4 klasa. Temat 1. Szyfrowanie tekstu metodą podstawieniową

 

Twoje cele:

• Prześledzisz, czym jest i jak działa szyfr Cezara. 
• Zaszyfrujesz przykładową wiadomość. 
• Przeanalizujesz algorytm, sprawdzając, czy szyfr Cezara łatwo jest złamać.

Krok 1.

Warto powtórzyć

• Jakie znasz przykłady szyfrowania informacji?
• W jakim celu szyfruje się informacje?

Krok 2.

W jakim celu stosujemy szyfry?

Wyobraźmy sobie, że nie mamy dostępu do nowych technologii. Jak przekazać ważną wiadomość, aby jej treść nie trafiła w niepowołane ręce?

Aby zapisać wiadomość w taki sposób, aby tylko nadawca i odbiorca mogli ją zrozumieć, należy wykorzystać w tym celu szyfr.

Krok 3. 

Wyjaśnij na czym polega szyfrowania

Kryptografia to sztuka i nauka ukrywania znaczenia informacji w taki sposób, aby tylko niektórzy ludzie ją widzieli. W tej lekcji wprowadzimy jedną z najprostszych metod kryptograficznych, Szyfr Cezara (znany również jako szyfr podstawieniowy).

Nazwa szyfru pochodzi od Juliusza Cezara, który prawdopodobnie używał tej techniki do komunikacji ze swymi przyjaciółmi. 

Gajusz Juliusz Cezar - rzymski polityk, wódz, dyktator i pisarz.

 

Pod pojęciem „szyfr Cezara” kryje się szyfr przesuwający. To niezwykle prosta technika, będąca szczególnym przypadkiem szyfru podstawieniowego, w której każdy znak szyfrowanej wiadomości jest zastępowany innym, oddalonym od niego w alfabecie o określoną odległość. 

W przypadku tego algorytmu ignoruje się wielkość liter. Posłużymy się przykładem, aby sprawdzić, jak działa taka technika. 

Załóżmy, że chcemy zorganizować niespodziewane przyjęcie urodzinowe dla naszego kolegi. Musimy wysłać wiadomość do jego znajomych, kiedy wyjdzie z domu, ale nie chcemy, by przypadkiem ją odczytał. Umówiliśmy się, że zakodujemy wiadomość jak Juliusz Cezar, który stosował przesunięcie o trzy pozycje do przodu. W przypadku tego algorytmu jest to klucz szyfru. Przygotujemy sobie wiadomość do zaszyfrowania, czyli tekst jawny:

Polski alfabet liczy 32 litery, zatem przesuwając cały alfabet o trzy pozycje, otrzymamy następujący szyfr:

Podmieniając każdą literę tekstu jawnego jej zaszyfrowanym odpowiednikiem, otrzymamy następujący wynik, czyli tekst zaszyfrowany:

Tak zaszyfrowany tekst wygląda jak przypadkowa wiadomość, ale może zawierać istotne informacje – w tym wypadku czas, jaki pozostał do powrotu kolegi do domu. Niestety, ze względu na swoją prostotę szyfr Cezara znajduje zastosowanie jedynie tam, gdzie nie zależy nam na gwarancji bezpieczeństwa komunikacji.

Na przykład

Szyfr z przesunięciem o dwie litery:

Krok 4. 

Zaszyfruj krótką wiadomość do koleżanki lub kolegi. Wykorzystaj schemat szyfrowania z tabeli 1.

Krok 5. 

Rozszyfruj wiadomość. Wykorzystaj schemat szyfrowania z tabeli 1.

WLALYZXAVMRZLGIAVXRVQ

Krok 6. Zaszyfruj napis MATEMATYKA szyfrem Cezara.

Krok 6. Zrób ćwiczenia Szpiegowski Szyfrator i 

Szpiegowski Deszyfrator.

Krok 7*.

dalej będzie