шифр Цезаря - Ya

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя
общеобразовательная школа с.Камышки
Александрово-Гайского района Саратовской области
Исследовательская работа
Код Цезаря
Выполнили:
Жандетова Алина, 4 класс
Зимина Арина, 4 класс
Руководитель:
Дугина Ирина Радиковна
учитель информатики и ИКТ
2014г.
Содержание.
1. Введение
3
2. Основная часть.
4
2.1. Немного об истории
5
2.2. Как сделать диск с шифром Цезаря самостоятельно
6
2.3. Можно ли взломать Шифр Цезаря?
6
2.4. Шифр. Каким он должен быть.
8
3. Заключение
9
4. Использованные источники
9
2
Введение
Про шифры каждый из нас, наверняка, что-то знает. Кому хотя бы раз не
хотелось зашифровать свои записи, сделать их понятными лишь немногим?
Можете не сомневаться, вы не одиноки в своих желаниях. Мы на уроке
информатике в 3 классе познакомились с кодом Цезаря и нас интересовал
вопрос: Легко ли разгадать шифр Цезаря ?
Цель работы – изучение истории шифра Цезаря, некоторых способов
шифрования и декодирования
Задачи:
1.Ознакомиться с историей шифра Цезаря
2.Познакомиться с некоторыми способами шифрования и дешифрования
информации
3.Научиться дешифровать код Цезаря.
Объект исследования: шифр Цезаря
Предмет исследования: способы шифрования и дешифрования.
Гипотеза: можно ли взломать шифр Цезаря.
В процессе решения задач по кодированию и декодированию информации
развивается творческое мышление. «КриптографиЯ»- на популярном уровне
знакомит с применением математики для решения задач кодирования и
декодирования. Задания с «секретным» сюжетом вызывают интерес, развивают
внимание и наблюдательность.
3
Основная часть
Основное понятие криптографии - шифр - происходит от арабского
«цифра». Арабы первыми стали заменять буквы на цифры с целью защиты
исходного текста.
Шифрование является преобразованием сообщения по определенным
правилам, что делает его бессмысленным набором знаков для непосвященного в
тайну человека.
Хотя некоторые зашифрованные тексты находят при изучении самых
древних цивилизаций, достоверно описанные способы шифрования дошли до
нас только от античных времён.
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, код Цезаря или сдвиг
Цезаря - один из самых простых и известных методов шифрования.
Шифр
римского
назван
в
честь
императора
Гая
Юлия
использовавшего
Цезаря,
его
для
секретной переписки со своими
генералами.
Каждая буква в этом шифре заменяется другой буквой отстоящей от
первой на определенное расстояние. Например, в шифре со сдвигом 4 «А»
заменяется «Д», «Б» – «Е», «В» –
«Ж» и так далее.
Так, зашифрованное слово
«КТОН»
«ОЦТС»,
будет
а
записано
слово
как
«СТОЛ»,
например, будет выглядеть так:
«ХЦТП».
ОЦТС = КТОН
ХЦТП = СТОЛ
4
Шаг шифрования, выполняемый шифром Цезаря, часто включается как
часть более сложных схем. Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря
легко взламывается и не имеет практически никакого применения на практике.
Немного об истории
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 )
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)
Есть
доказательства,
что
Юлий
Цезарь
использовал также и более сложные схемы.
Неизвестно,
насколько
эффективным
шифр
Цезаря был в то время, но вероятно он был разумно
безопасен, не в последнюю очередь благодаря тому, что
5
большинство врагов Цезаря были неграмотными, и многие предполагали, что
сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке.
Как сделать диск с шифром Цезаря самостоятельно
Для того, чтобы сделать диск с шифром Цезаря самостоятельно, Вам
понадобится распечатать фотографии с двумя дисками большего и меньшего
диаметра.
Вырезав диски, проткните их в центре кнопкой и закрепите с
противоположной стороны кусочком ластика или пробки от бутылки.
Можно ли взломать Шифр Цезаря?
Шифр Цезаря может быть легко взломан даже в случае, когда взломщик
знает только зашифрованный текст. Можно рассмотреть две ситуации:
1. Взломщик знает (или предполагает), что использовался простой шифр
подстановки, но не знает, что это - схема Цезаря.
2. Взломщик знает, что использовался шифр Цезаря, но не знает значение
сдвига.
6
В первом случае шифр может быть взломан, используя частотный анализ.
Взломщик, вероятно, быстро заметит регулярность в решении и поймёт, что
используемый шифр- это шифр Цезаря.
Распределение букв в типичном образце текста на русском языке имеет
характерный и предсказуемый вид. Шифр Цезаря «поворачивает» это
распределение, и возможно определить сдвиг, проверяя график частот для
каждого из возможных сдвигов
Во втором случае взлом шифра является даже более простым. Существует
не так много вариантов значений сдвига (33 для русского языка), все они могут
быть проверены «методом грубой силы». Один из способов сделать это выписать отрывок зашифрованного текста в столбец всех возможных сдвиговтехника, иногда называемая как «завершение простого компонента».
Рассмотрим пример для зашифрованного текста «EXXEGOEXSRGI»;
открытый текст немедленно опознается глазом в четвертой строке.
Сдвиг де шифровки
Открытый текст
7
0
exxegoexsrgi
1
dwwdfndwrqfh
2
cvvcemcvqpeg
3
buubdlbupodf
4
attackatonce
5
zsszbjzsnmbd
6
yrryaiyrmlac
…
23
haahjrhavujl
24
gzzgiqgzutik
25
fyyfhpfytshj
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
зашифрованный текст, тогда в некоторой другой строке мы увидим открытый
текст.
Шифр. Каким он должен быть.
При шифровании должны выполняться определённые условия. Во-первых,
различные буквы должны обозначаться разными знаками: иначе получатель
должен будет гадать, какую букву обозначает то или иной знак. Далее, шифр
должен быть трудно разгадываем – лёгкие шифры можно применять лишь при
условии, что у противника нет времени на разгадку. Наконец, секретность
шифра
должна
сочетаться
со
сравнительной
несложностью
операции
кодирования: иначе на них уйдёт столько времени, что переданная информация
устареет. А если раскодирование потребует слишком много усилий, то можно
8
оказаться в положении легендарного писца. Он писал за плату письма на
восточном базаре, но при этом взимал плату ещё и как гонец. Дело было в том,
что написанное им никто, кроме него самого, понять не мог.
Заключение
Криптография – важнейшая наука, без которой невозможно было бы
сохранение личной информации в секрете. Способы криптографии постоянно
усложняются. Сейчас без шифрования и защиты информации не может
существовать ни одно предприятие, имеющее какие-либо ценные или научные
сведения.
Тема, рассматриваемая мной, очень актуальна и потому , что нас
постоянно окружают различные знаки и символика.
Задание со «шпионским» сюжетом вызывают у нас интерес, развивают
внимание и наблюдательность, смекалку и сообразительность. Приучает к
порядку и аккуратности, помогает в учебе, заставляет заглянуть за страницы
учебника. Мы не будем останавливаться на знании Шифра Цезаря, ведь
существует множество и других видов. Шифры - это интересно!
Использованные источники
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B8%D1%84%D1%80_%D0%A6
%D0%B5%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%
D0%B8%D1%8F_%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0
%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%B8
3. Карпенко А.Г. Занимательные шифры-головоломки. /Журнал «Квант», №5,
1977
4. Козина М.Е. Сборник элективных курсов по математике. – Волгоград:
2006
9