Информатика код цезаря: Онлайн калькулятор: Шифр Цезаря

Алгоритм взлома кода цезаря — Информатика, информационные технологии

Шифр Цезаря как впрочем, и другие шифры замены и перестановки расшифровать довольно легко.

Считаем, что известны вероятности букв pi, i=1, 2.., n, в языке сообщения (n – число букв в алфавите). Определяем частоты букв fi в зашифрованном сообщении. Если сообщение довольно длинное, то будет выполняться fi? pi. Затем необходимо делать перебор по сдвигам (разным ключам). Когда сдвиг не угадан, то общее различие между piи fi(N) равное будет велико. Минимум величины говорит о том, что сдвиг Nугадан верно, где N– это ключ к расшифровке кода Цезаря.

15. Простейшие шифры замены и перестановки: шифр Атбаш, квадрат Полибия, код Виженера, шифрование с помощью скитала, магические квадраты и книжный шифр.

Шифр Атбаш:

Шифр Атбаш — Шифр простой замены, использованный для еврейского алфавита и получивший оттуда свое название. Шифрование происходит заменой первой буквы алфавита на последнюю, второй на предпоследнюю.

Для английского алфавита:

Исходный алфавит: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Алфавит замены : Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

Для русского алфавита:

Исходный алфавит: 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 Ь Ы Ъ Э Ю Я

Алфавит замены: Я Ю Э Ъ Ы Ь Щ Ш Ч Ц Х Ф У Т С Р П О Н М Л К Й И З Ж Ё Е Д Г В Б А

Шифр Полибия:

Древней Греции (П в. до н. э.) был известен шифр, называемый квадрат Полибия. Это устройство представляло собой квадрат 5×5, столбцы и строки которого нумеровали цифрами от 1 до 5. В каждую клетку этого квадрата записывалась одна буква. (В греческом варианте одна клетка оставалась пустой, в латинском — в одну клетку помещали две буквы i и j.) В результате каждой букве отвечала пара чисел и шифрованное сообщение превращалось в последовательность пар чисел.

Например: 13 34 22 24 44 34 15 42 22 34 43 45 32

Это сообщение записано при использовании латинского варианта квадрата Полибия , в котором буквы расположены в алфавитном порядке.

Шифр Виженера:

Этот шифр удобнее всего представлять себе как шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Чтобы знать, на сколько сдвигать очередную букву открытого текста, заранее договариваются о способе запоминания сдвигов. Сам Виженер предлагал запоминать ключевое слово, величину сдвига. Существует алгоритм шифрования по таблице Виженера:

1-я строка — фраза для шифрования;

2-я строка — номера букв фразы для шифрования в русском алфавите;

3-я строка- ключевое слово с длиной равной длине фразы;

4-я строка — номера букв ключевого слова в алфавите;

5-я строка — сумма номеров 2-й и 4-й строк в соответствующих столбцах;

6-я строка — результат «вычитания полного оборота» 33 буквы;

7-я строка — зашифрованная фраза.

Дешифровка осуществляется по обратному алгоритму, с учётом того, что 5-я строка — разность 2-й и 4-й строки. Если число 2-й строки меньше числа 4-й строки, считаем так: 33 + число 2-й строки – число 4-й строки.

А-1 Б-2 В-3 Г-4 Д-5 Е-6 Ё-7 Ж-8 З-9 И-10 Й-11 К-12 Л-13 М-14 Н-15 О-16 П-17 Р- 18 С-19 Т- 20 У-21 Ф-22 Х-23 Ц- 24 Ч-25 Ш- 26 Щ-27 Ъ- 28 Ы-29 Ь-30 Э-31 Ю-32 Я-33

Шифр перестановки скитала

Известно, что в V веке до нашей эры правители Спарты, наиболее воинственного из греческих государств, имели хорошо отработанную систему секретной военной связи и шифровали свои послания с помощью скитала, первого простейшего криптографического устройства, реализующего метод простой перестановки. Шифрование выполнялось следующим образом. На стержень цилиндрической формы, который назывался скитала, наматывали спиралью (виток к витку) полоску пергамента и писали на ней вдоль стержня несколько строк текста сообщения (рис.1.). Затем снимали со стержня полоску пергамента с написанным текстом. Буквы на этой полоске оказывались расположенными хаотично. Такой же результат можно получить, если буквы сообщения писать по кольцу не подряд, а через определенное число позиций до тех пор, пока не будет исчерпан весь текст.

Сообщение НАСТУПАЙТЕ при размещении его по окружности стержня по три буквы дает шифртекст НУТАПЕСА_ТЙ

Для расшифрования такого шифртекста нужно не только знать правило шифрования, но и обладать ключом в виде стержня определенного диаметра. Зная только вид шифра, но не имея ключа, расшифровать сообщение было непросто. Шифр скитала многократно совершенствовался в последующие времена.

КНИЖНЫЙ шифр

Заметным вкладом Энея в криптографию является предложенный им так называемый книжный шифр, описанный в сочинении «Об обороне укреплённых мест». Эней предложил прокалывать малозаметные дырки в книге или в другом документе над буквами секретного сообщения. Интересно отметить, что в первой мировой войне германские шпионы использовали аналогичный шифр, заменив дырки на точки, наносимые симпатическими чернилами на буквы газетного текста.

Книжный шифр в современном его виде имеет несколько иной вид. Суть этого шифра состоит в замене букв на номер строки и номер этой буквы в строке в заранее оговоренной странице некоторой книги. Ключом такого шифра является книга и используемая страница в ней. Этот шифр оказался «долгожителем» и применялся даже во времена второй мировой войны.

МАГИЧЕСКИЕ квадраты

Во времена средневековья европейская криптография приобрела сомнительную славу, отголоски которой слышатся и в наши дни. Криптографию стали отождествлять с черной магией, с некоторой формой оккультизма, астрологией, алхимией, еврейской каббалой. К шифрованию информации призывались мистические силы. Так, например, рекомендовалось использовать «магические квадраты».

В квадрат размером 4 на 4 (размеры могли быть и другими) вписывались числа от 1 до 16. Его магия состояла в том, что сумма чисел по строкам, столбцам и полным диагоналям равнялась одному и тому же числу — 34.

Впервые эти квадраты появились в Китае, где им и была приписана некоторая «магическая сила». Приведем пример:

Шифрование по магическому квадрату производилось следующим образом. Например, требуется зашифровать фразу: «Приезжаю сегодня». Буквы этой фразы вписываются последовательно в квадрат согласно записанным в них числам, а в пустые клетки ставятся произвольные буквы.

После этого шифрованный текст записывается в строку: УИРДЗЕГЮСЖАОЕЯНП

При расшифровывании текст вписывается в квадрат и открытый текст читается в последовательности чисел «магического квадрата». Данный шифр -обычный шифр перестановки, но считалось, что особую стойкость ему придает волшебство «магического квадрата».

16. Основные характеристики систем с секретным ключом DES, FEAL, IDEA, ГОСТ 28147-89, RC5.

Статьи к прочтению:

\

Похожие статьи:

• Алгоритмы замены(подстановки)

  Введение То, что информация имеет ценность, люди осознали очень давно — недаром переписка сильных мира сего издавна была объектом пристального внимания…

• Взлом полиалфавитных шифров

  Проще всего взломать полиалфавитный шифр, зная его период, то есть число используемых моноалфавитных шифров. Тогда, выбрав буквы, соответствующие каждому…

Дидактический материал «В мире кодов»

Введение

Информатика и ИКТ оказывают существенное влияние на мировоззрение и стиль жизни современного человека. Общество, в котором решающую роль играют информационные процессы, информационные ресурсы, свойства информации, информационные и коммуникационные технологии, — реальность настоящего времени.

Информатика имеет очень большое и всевозрастающее число междисциплинарных связей.

Таблица 1

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.

Рисунок 1

А) Декодируйте сообщения.

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.

Задание 2. Дана кодовая таблица флажковой азбуки:

Рисунок 2

А) Помогите декодировать предложенные слова:

Ответ: классный, информация, информатика, кодирование, телеграмма

Б) С помощью флажковой азбуки запишите название вашей любимой книги.

Задание 3. Игра «Прочти слово»:

Учащимся поочередно показываются карточки с картинками, а они должны назвать слова, которое получается.

Ответы: урок, принтер, ручка, книга, ранец

Задание 4. Ребусы

Ответы: компьютер, накопитель, курсор, модем, дисплей, интернет, монитор, принтер, пиксель, хранение, передача, обработка.

Задание 5. Расшифруй слова по адресам его букв:

А) (1,1), (3,3), (4,2), (5,1)

Ответ: река

Б) расшифруй пословицу: (2,2), (4,3), (5,2), (1,3), (3,1)

Ответ: Компьютер решает, а человек думает.

Задание 6. Дана семафорная азбука

Рисунок 3

Расшифруйте следующие слова:

Ответ: монитор, принтер, сканер, клавиатура, информатика, молодцы.

Примечание: данную семафорную азбуку можно давать учащимся при выполнении физкультминутки на уроке.

Задание 7.Определите код и узнаете зашифрованную фразу по рисунку:

Рисунок 4

Задание 8. Шифр «Поворотная решетка»

Накладывая трафарет на таблицу и поворачивая его по часовой стрелки, выписывая при этом буквы из «окошек», получится сообщение.

Ответы:

А) Представление информации с помощью кода.

Б) Выбор способа кодирования зависит от цели

В) Код – это система условных знаков для представления различной информации.

Кодирование числовой информации

Задание 1. Восстанови рисунок по координатам, заданным в двоичной системе счисления.

Ответ:

Рисунок 5

Задание 2. Раскрась рисунок соответствующими цветам, если цвет дан в двоичном коде: 100 – зеленый, 101 – голубой, 110 – красный, 111 – желтый, 1000 – коричневый, 1001 – черный.

Ответ: 4 – зеленый, 5 – голубой, 6 – красный, 7 – желтый, 8 – коричневый, 9 – черный

Задание 3. Названия месяцев, которыми мы пользуемся, — январь, февраль, март и т. д. – не русские. Они пришли к нашим предкам из Византии вместе с юлианским календарем. А как называли месяцы в Древней Руси? Расшифруйте их названия.

Ответ: просинец, сечень, сухий, березозоль, травень, изок, червень, зарев, рюин, листопад, грудень, студень.

Кодирование графической информации

Задание 1. Рассмотри рисунок. Что изображено на камне? Что делают люди возле костра? Какую сцену они разыгрывают? Что помогает древнему человеку изображать в танце животных?

Рисунок 6

Задание 2. Верно ли закодирован рисунок? Исправьте ошибки, если они есть.

Ответ:

Задание 3. Запишите код рисунка.

Задание 4. Восстановите рисунок по коду.

Задание 5.  Раскрась рисунок, используя предложенный код.

Рисунок  7

Ответ:

Рисунок 8

Ответ:

Рисунок  9

Ответ:

Задание 6.  Кодирование информации направлениями.

Движение  начинать с середины листа.

Ответ:

Кодирование звуковой информации

Задание 1. Используя любые предметы, передайте стук дождя по дереву, по стеклу, по железной крыше. Составь описание, продолжив фразу: «Когда дождь стучал по …»

Задание 2. Игра «Нарисуй песню».

Играющиеся делятся на две команды. Они слушают музыку из детской песни. Затем ребятам дается время, чтобы они вспомнили текст песни и нарисовали к ней рисунок. Побеждает та команда, которая при помощи рисунка как можно точнее передаст смысл песни.

Список литературы

1. Занимательная информатика на уроках и внеклассных мероприятиях. 2-11 классы./ авт. Гераськина И.Ю., Тур С.Н. – М.: Планета  2011.
2. Информатика в школе. № 3 – 2010. – М.: Образование и информатика, 2010.
3. Информатика в школе. № 4 – 2010. – М.: Образование и информатика, 2010.
4. Информатика. 2-11 классы: внеклассные мероприятия, Неделя информатики/авт-сост. А.Г. Куличкова. – Волгоград: Учитель, 2011.
5. Информатика: учебник для 5 класса/ Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – 4-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.
6. www.rebus1.com – интернет-ресурс по составлению ребусов.
7. http://www.dvaporosenka.ru/raskrasky/raskraski-po-cifram/305-raskraski-po-nomeram — раскраска по символам (рисунок 7)
8. http://ped-kopilka.ru/photos/1041-2 — раскраска с заданиями (по буквам) (рисунок 8)
9. http://www.ixtira.tv/photo/raskraski_razvivajushhie_i_obuchajushhie/raskraski_po_nomeram/parusnik_po_nomeram/56-0-2271 — раскраска по номерам (рисунок 9)

лучшие приложения в «МЭШ» от учителей информатики / Новости города / Сайт Москвы

В столице проходит олимпиада «Новый учитель новой информатики. Перезагрузка». В дистанционном этапе (с 13 января по 16 февраля) принимают участие 642 московских педагога. Учителя активно используют возможности «Московской электронной школы» («МЭШ»), а также сами создают контент и загружают его в библиотеку проекта. Лучшие приложения по информатике от победителей олимпиады прошлых лет — в подборке mos.ru.

Виды информации и дешифровка

Узнать, чем отличаются текстовая, звуковая и графическая информация, можно с помощью приложения «Виды информации». Его создал победитель олимпиады 2018 года учитель школы № 587 Александр Серинов.

Изучить историю шифров, потренироваться в дешифровании слов с шифра Цезаря, разгадать криптографический кроссворд и решить олимпиадную задачу можно в приложении «Сборник заданий по теме “Шифрование”». Автор — лауреат олимпиады 2019 года учитель школы № 1363 Анастасия Аверкина.

Профессиональный рост и обмен опытом. Учителя — о «Московской электронной школе»«МЭШ» со всех сторон: как проект помогает учителям, ученикам и их родителям

Сыграть в шахматы и узнать глубину цвета

Как найти глубину цвета, зная количество цветов в палитре? Чем отличается CMYK от RGB, а растровые изображения от векторных? Ответы на эти и другие вопросы можно найти в серии приложений «Растр или вектор», «Графические изображения», «Цветовая модель RGB» и «Цветовая модель CMYK». Их разработала Екатерина Давыдова, педагог школы № 627, лауреат олимпиады прошлого года.

Сыграть в шахматы с компьютером можно в приложении Олега Голубева — учителя школы № 1329, победителя олимпиады 2018 года.

Любителей истории заинтересует интерактивная карта, созданная победителем олимпиады 2018 года Натальей Зверевой, учителем школы № 2010. С помощью этого приложения можно подробнее узнать о городах-героях, которые стоически держали оборону во время Великой Отечественной войны. Кроме того, школьники могут изучить, как позиционировать элементы на веб-странице с помощью каскадных таблиц стилей CSS. 

Методическая разработка по по теме «Шифр Цезаря»

Шифр Цезаря.

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 символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций 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.

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 всё ещё имеет современное приложение в системе ROT13. Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря легко взламывается и не имеет почти никакого применения на практике.

В данной работе представлено 28 фраз, которые закодированы с помощью шифра Цезаря. Ученик должен расшифровать и указать на сколько сделан сдвиг. Ниже указаны исходные фразы.

Информатика. 5 класс. I четверть — Урок № 7 Кодирование информации

Комментарии преподавателя

Слайд 1-7.  Человек открывает рот и издает звук «А». Как сохранить и передать звук?

Людьми были придуманы специальные коды, к ним относятся: Азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука. В середине 19 века французский педагог Луи Брайль придумал специальный шрифт для слепых. Буквы этого шрифта выдавливались на листках плотной бумаги. Проводя пальцами по образовавшимся от уколов выступам, люди учатся различать буквы и могут читать специальные книги. Характерной особенностью азбуки Морзе является переменная длина кода разных букв, поэтому код Морзе называют неравномерным кодом.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Слайд 8. Кодирование — представление информации с помощью некоторого кода.

Обратное преобразование называется декодированием.

Декодирование — это процесс восстановления содержания закодированной информации.

Слайд 9. Перекодирование — преобразование кода из одной формы представления в другую

Слайд 10. Шифрование — перекодирование сообщения с целью скрытия его смысла

Криптография – наука, изучающая методы шифрования информации. Шифр Цезаря один из наиболее древнейших известных шифров. Схема шифрования очень проста — используется сдвиг буквы алфавита на фиксированное число позиций. Используемое преобразование обычно обозначают как ROTN, где N — сдвиг, ROT — сокращение от слова ROTATE, в данном случае «циклический сдвиг». 

Слайд 10. Код, в котором используется только два знака (состояния, сигнала,) называется двоичным. Вся информация, обрабатываемая компьютером, кодируется числами 1 и 0, это может быть картинка, буквы, числа, так поступающую информацию видит компьютер.

Слайд 11 Существует три основных способа кодирования информации:

• Графический — с помощью рисунков или значков;
• Числовой — с помощью чисел;
• Символьный — с помощью символов того же алфавита, что и текст.

Информатика и ИКТ, 2 класс: Кодирование информации

Задание 17.  С незапамятных времен была информация, которую люди хотели скрыть. Для этого ее кодировали, то есть записывали в соответствии с определенными правилами. Прочесть запись мог только тот, кто знаком с этими правилами. Набор таких правил называют шифром или кодом.

Полководец Лисандр из Древней Греции придумал шифр, который называется «Сциталь». Сциталь — это деревянная палочка определенной толщины.
Вместо палочки можно использовать шестигранный карандаш.

Задание a. Намотай на карандаш полоску бумаги и запиши слово «информация» так, как показано на рисунке. Размотай бумагу и увидишь на ней зашифрованное слово.

Чтобы расшифровать сообщение, нужно взять такой же карандаш, намотать на него полоску с шифровкой и прочитать текст.

Задание b. Напиши записку своему товарищу. Зашифруй ее шифром «Сциталь». Попроси товарища прочесть записку.

Задание c. Шифр Лисандра называют шифром перестановки. Объясни, почему.

Задание 18. Древнеримский император Юлий Цезарь придумал способ кодирования информации, который так и называется «шифр Цезаря». Каждая буква текста заменяется третьей после нее буквой алфавита. Алфавит считается записанным по кругу, то есть после последней буквы алфавита следует его первая буква.

Задание a. Шифр Цезаря называют шифром замены. Объясни, почему.

Задание b. Закончи шифрование слова «ИНФОРМАЦИЯ» шифром Цезаря. Заполни пропуски.

С помощью стрелок покажи правило замены букв.

В шифре замены буквы сообщения необязательно заменять буквами того же алфавита. Можно использовать другой алфавит, в том числе придумать свой.

Задание 19. Кодирование текста

Задание a. Маша придумала алфавит. В нем столько же букв, сколько в русском алфавите. Она составила кодовую таблицу:

Расшифруй сообщение, которое Маша отправила Мише.

Задание b. Придумай свой шрифт замены. Запиши в кодовую таблицу.

Зашифруй короткое сообщение.

Задание 20. Ученики получили задание написать рассказ о битве под Москвой в Великую Отечественную войну.

Задание a. Где найти нужную информацию? Напиши названия источников информации, которые выбрали ребята, и добавь свои.

Задание b. Найди в тексте информацию о 28 панфиловцах и подчеркни ее.

Осенью 1941 года немецкая армия пыталась взять Москву. Фашисты уже рассматривали ее в бинокль. Но героизм бойцов и москвичей спас столицу

Особенно прославилась дивизия генерала Панфилова. 16 ноября у разъезда Дубосеково 28 ее бойцов четыре часа отбивали танковые атаки. Немцы потеряли 18 танков и не прошли.

В начале декабря наша армия перешла в наступление.

Задание 21. Дорисуй бусы по их кодам.

Задание a. Есть белые и голубые бусины. Обозначим белую бусину цифрой 0, а голубую — цифрой 1.

Набор цифр 00100100 обозначает такие бусы:

Докрась бусы, чтобы они соответствовали коду: 10100101

Задание b. Есть бусины разной формы. Обозначим каждую бусину двумя цифрами. Будем использовать только цифры 0 и 1:

Дорисуй бусы, чтобы они соответствовали коду: 11 10 00 01 00 10 11

Задание 22. Миша узнал, что в информатике часто используют алфавит из двух символов — 0 и 1.

Кодирование с помощью двух символов — нуля и единицы — называется двоичное кодирование.

Задание a. Миша выполнил двоичное кодирование слова МАМА.

Какой цифрой Миша заменил букву М?

Какой цифрой Миша заменил букву А?

Задание b. Как, используя только нули и единицы, закодировать имя МИША? Придумай кодовую таблицу.

Задание c. С помощью этой таблицы закодируй слова МАША, МАМА.

При двоичном кодировании каждый символ заменяется набором из восьми нулей и единиц. Этот набор называется двоичным кодом символа.

Например, вопросительный знак кодируется так:

Запиши двоичный код буквы С

Запиши двоичный код буквы О

Запиши двоичный код буквы Н

Расшифруй двоичный код:

Кодировать информацию может и человек, и компьютер. Компьютер кодирует быстрее и делает меньше ошибок.

У Лизы белые и красные пуговицы. Она пришила по три пуговицы на пять платьев своей куклы.

Раскрась пуговицы так, чтобы платья выглядели по-разному.

Задание 25. Ира, Боря и Алеша закодировали по одному слову.

Вот их коды:

Задание a. В слове Иры больше букв, чем в слове Бори, но меньше, чем в слове Алеши. Напиши первую букву имени ученика слева от его кода.

Задание b. Закодированы слова ОЗЕРО, ЛЕС, ПОЛЕ. Подчеркни код буквы П.

Проверочная работа по информатике Кодирование информации 5 класс

Проверочная работа по информатике Кодирование информации 5 класс с ответами. Проверочная работа включает 2 варианта, в каждом по 9 вопросов.

Вариант 1

1. С какой целью используют кодирование в компьютере?

1) Засекречивание информации
2) Удобство обработки информации
3) Сокращение записи

2. При использовании шифра (кода) Цезаря каждый символ в тексте заменяется символом, находящимся от него левее или правее на фиксированное число позиций. Каждую буква исходного текста заменили третьей после неё буквой в алфавите русского языка, который считали записанным по кругу.

Декодируйте полученное сообщение ТЛУГПЛЖГ

Ответ запишите заглавными буквами.

3. Можно ли считать оценки, которые вы получаете в школе, кодом?

1) Да, можно
2) Нет, нельзя

4. К какому способу можно отнести кодирование информации в дорожных знаках?

1) К символьному
2) К графическому
3) К числовому

5. Представьте в виде арифметического выражения следующее утверждение:

СУММА ВОСЕМНАДЦАТИ И ВОСЬМИДЕСЯТИ ОДНОГО РАВНА ДЕВЯНОСТО ДЕВЯТИ

Ответ запишите без пробелов.

6. С помощью кодовой таблицы флажковой азбуки декодируйте сообщение:

Ответ запишите заглавными буквами.

7. Систему условных знаков для представления информации называют …

1) кодом
2) кодированием
3) декодированием

8. Чтобы узнать зашифрованное слово, возьмите только первые слоги из данных слов:

КАРАМЕЛЬ, РЕКА, ТАРЕЛКА

Ответ запишите заглавными буквами.

9. Разгадайте ребус:

Ответ запишите заглавными буквами.

Вариант 2

1. Какую цель преследует шифровка сообщений?

1) Сокращение записи
2) Удобство обработки информации
3) Засекречивание информации

2. При использовании шифра (кода) Цезаря каждый символ в тексте заменяется символом, находящимся от него левее или правее на фиксированное число позиций. Каждую буква исходного текста заменили третьей после неё буквой в алфавите русского языка, который считали записанным по кругу.

Декодируйте полученное сообщение ЕИУЫЛРГ

Ответ запишите заглавными буквами.

3. Способ кодирования информации с помощью рисунков называется …

1) числовым
2) символьным
3) графическим

4. Как называется действие по восстановлению первоначальной формы закодированного сообщения?

1) Декодирование
2) Кодирование
3) Перекодирование

5. Представьте в виде арифметического выражения следующее утверждение:

РАЗНОСТЬ ВОСЬМИДЕСЯТИ ШЕСТИ И ШЕСТИДЕСЯТИ ВОСЬМИ РАВНА ВОСЕМНАДЦАТИ

Ответ запишите без пробелов.

6. С помощью кодовой таблицы флажковой азбуки декодируйте сообщение:

Ответ запишите заглавными буквами.

7. Представление информации с помощью некоторого кода называют …

1) кодированием
2) кодом
3) декодированием

8. Чтобы узнать зашифрованное слово, возьмите только первые слоги из данных слов:

ГАРАЖ, ЗЕЛЕНЬ, ТАБУН

Ответ запишите заглавными буквами

9. Разгадайте ребус:

Ответ запишите заглавными буквами.

Ответы на проверочную работу по информатике Кодирование информации 5 класс
Вариант 1
1-2
2. ПИРАМИДА
3-1
4-2
5. 18+81=99
6. ЗАГАДКА
7-1
8. КАРЕТА
9. ПЕРЕДАЧА
Вариант 2
1-3
2. ЕЗУЫЛРГ
3-3
4-1
5. 86-68=18
6. РАДУГА
7-1
8. ГАЗЕТА
9. ПАМЯТЬ

Caesar Cipher — обзор

Подстановочные шифры

Подстановочные шифры шифруют открытый текст, заменяя каждую букву или символ в открытом тексте другим символом в соответствии с указанием ключа. Возможно, самый простой подстановочный шифр — это шифр Цезаря, названный в честь человека, который его использовал. Современным читателям шифр Цезаря, возможно, более известен благодаря Captain Midnight Code-O-Graph и секретным кольцам декодеров, которые даже находились внутри коробок с хлопьями Kix [4]. С технической точки зрения, шифр Цезаря можно отличить от других, более сложных подстановочных шифров, назвав его либо шифром сдвига, либо моноалфавитным шифром; оба верны.

Рассмотрим пример. Поскольку регистр не имеет значения для шифра, мы можем использовать соглашение, согласно которому открытый текст представлен строчными буквами, а зашифрованный текст — прописными. Пробелы в зашифрованном тексте просто добавлены для удобства чтения; они будут удалены при реальном применении шифра, чтобы затруднить атаку зашифрованного текста.

Открытый текст: говорите, друг и вводите

Ключ: E

Шифрованный текст: WTIEOD JVMIRHD ERH IRXIV

Этот метод шифрования объединения открытого текста и ключа фактически является сложением.Каждой букве алфавита присваивается номер, то есть A равно 0, B равно 1 и так далее, вплоть до Z на 25. Набор используемых букв может быть более сложным. В этом примере также используется символ запятой в качестве последнего символа алфавита, 26. Пробелы в открытом тексте пока игнорируются. Для каждой буквы в открытом тексте она преобразуется в ее номер, затем добавляется значение ключа, и полученное число преобразуется обратно в букву: S равно 18, а E равно 4. Таким образом, результат равен 22, или W Это повторяется для каждого символа в открытом тексте.Расшифровка проста: обратное сложение — это просто вычитание, поэтому ключ вычитается из зашифрованного текста, чтобы получить обратно открытый текст. Конечно, 22−4 = 18.

Тут явно много проблем. Чтобы расшифровать сообщение, можно было быстро попробовать все 26 ключей. Количество возможных ключей называется ключевым пространством . Если пространство ключей достаточно мало, чтобы злоумышленник мог попробовать все возможные ключи за «короткий» промежуток времени, то не имеет значения, каков алгоритм, он по сути бесполезен.Это известно как принцип достаточного пространства клавиш [1, с. 11]. «Короткий» заключен в кавычки, потому что точный период времени зависит от использования ключа в криптосистеме и модели риска, которую имеет защитник, в течение которого сообщение должно оставаться секретным. Однако, если злоумышленник может попробовать все ключи за день или неделю, то пространство ключей, как правило, слишком мало для общего коммерческого использования. В современных компьютерных системах около 2 ⁸⁰ ключей могут быть испробованы за «короткий» промежуток времени, поэтому любой алгоритм, используемый защитником для противодействия атаке, должен иметь пространство ключей, по крайней мере, такого размера.Однако, если защитник не хочет менять шифр относительно скоро, мы предлагаем гораздо большее пространство ключей, как и NIST (Национальный институт стандартов и технологий) [5].

В этом простом шифре сдвига пространство ключей невелико. Однако в лучшем случае для моноалфавитного шифра нет небольшого ключевого пространства. Если A случайным образом назначается одной из 26 букв, B — одной из оставшихся 25, C — одной из оставшихся 24 и т. Д., Мы создаем таблицу для ключа, которая выглядит следующим образом:

Символ открытого текста: abcdefghijklmnopqrstu vwxyz

Ключевой символ: XFQGAWZSEDCVBNMLKJHGT YUIOP

Это называется моноалфавитным шифром замещения.Для этого шифра нет эквивалентного дополнения для шифрования открытого текста. Ключ — это вся таблица, и каждая буква заменяется ключевым символом. Для дешифрования используется тот же ключ, но вы ищите символ зашифрованного текста в нижней строке и заменяете символ верхней строки. Предыдущий открытый текст «говори, друг, входи» становится HLAXCWJEANGXNGANGAJ без учета запятых и пробелов. Все ключевое пространство довольно большое. Возможных ключей 26 × 25 × 24 × 23 ×… × 2 × 1. Это пишется как 26 !, читается «двадцать шесть факториалов».26! примерно равно 2 ⁸⁸ , что достаточно велико, чтобы противостоять атакам грубой силы, которые пробуют все возможные ключи; то есть удовлетворяет принципу достаточного ключевого пространства. Но это не означает, что алгоритм сопротивляется всем попыткам его подорвать.

Моноалфавитный шифр подвержен частотным атакам или угадыванию. В зашифрованном тексте столько же символов «A», сколько символов «e» в открытом тексте. Любой, кто пытается взломать зашифрованный текст, может использовать таблицу частотности букв в английском языке, чтобы сделать некоторые умные предположения о том, какие символы зашифрованного текста являются символами открытого текста.Это удается сравнительно легко. Люди могут делать это довольно медленно, если у них есть около 10 слов, а иногда и меньше. Это относительно распространенная головоломка в газетах, поэтому неудивительно, что ее легко разгадать. Компьютеры также могут делать это надежно, если в них содержится не менее 150 символов [6, с. 131].

Частота атак не ограничивается одиночными буквами. Проблема касается и современных систем. Если банк начинает каждую транзакцию с одних и тех же 10 символов, то злоумышленник справедливо предположит, что эта строка встречается чаще.Современные алгоритмы пытаются противостоять этому множеством способов, которые будут обсуждаться позже. Однако иногда лучший способ защиты защитника от таких частотных атак — это изменить содержимое фактического сообщения перед шифрованием, чтобы устранить эти закономерности. Если это невозможно, следует минимизировать закономерности в открытом тексте.

Одним из методов предотвращения частотных атак на лежащий в основе открытый текст является увеличение размера блока шифра.Размер блока — это количество единиц (в нашем примере символов), зашифрованных одновременно. И шифр Цезаря, и моно-алфавитная подстановка имеют размер блока, равный единице — за один раз зашифровывается только один символ. Другой способ защиты — использовать ключ, который изменяется для каждого элемента открытого текста, независимо от того, увеличивается ли размер блока. Количество изменений ключа на элемент открытого текста перед повторением ключа называется периодом ключа ; оба предыдущих примера шифра имеют ключевой период 1, а также размер блока 1.Блочные шифры — это шифры с размером блока больше 1, и они будут рассмотрены более подробно в контексте современного шифрования в разделе «Блочные шифры». Однако, прежде чем перейти к обсуждению шифров транспонирования, мы обсудим еще один шифр замещения: с периодом ключа произвольной длины.

Шифр ​​Виженера, или полиалфавитный шифр сдвига, был изобретен во Франции 16-го века и на протяжении многих веков считался нерушимым. Вместо того, чтобы выбирать одну букву в качестве ключа, мы выбираем слово или случайную цепочку букв.Шифрование для каждого символа такое же, как и в шифре Цезаря — буквы преобразуются в числа и складываются. Когда будет использована последняя буква ключа, алгоритм возвращается к началу ключа и запускается снова, и так далее, пока не достигнет конца сообщения. Например:

Открытый текст: говорите, друг и введите

Ключ: FRODO

Зашифрованный текст: XFSDYE WELSSUN DAI VAWSW

Для шифрования используйте первую букву s + F = X, вторую букву p + R = F, третья буква e + O = S и так далее.На шестом символе мы достигаем конца ключа и, таким образом, возвращаемся к началу ключа для вычисления, + F = E, затем f + R = W и так далее. Шифр концептуально похож на последовательное использование нескольких различных одноалфавитных ключей шифрования.

В этом примере буква e в открытом тексте по-разному зашифрована до S и V, а в зашифрованном тексте W в разных местах является результатом открытого текста f, t и r. Эта изменчивость значительно затрудняет атаку зашифрованного текста по частоте встречаемости букв в английском языке.Обратите внимание на особенность математики, которая не возникла в предыдущем примере. Буква P — 15, R — 17, поэтому 15 + 17 = 32. Однако 32 больше, чем значение запятой 26, последнего символа в нашем алфавите. Чтобы вернуть 32 в наше числовое кольцо, мы вычитаем количество имеющихся символов (27), а затем преобразуем ответ в букву F. Математики используют, чтобы быть точными в этом, оператор модуля, который использует «mod » символ, %. Итак, мы пишем 32% 27 = 5, читаем «32 по модулю 27» или «32 по модулю 27» для краткости.Технически операция состоит в том, чтобы разделить на 27 и взять оставшийся остаток целого числа. Это очень часто встречается в криптографии, но пока это все, что нужно сказать об этом.

Шифр ​​Виженера все еще поддается взлому, хотя и труднее. Если злоумышленник знает период ключа, частотные атаки возможны на каждое устройство, использующее один и тот же ключ. А в середине 19 века был разработан надежный метод обнаружения ключевого периода шифра. Эта проблема сохраняется и по сей день.Шифр Виженера является примером поточного шифра. Современные потоковые шифры обсуждаются в следующем разделе. Однако общий метод избежания этой проблемы заключался в том, чтобы просто сделать ключевой период достаточно длинным, чтобы он по существу никогда не повторялся, и, если он повторяется, начать использовать новый ключ. Не существует хорошего алгоритмического способа решения проблемы коротких периодов ключа — как только он начинает повторяться, шифр становится взломанным.

Caesar Cipher — GCSE Computer Science

Часто задаваемый вопрос на экзаменах GCSE Computer Science включает в себя кодирование или декодирование сообщения с использованием шифра Caesar Cipher.Это простое устройство названо в честь знаменитого императора, который использовал его для шифрования военных сообщений. Он включает в себя «сдвиг» каждого символа исходного сообщения (открытого текста) на фиксированную величину для создания закодированного сообщения (зашифрованного текста). Взгляните на изображение ниже: оно представляет собой сдвиг на 3 символа (что, по-видимому, является версией, которую использовал сам Цезарь). Так, например, «A» становится «D», а «H» становится «K». Если сдвиг помещает новое значение за 26-ю позицию, оно «возвращается назад» в начало, так что, например, «Z» становится «C» при сдвиге на 3 позиции.Приведенная ниже таблица может быть очень полезной при определении новой позиции для конкретной буквы. Чтобы использовать его, вы добавляете ключ (или «величину сдвига») к значению каждой буквы и считываете новую букву для нового значения. Если новое значение больше 25, вы заранее вычитаете 26. Используя этот метод, текстовое сообщение «HELLO» со сдвигом на 3 становится «KHOOR». Просто а? Проблема в том, что, поскольку это так просто, очень легко расшифровать сообщения, закодированные с помощью этого метода. Как вы подойдете к расшифровке зашифрованного сообщения с неизвестным ключом? Существуют более безопасные шифры, такие как шифр Виженера, основанный на шифре Цезаря.Другие шифры, о которых вам может потребоваться знать для экзамена GCSE по информатике, — это шифр Pigpen и шифр Rail Fence. Ниже представлена ​​очень простая реализация шифра Цезаря на Python. Введите его в свой редактор IDLE (не копируйте и не вставляйте!) И запустите, чтобы убедиться, что он работает. Попробуйте вызвать функцию шифрования с другими значениями. Как только вы это сделаете, подумайте, что вы можете сделать, чтобы расширить программу. Например, можете ли вы написать функцию «дешифровать»? А как насчет обработки строчных букв?

 # программа Ceasar Cipher

# Функция для кодирования отдельных символов на основе ключа
def cipher (char, key):
    char = (ord (char) + ключ - 65)% 26 + 65
    вернуть chr (char)

# Функция для кодирования всего открытого текста
def шифрование (открытый текст, ключ):
    ciphertext = ""
    для char в открытом тексте.верхний ():
        зашифрованный текст + = шифр (символ, ключ)
    вернуть зашифрованный текст
    
# Протестируйте программу с конкретными значениями
print (encipher ("Привет", 3))
 

Развлекайтесь, исследуя увлекательный мир шифров.

Цезарь Шифр ​​| Блестящая вики по математике и науке

Шифр ​​Цезаря очень легко спроектировать, но также очень легко декодировать. Чтобы взломать код Цезаря, декодер может просто пройти через все возможные сдвиги алфавита (все 262626 из них) и посмотреть, появится ли какое-нибудь разумное сообщение.Это относительно небольшое количество комбинаций для проверки: для перспективы сообщение, закодированное шифром Виженера, имеет более 11 миллионов возможных комбинаций (и это если ключ состоит всего из пяти букв — чем длиннее ключ, тем больше комбинаций), а код Enigma имеет 158,962,555,217,826,360,000158,962,555,217,826,360,000158,962,555,217,826,360,000 возможных комбинаций.

Взломайте следующее сообщение, закодированное шифром Цезаря: pdwk lv ixq.(Подсказка: в исходном сообщении сдвиг от 1 до 4.)

Показать ответ

Если исходное сообщение было сдвинуто на 1,2,3 или 4, в результате получилось «pdwk lv ixq», то, чтобы вернуться к исходному сообщению, мы должны сдвинуть расшифрованное сообщение назад на 1,2,3 или 4 шаги. Мы можем думать об этом как о смещении вперед на 26−1 = 2526-1 = 2526−1 = 25, 26−2 = 2426-2 = 2426−2 = 24, 26−3 = 2326-3 = 2326−3 = 23, или 26-4 = 2226-4 = 2226-4 = 22 шага. Например, если мы зашифровали «a» и получили «b», чтобы расшифровать «b» и получить обратно «a», нам нужно сдвинуть «b» на 25 шагов.

Вот таблица, показывающая первые 4 сдвига алфавита.

Оригинал

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

w

x

y

z

Shift 25

z

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

w

x

y

Shift 24

y

z

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

w

x

Shift 23

x

y

z

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

w

Shift 22

w

x

y

z

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v

Вот таблица, показывающая сообщение, расшифрованное с использованием каждой смены

Зашифрованное сообщение: pdwk lv ixq

Shift	Полученное расшифрованное сообщение
Shift 25	ocvj ku hwp
Shift 24	nbui jt gvo
Shift 23	math is fun
Shift 22	lzsg hr etm
Shift 21	kyrf gq dsl

Какая из этих расшифровок выглядит правильной? Сдвиг 23 — это единственная смена, которая дает результирующее сообщение на английском языке.Если сообщение «математика — это весело» закодировано со сдвигом на три, легко проверить, что оно становится «pdwk lv ixq», и поэтому мы используем сдвиг вперед 26-326-326-3, чтобы принять «pdwk lv». ixq »и выведите« математика — это весело ».

Лаборатория 4-2: Цезарь Шифр ​​- Шифрование и дешифрование — CSP Python

Примечание. Часть этой лабораторной работы взята из замечательной книги Эла Свигарта « Взлом секретных шифров с помощью Python: Руководство для начинающих по криптографии и компьютерному программированию с Python ». онлайн здесь, в Invent With Python, среди других его работ.Не стесняйтесь проверить их, если они вас интересуют!

Шифр ​​Цезаря

Шифр ​​Цезаря, названный в честь Юлия Цезаря из Древнего Рима, представляет собой тип шифра подстановки, в котором каждая буква исходного (открытого текста) сообщения заменяется другой буквой.

Шифрование с помощью Caesar Cipher

Но как решить, какую букву чем заменить? Вот где в игру вступает ключ . Найденный почти в каждом алгоритме шифрования, ключ определяет способ шифрования данных .

В шифре Цезаря ключом является число от 0 до 25, потому что в алфавите 26 букв. Это означает, что для любого сообщения существует 26 различных способов его шифрования.

Для каждой буквы клавиша определяет, какая буква заменяет текущую букву, путем обратного отсчета алфавита . В следующем примере, допустим, мы хотим зашифровать букву B с помощью ключа 3 , мы найдем третью букву, которая появляется после B — это C, D, затем, наконец, E .

В шифре Цезаря с ключом 3 A становится D, B становится E, C становится F и так далее …

Это легко показать, выстроив два алфавита один поверх другого, причем второй алфавит начинается с буквы, сдвинутой на 3 буквы вниз. Это означает, что нижний ряд нужно сместить на влево на .

 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
 

Вы могли заметить, что вторая строка начинается с букв ABC сразу после Z .Это связано с тем, что при перемещении вниз по алфавиту, если вы дойдете до конца (Z), он перейдет к началу (A).

Этот тип визуального оформления делает более понятным, какая буква чем должна стать. Если бы мы хотели зашифровать слово BILLY , мы бы просто взяли каждую уникальную букву открытого текста (верхняя строка) и нашли бы соответствующую ей букву зашифрованного текста (нижняя строка), или:

 A [B] CDEFGH [I] JK [L] MNOPQRSTUVWX [Y] Z
D [E] FGHIJK [L] MN [O] PQRSTUVWXYZA [B] C
 

Итак, мы ясно видим, что:

• B становится E
• I становится L
• L становится O
• Y становится B

(Обратите внимание, что нам нужно найти только уникальные буквы, такие как L , потому что каждый L всегда будет превращаться в одну и ту же букву)

Итак, окончательный зашифрованный текст — ELOOB .Обратите внимание, что когда мы доходим до конца алфавита, мы продолжаем считать, начиная с A, B и т. Д.

Расшифровка с помощью шифра Цезаря

Расшифровка работает очень похоже — за исключением того, что на этот раз вместо того, чтобы считать алфавит «вниз», вы считаете «вверх»! В качестве примера давайте попробуем расшифровать ELOOB , используя ключ 3 — потому что мы знаем, что результатом должен быть наш исходный открытый текст, BILLY . Давайте начнем с согласования наших алфавитов:

 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
XYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVW
 

Обратите внимание, как на этот раз, вместо того, чтобы сдвигать нижнюю строку влево, теперь мы сдвигаем ее вправо .Затем мы можем найти наши буквы зашифрованного текста (верхний ряд) E, L, O, B и найти соответствующие им буквы открытого текста (нижний ряд).

 A [B] CD [E] FGHIJK [L] MN [O] PQRSTUVWXYZ
X [Y] ZA [B] CDEFGH [I] JK [L] MNOPQRSTUVW
 

Теперь мы видим, что:

• E становится B
• L становится I
• O становится L
• B становится Y

Что дает нам исходный открытый текст, BILLY .

Далее мы собираемся узнать о реализации шифра Цезаря на языке Python.

Пошаговое руководство по шифрованию

Для начала создайте файл с именем FILN_caesar.py , где FILN — ваше имя и фамилия, без пробелов.

Эта лабораторная работа будет работать немного иначе, чем предыдущие. Цель этой лабораторной работы — объяснить алгоритм, провести вас по алгоритму, а также выделить мыслительные процессы, лежащие в основе хорошего дизайна кода. Пожалуйста, обратите особое внимание и прочтите весь текст , поскольку он дает некоторые стратегии и понимание того, как вы можете писать код.

В этой лабораторной работе вы должны следовать и строить этот шаг за шагом в предпочитаемой среде IDE python. Измененные строки в коде будут выделены.

Начнем с нашей функции шифрования. В этой функции мы будем принимать ключ и сообщение в качестве аргументов. Первое, что я собираюсь сделать, это преобразовать все сообщение в верхний регистр, что мы можем сделать с помощью строкового метода .upper () . Затем я собираюсь создать переменную с именем alpha , которая будет содержать алфавит в виде длинной строки

.

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
 

Далее, я знаю, что мне придется обработать каждую букву в сообщении. Я могу написать цикл для , который будет перебирать каждую букву в строке, используя для var в str , где var будет циклически проходить через каждый символ в str . Я также знаю, что, поскольку я просматриваю букву за буквой, мне нужно будет инициализировать пустую строку в качестве результата, чтобы я мог использовать ее.

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
 

Следует отметить, что шифр Цезаря не обрабатывает символы, не являющиеся буквами, такие как знаки препинания или пробелы. Поэтому мы хотим быть уверены, что если мы собираемся что-то зашифровать, мы будем шифровать только письма.

Давайте добавим условие, чтобы справиться с этим.Логика здесь такова: «Если это письмо, зашифруйте его. в противном случае просто добавьте его к результату (т.е. не меняйте его) ». Мы можем проверить, находится ли буква var в строке str , используя var в строке , которая возвращает True , если var находится в строке str .

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # зашифровать
        еще:
            результат = результат + буква
 

Теперь перейдем к собственно шифрованию.Это происходит по буквам, поскольку мы используем цикл for для перебора сообщения, что упрощает нам задачу. Первое, что мы хотим сделать, это выяснить , где буква в алфавите? В каком индексе находится буква? Для этого мы можем использовать строковый метод .find () , который даст нам первое вхождение буквы.

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти букву в алфавите
            letter_index = альфа.найти (письмо)
        еще:
            результат = результат + буква
 

Теперь, когда мы знаем индекс буквы открытого текста … нам нужно найти соответствующую букву зашифрованного текста! Хотя технически мы могли бы создать новую строку алфавита, которая была сдвинута, было бы намного проще вычислить новый буквенный индекс, используя ключ . Мы можем «сдвинуть» алфавит влево, добавив значение ключа к индексу. В нашем старом примере, где мы превратили B в E с ключом 3 , вы можете видеть, что индекс B равен 1 , а индекс E равен 4 , так что действительно, здесь +3 операция.В общем, это всего лишь + ключ .

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = alpha.find (буква) + ключ
        еще:
            результат = результат + буква
 

Теперь, когда у нас есть индекс буквы зашифрованного текста, нам просто нужно добавить эту букву к результату.Сейчас letter_index представляет позицию буквы в алфавите. Мы хотим получить само письмо. Мы делаем это, просто используя letter_index в качестве индекса строки, alpha [letter_index] . Затем мы добавляем это к результату.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13 

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = альфа.найти (буква) + клавиша

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква
 

Однако мы забыли одну вещь. Мы забыли обрабатывать петли! Как мы справляемся с тем, что происходит, когда мы дойдем до конца алфавита? Что ж, всякий раз, когда мы достигаем индекса 26, мы хотим, чтобы этот индекс стал нулевым (тем более, что alpha не имеет 26-го индекса!). Если наш индекс достигает 28, мы хотим, чтобы наш индекс на самом деле был 2.Согласованным здесь является то, что , если наш индекс равен 26 или больше, мы хотим вычесть 26. Хотя мы могли бы использовать для этого оператор if, существует лучший способ.

Это яркий пример того, где может быть полезно по модулю. Мы можем использовать по модулю для обработки циклов. Это работает, потому что любое число больше 26 будет уменьшено до числа от 0 до 25, поскольку остаток от деления на 26 может быть только от 0 до 25.

Мы можем узнать, что это работает для циклических обходов, наблюдая за следующим поведением:

• \ (25 \% 26 = (0 * 26 + 25) \% 26 = 25 \)
• \ (26 \% 26 = (1 * 26 + 0) \% 26 = 0 \)
• \ (27 \% 26 = (1 * 26 + 1) \% 26 = 1 \)
• \ (28 \% 26 = (1 * 26 + 2) \% 26 = 2 \)
• и так далее…

Затем мы можем просто использовать следующую строку для обработки циклов:

 letter_index = (alpha.find (буква) + ключ)% 26
 

Однако рекомендуется избегать жесткого кодирования чисел, если это возможно. Мы работаем с числом 26, потому что в алфавите 26 букв, а также потому, что alpha имеет длину 26 ( len (alpha) == 26 ). Вместо использования 26 в нашем алгоритме мы должны использовать len (alpha) .

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13 

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (альфа.найти (буква) + клавиша)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква
 

Наконец, то, что мы написали, будет повторяться для каждого символа в сообщении. Вернем нашу последнюю строку.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15 

 def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (alpha.find (буква) + ключ)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква

    вернуть результат
 

Рефакторинг нашего кода

Согласно Википедии, рефакторинг кода — это процесс реструктуризации существующего компьютерного кода без изменения его внешнего поведения.Это очень важный процесс для изучения, потому что он упрощает сопровождение нашего кода, как вы сейчас увидите.

В нашем коде есть два основных недостатка:

1. Наш код часто повторяется.
2. Наш алгоритм можно разбить на более специализированные функции

Глядя на наше окончательное решение, мы можем заметить, что для циклов в encrypt () и decrypt () почти идентичны, за исключением того, что один добавляет ключ, а другой вычитает ключ (# 1).Мы также замечаем, что наш процесс шифрования / дешифрования всего слова может быть разбит на шифрование / дешифрование отдельных букв (как мы это делаем в нашем цикле для ) (# 2). Эти два недостатка можно исправить, просто создав новую функцию.

Давайте создадим новую функцию, get_cipherletter () .

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 год
22
23
24
25
26 год
27
28 год
29
30
31 год
32
33
34 

 def get_cipherletter (new_key, letter):


def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (alpha.find (буква) + ключ)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат +

    вернуть результат

def decrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (alpha.find (буква) - ключ)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква

    вернуть результат
 

Целью этой функции будет просто вернуть новую букву с новым ключом.Мы можем извлечь код из нашей существующей программы, чтобы помочь нам построить это:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 год
22
23
24
25
26 год
27
28 год
29
30
31 год
32
33
34
35 год
36
37
38
39
40 

 def get_cipherletter (new_key, letter):
    # все еще нужна альфа, чтобы искать буквы
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

    если буква альфа:
        вернуть альфу [new_key]
    еще:
        ответное письмо

def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (alpha.find (буква) + ключ)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква

    вернуть результат

def decrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        if буква в альфа: # если буква на самом деле буква
            # найти соответствующую букву зашифрованного текста в алфавите
            letter_index = (alpha.find (буква) - ключ)% len (альфа)

            результат = результат + альфа [letter_index]
        еще:
            результат = результат + буква

    вернуть результат
 

Затем мы удаляем биты кода из наших функций encrypt и decrypt , которые теперь являются избыточными, и заменяем их кодом, который использует функцию:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21 год
22
23
24
25
26 год
27
28 год
29
30 

 def get_cipherletter (new_key, letter):
    # все еще нужна альфа, чтобы искать буквы
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

    если буква альфа:
        вернуть альфу [new_key]
    еще:
        ответное письмо

def encrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = сообщение.верхний ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        new_key = (alpha.find (буква) + ключ)% len (альфа)
        результат = результат + get_cipherletter (новый_ключ, буква)

    вернуть результат

def decrypt (ключ, сообщение):
    сообщение = mesage.upper ()
    alpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    результат = ""

    для письма в сообщении:
        new_key = (alpha.find (буква) - ключ)% len (альфа)
        результат = результат + get_cipherletter (новый_ключ, буква)

    вернуть результат
 

«Но подождите!» — можете спросить вы — «А что, если у нас есть символ? Его не будет в альфа , когда мы будем использовать альфа .find () ! »

И вы правы! И это нормально. Функция .find () возвращает -1 , которое по-прежнему является допустимым числом, и проверка того, существует ли буква в alpha или нет, по-прежнему будет происходить внутри функции. Так что все еще хорошо. Добрый глаз!

На этом этапе мы готовы перейти к следующей лаборатории, где мы будем взламывать шифр с помощью грубой силы!

(PDF) Повышение безопасности метода подстановки шифров Цезаря с использованием рандомизированного подхода для более безопасной связи

Международный журнал компьютерных приложений (0975 — 8887)

Том 129 — No.13, ноябрь 2015 г.

6

Повышение безопасности подстановки шифра Цезаря

Метод с использованием рандомизированного подхода для повышения безопасности

Связь

Атиш Джайн

Департамент компьютерной инженерии

D.J. Колледж Сангви

Инженерное дело

Университет Мумбаи, Мумбаи,

Индия

Ронак Дедия

Кафедра компьютерной инженерии

Д.Дж. Колледж Сангви

Инженерное дело

Университет Мумбаи, Мумбаи,

Индия

Абхиджит Патил

Dept.компьютерной инженерии

D.J. Sanghvi College of

Engineering

Mumbai University, Mumbai,

India

РЕФЕРАТ

Шифр ​​Цезаря — древний элементарный метод шифрования

обычного текстового сообщения в зашифрованный текст, защищающий его от

злоумышленников. Однако с появлением мощных компьютеров

возникла необходимость в увеличении сложности таких методов

.Эта статья вносит свой вклад в область классической криптографии

, предоставляя модифицированную и расширенную версию

для шифра Цезаря с использованием знаний математики и

информатики. Чтобы повысить надежность этого классического метода шифрования

, предлагаемый модифицированный алгоритм использует

концепции аффинных шифров, транспозиционных шифров и

методов рандомизированной подстановки для создания зашифрованного текста

, который практически невозможно декодировать.Это также увеличивает диапазон

символов, который алгоритм шифрования Цезаря может

зашифровать, включая все символы ASCII и расширенный

ASCII в дополнение к алфавитам. Комплексный метод генерации ключей

, который генерирует два ключа из одного ключа, используется

для обеспечения повышенной безопасности. В этой статье предлагается усовершенствованная версия

метода замены шифра Цезаря

, которая может преодолеть все ограничения, с которыми сталкивается классический шифр Цезаря

.

Общие условия

Безопасность, шифрование, шифры, криптография.

Ключевые слова

Шифр ​​Цезаря, шифр подстановки, транспозиционный шифр,

Аффинный шифр, шифрование, дешифрование, криптография, сдвиг

Шифр, рандомизированный, простой текст, зашифрованный текст, криптоанализ.

1. ВВЕДЕНИЕ

В сегодняшнюю информационную эпоху невозможно представить мир

без Интернета. В эту современную эпоху преобладают

безбумажных офисных почтовых сообщений, кассовые операции и виртуальные

универмагов.Большие объемы данных передаются между компьютерами через Интернет

по профессиональным, а также по

личным причинам. Компьютеры соединены между собой

, таким образом, каналы связи, которые использует

компьютеров, подвержены несанкционированному доступу. Следовательно, для защиты таких данных стало необходимо

. Очевидной защитой

будет физическая безопасность (размещение машины, защищенной

, за физическими стенами).Однако из-за стоимости и эффективности

физическая безопасность не всегда является возможным решением. Это

привело к ветке разработки методов виртуальной безопасности для

защиты данных от злоумышленников, называемой криптографией.

Слово криптография произошло от греческого слова

Kryptos, которое используется для обозначения всего, что скрыто,

неясного, секретного или загадочного. Криптография в соответствии с определением

Ямен Акдениз — это «наука и изучение секретного письма»

, которое касается различных способов кодирования данных и обмена данными

для предотвращения раскрытия их содержимого с помощью различных методов, таких как перехват

сообщения или подслушивания.Различные способы включают использование шифров

, кодов, подстановки и т. Д., Чтобы только авторизованные люди

могли правильно просматривать и интерпретировать настоящее сообщение.

Криптография преследует четыре основные цели:

, а именно: 1) конфиденциальность, 2) целостность, 3) отсутствие отказа от авторства

и 4) аутентификация. [1]

Криптография делится на два типа: криптография с симметричным ключом и

криптография с асимметричным ключом.В криптографии с симметричным ключом

один ключ используется отправителем и получателем

. Отправитель использует общий ключ и алгоритм шифрования

для шифрования сообщения. Получатель использует общий ключ

и алгоритм дешифрования для дешифрования сообщения.

В криптографии с асимметричным ключом каждому пользователю назначается пара

ключей, открытый ключ и закрытый ключ. Открытый ключ

объявляется всем участникам, а закрытый ключ хранится в секрете

пользователем.Отправитель использует открытый ключ

, объявленный получателем, для шифрования сообщения. Получатель

использует свой собственный закрытый ключ для расшифровки сообщения.

Что такое шифр?

Метод шифрования любого текста с целью скрыть его

смысл и удобочитаемость называется шифром. Он образован от

арабского слова sifr, что означает ноль или пустой. В дополнение к

шифров, означающим в контексте криптографии, это также означает

комбинацию символических букв, как в буквах для монограммы

, которая представляет собой символ, образованный комбинацией двух или более букв.[2]

Криптоанализ относится к изучению шифров, зашифрованного текста или криптосистем

с целью обнаружения в них слабых мест, которые

позволят извлекать открытый текст из зашифрованного текста,

без обязательного знания ключа или алгоритм. Это

, известное как взлом шифра, зашифрованного текста или криптосистемы

[3]. Слово «взламывание шифра» может быть равнозначно

с термином «ослабление шифра».20

патронов. Хотя он еще не сломан, теперь он намного слабее и

открытый текст может быть найден с относительно меньшим количеством попыток

.

Типы шифрования — Шифрование — Edexcel — GCSE Computer Science Revision — Edexcel

Существует множество различных типов алгоритмов шифрования. Они различаются по сложности и степени безопасности.

Шифр ​​Цезаря

Простой метод шифрования требует использования техники, известной как шифр Цезаря.Эту технику изобрел Юлий Цезарь, живший с 100 по 44 год до нашей эры. Шифр работает, присваивая ключу числовое значение. Каждая буква открытого текста заменяется новой буквой — той, которая находится в позиции исходной буквы в алфавите плюс или минус значение ключа.

Например, значение ключа + три изменит текстовое сообщение «увидимся вечером» на зашифрованное сообщение «vhh brx wrqljkw».

Чтобы расшифровать сообщение, выполняется обратный процесс.

Шифры Цезаря часто показаны с использованием диаграммы колеса шифра Цезаря, чтобы проиллюстрировать, что, когда достигается конец алфавита, он снова возвращается.

Сегодня для шифрования сообщений используются гораздо более сложные алгоритмы. Шифр Цезаря очень легко расшифровать без ключа, поскольку он очень прост.

Асимметричное шифрование — открытый и закрытый ключи

От шифрования мало пользы, если неавторизованным пользователям известен ключ. Они могут использовать его для дешифрования любого сообщения, зашифрованного этим ключом.

Один из способов решения этой проблемы — использовать алгоритм, который генерирует два ключа — открытый ключ и закрытый ключ.

Открытый ключ может быть отдан любому.Затем любой может использовать этот ключ для шифрования сообщения. Однако открытый ключ не может расшифровать сообщение — это может сделать только второй, закрытый ключ. До тех пор, пока закрытый ключ никогда не будет выдан, сообщения будут надежно зашифрованы.

Метод шифрования, использующий таким образом открытый и закрытый ключи, известен как асимметричное шифрование. Существует ряд различных алгоритмов асимметричного шифрования.

Методы шифрования, использующие один и тот же ключ для шифрования и дешифрования, известны как методы симметричного шифрования.

Двойной шифр Цезаря

Двойной шифр Цезаря

Двойной шифр Цезаря

Это задание выполняется индивидуально. Вы можете поделиться идеями
с другими, обсуждайте свои программы и помогайте друг другу отлаживать
глядя на чужой экран; но вы не должны распечатывать
код, которым можно поделиться друг с другом. В конечном итоге вы должны отправить
Наша работа.

Обзор

Важный класс алгоритмов, который некоторые компьютерные ученые
интересуются методами шифрования и дешифрования.Как
можно ли закодировать текст, чтобы никто не мог его прочитать, кроме желаемого
получатель? Это очень важно для коммерческих секретов и правительственных сообщений,
но еще важнее для таких общих потребностей, как безопасный веб-интерфейс
покупок, возможность отправить свой пароль через Интернет без
другие слушают и так далее.

Старый упрощенный трюк — это шифр Цезаря. Выберите ключ из 1 и
25; затем для каждого символа в сообщении сдвигайте каждую букву вперед
клавишей, оборачивая конец алфавита.Например, если
ваше исходное сообщение — «helloyou», и ваш ключ — 2, ваш
зашифрованное сообщение — «jgnnqaqw». Предположительно, Юлий Цезарь использовал
эта техника общения со своими генералами. Очень легко
трещина, однако.

Чуть более сложный, но значительно более эффективный вариант — это
двойной шифр Цезаря. Он работает так же, как шифр Цезаря, но каждый
буква в вашем сообщении сдвигается на другую величину. Сколько?
Он основан на другой строке текста, называемой ключом. Каждая буква в
клавиша сообщает вам, сколько букв нужно продвинуть вперед: a равно 0, a b равно 1,
и так далее.Например, если ваше исходное сообщение — «helloyou» и
ваш ключ — «собака», буква «d» в слове «собака» означает, что вы переключаете первую
буква «helloyou» 3 буквы, «о» в слове «собака» означает, что вы сдвигаете
вторая буква «helloyou» из 14 букв, буква «g» в слове «собака» означает
вы сдвигаете третью букву «helloyou» на 6 букв. Затем вы повторяете
шаблон: четвертая буква «helloyou» сдвигается на 3
букв, пятая буква сдвигается на 14 букв и т. д. Этот
выдает зашифрованное сообщение «ksroceri».Шифры двойного Цезаря
на самом деле довольно сложно взломать.

Просто чтобы помочь прояснить, вот снова та же самая кодировка:

Оригинал: h e l l o y o u
Повторяющаяся клавиша: d o g d o g d o
Зашифровано: k s r o c e r i
 

Ваше задание

Создайте каталог cipher.