря :
Вам потребуется форма онлайн для расшифровки текста зашифрованного шифром Цезаря.
A form for decrypting text with a Caesar cipher
Во второй форме вводим текст записанный шифрование цезаря и выбираем сдвиг, нажимаем расшифровать.
Что такое шифр Цезаря
Это и есть суть шифра цезаря. Шифр цезаря считается первым шифром. который имеет подтверждение в историографии!
Кто такой Гай Юлий Цезарь
В связи с тем, что уровень образования сегодня просто ужасен, то для вашего развития, пару слов, кто такой был этот «Цезарь»!
Я бы сказал один, если не самый известный император! Одержал ряд великих побед и расширил Римскую империю! Кроме того, имя Цезаря связано с египетской царицей Клеопатрой.
Кто такой Гай Юлий Цезарь
Шифр Цезаря процесс шифрования.
Основные параметры шифрования :
Зашифровать шифром цезаря можно и текст на кириллице и латинице(добавлены ещё языки)!
Запятая, точка, восклицательный знак, вопросительный знак, пробел останутся на своих местах, все остальные знаки будут вырезаны.
Все «ПРОПИСНЫЕ» станут «строчными»
Сдвиг можно сделать на 32 буквы.(Выбираем сдвиг из выпадающего списка. )
Как происходит процесс шифрования шифром Цезаря!?
В первом выпадающем списке выбираем сдвиг «Шифра Цезаря«.
Во втором поле, если требуется придумываем пароль.
В поле ввода текста печатаем текст, который требуется зашифровать «Шифром Цезаря«.
Если язык не выбран, то язык будет русский.
Как происходит процесс шифрования шифром Цезаря!?
Как происходит процесс шифрования шифром Цезаря!? вэь ьуиыб ёишйиэыьи зьёщкыци пэцйщцсж м лжыший
Вы можете попробовать расшифровать данный зашифрованный текст шифром Цезаря.
Пароль на шифр Цезаря
Как установить пароль для шифра цезаря!?
В поле номер два пишем слово с уникальными буквами(т.е. чтобы буквы внутри слова не повторялись.) Например слово для пароля :
Пароль не может быть больше 32 знаков.
Шифр Цезаря проверить все варианты возможные
Добавлена возможность перебрать все варианты, которые только возможны для каждого языка, если это русский, то будет показано 33 возможных варианта!
Шифр цезаря на русском
Шифр цезаря на английском
Любой текст, на английском, можно закодировать шифром Цезаря, для этого ничего дополнительно не нужно!
Как и русский текст, вставляете в форму и нажимайте отправить!
Шифр цезаря с сдвигом
– у нас возможен сдвиг от 1 до 32
Шифр Цезаря добавлены еще языки
Для шифра Цезаря добавлены еще несколько языков! Теперь на этих языках тоже можно зашифровать шифром Цезаря:
Шифр Цезаря ROT13 php
для его использования нужно поместить шифруемую строку внутрь функции:
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.
Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется буквой находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее него в алфавите. Например, в шифре со сдвигом 3 А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее.
Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами.
Шаг шифрования, выполняемый шифром Цезаря, часто включается как часть более сложных схем, таких как шифр Виженера, и все ещё имеет современное приложение в системе ROT13. Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря легко взламывается и не имеет практически никакого применения на практике.
Содержание
Математическая модель
Если сопоставить каждому символу алфавита его порядковый номер (нумеруя с 0), то шифрование и дешифрование можно выразить формулами модульной арифметики:
где — символ открытого текста, — символ шифрованного текста, — мощность алфавита, а — ключ.
С точки зрения математики шифр Цезаря является частным случаем аффинного шифра.
Пример
Шифрование с использованием ключа . Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:
Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:
История и применение
Шифр Цезаря называют в честь Юлия Цезаря, который согласно «Жизни двенадцати цезарей» Светония использовал его со сдвигом 3, чтобы защищать военные сообщения. Хотя Цезарь был первым зафиксированным человеком, использующим эту схему, другие шифры подстановки, как известно, использовались и ранее.
Если у него было что-либо конфиденциальное для передачи, то он записывал это шифром, то есть так изменял порядок букв алфавита, что нельзя было разобрать ни одно слово. Если кто-либо хотел дешифровать его и понять его значение, то он должен был подставлять четвертую букву алфавита, а именно, D, для A, и так далее, с другими буквами. Гай Светоний Транквилл Жизнь двенадцати цезарей 56
Его племянник, Август, также использовал этот шифр, но со сдвигом вправо на один, и он не повторялся к началу алфавита:
Всякий раз, когда он записывал шифром, он записал B для A, C для B, и остальной части букв на том же самом принципе, используя AA для X. Гай Светоний Транквилл, Жизнь Августа 88
Есть доказательства, что Юлий Цезарь использовал также и более сложные схемы. [1]
Неизвестно, насколько эффективным шифр Цезаря был в то время, но вероятно он был разумно безопасен, не в последнюю очередь благодаря тому, что большинство врагов Цезаря были неграмотными, и многие предполагали, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. [2] Нет никаких свидетельств того времени касательно методов взлома простых шифров подстановки. Самые ранние сохранившиеся записи о частотном анализе — это работы Ал-Кинди 9-ого века об открытии частотного анализа. [3]
Шифр Цезаря со сдвигом на один используется на обратной стороне мезузы, чтобы зашифровать имена Бога. Это может быть пережитком с раннего времени, когда еврейскому народу не разрешили иметь мезузы. [4]
В 19-ом столетии личная секция рекламных объявлений в газетах иногда использовалась, чтобы обмениваться сообщениями, зашифрованными с использованием простых шифров. Кан (1967) описывает случаи когда любители участвовали в секретных коммуникациях, зашифрованных с использованием шифра Цезаря в «Таймс». [5] Даже позднее, в 1915, шифр Цезаря находил применение: российская армия использовала его как замену для более сложных шифров, которые оказались слишком сложными для войск; у немецких и австрийских криптоаналитиков были лишь небольшие трудности в расшифровке этих сообщений. [6]
Шифр Цезаря со сдвигм тринадцать также используется в алгоритме ROT13, простом методе запутывания текста, широко испольуемого в Usenet, и используется скорее как способ сокрытия спойлеров, чем как метод шифрования. [7] Шифр Виженера использует шифр Цезаря с различными сдвигами в каждой позиции в тексте; значение сдвига определяется с помощью повторяющегося ключевого слова. Если ключевое слово такое же длинное, как и сообщение, тогда этот шифр становится невзламываемым до тех пор, пока пользователи поддерживают тайну ключевого слова.
Ключевые слова короче чем сообщение (например, «Complete Victory», используемое Конфедерацией во время гражданской войны в США), вводят циклический образец, который мог бы быть обнаружен с помощью улучшенной версии частотного анализа. [8]
В апреле 2006 беглый босс Мафии Бернардо Провенцано был пойман в Сицилии частично из-за криптоанализа его сообщений, написанных с использованием вариации шифра Цезаря. Шифр Провенцано использовал числа, так, чтобы «A» была написана как «4», «B» как «5», и так далее. [9]
Часто для удобство использования шифра Цезаря используют два насаженных на общую ось диска разного диаметра с нарисованными по краям дисков алфавитами. Изначально диски поворачиваются так, чтобы напротив каждой буквы алфавита внешнего диска находилась та же буква алфавита малого диска. Если теперь повернуть внутренний диск на несколько символов, то мы получим соответствие между символами внешнего диска и внутреннего — шифр Цезаря. Получившийся диск можно использовать как для шифрования, так и для расшифровки. [10]
Например, если внутреннее колесо повернуть так, чтобы символу A внешнего диска соответствовал символ D внутреннего диска, то мы получим шифр со сдвигом 3 влево.
Взлом шифра
Сдвиг де- шифровки
Открытый текст
0
exxegoexsrgi
1
dwwdfndwrqfh
2
cvvcemcvqpeg
3
buubdlbupodf
4
attackatonce
5
zsszbjzsnmbd
6
yrryaiyrmlac
…
23
haahjrhavujl
24
gzzgiqgzutik
25
fyyfhpfytshj
Шифр Цезаря может быть легко взломан даже в случае, когда взломщик знает только зашифрованный текст. Можно рассмотреть две ситуации:
В первом случае шифр может быть взломан, используя те же самые методы что и для простого шифра подстановки, такие как частотный анализ и т. д., Используя эти методы, взломщик, вероятно, быстро заметит регулярность в решении и поймёт, что используемый шифр — это шифр Цезаря.
Во втором случае, взлом шифра является даже более простым. Существует не так много вариантов значений сдвига (26 для английского языка), все они могут быть проверены методом грубой силы. [11] Один из способов сделать это — выписать отрывок зашифрованного текста в столбец всех возможных сдвигов — техника, иногда называемая как «завершение простого компонента». [12] Рассмотрим пример для зашифрованного текста «EXXEGOEXSRGI»; открытый текст немедленно опознается глазом в четвертой строке.
Другой способ применения этого метода — это написать алфавит под каждой буквой зашифрованного текста, начиная с этой буквы. Метод может быть ускорен, если использовать заранее подготовленные полоски с алфавитом. Для этого нужно сложить полоски так, чтобы в одной строке образовался зашифрованый текст, тогда в некоторой другой строке мы увидим открытый текст.
Для обычного текста на естественном языке, скорее всего, будет только один вариант декодирования. Но, если использовать очень короткие сообщения, то возможны случаи, когда возможны несколько вариантов расшифровки с различными сдвигами. Например зашифрованный текст MPQY может быть расшифрован как «aden» так и как «know» (предполагая, что открытый текст написан на английском языке). Точно также «ALIIP» можно расшифровать как «dolls» или как «wheel»; «AFCCP» как «jolly» или как «cheer».
Многократное шифрование никак не улучшает стойкость, так как применение шифров со сдвигом a и b эквивалентно применению шифра со сдвигом a+b. В математических терминах шифрование с различными ключами образует группу. [13]
Что такое Шифр, шифрование?
Кто такой Гай Юлий Цезарь
Как происходит процесс шифрования шифром Цезаря!?
Как происходит процесс шифрования шифром Цезаря!? вэь ьуиыб ёишйиэыьи зьёщкыци пэцйщцсж м лжыший
— символ открытого текста, 
— символ шифрованного текста, 
— мощность алфавита, а 
— ключ.
. Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:
