Jak vyrobit a použít Cipher Wheel

obsah článku

1. Co je kryptografie?
1.1. Historie kryptografie a kódování zpráv
1.2. Různé způsoby šifrování zpráv
2. Materiály potřebné k vytvoření šifrovacího kola
3. Pokyny pro výrobu Caesarova šifrovacího kola
4. Jak používat kolečko Caesar Cypher
4.1. Šifrování zprávy
4.2. Dešifrování zprávy
5. Co budete rozvíjet a učit se

co je kryptografie?

kryptografie (kryptologie) je studie způsobů, jak provádět bezpečnou komunikaci. Přesněji řečeno, kryptografie zkoumá způsoby šifrování a dešifrování zpráv, aby zůstaly soukromé, a zabývá se vývojem protokolů, které s tím mohou pomoci. Slovo kryptografie pochází z řeckých slov kryptós, což znamená „skryté“ a graphein, což znamená psaní.

historie kryptografie a kódování zpráv

kryptografie se používá od starověku, protože vždy bylo nutné udržovat určité zprávy soukromé. Nejstarší šifrovaný text pochází z Egypta a je datován 1900 BCE, ale různé způsoby kódování zpráv byly nalezeny v různých kulturách, od Řecka a Persie po Indii.

jeden z populárnějších substitučních šifer, Caesar cipher, byl vynalezen Juliem Caesarem jako způsob, jak posílat tajné zprávy svým generálům. To je také známé jako Shift šifra.

v moderní historii byl nejznámějším příkladem šifrování stroj Enigma, který Německo používalo ke kódování svých zpráv během 2. světové války. Britský bombe byl dešifrovací stroj představený a vyvinutý Alanem Turingem v Bletchley Parku, který měl obrovský dopad na ukončení 2. světové války.

dnes bylo vynaloženo mnoho času a úsilí na hledání nových a lepších způsobů, jak zajistit naši komunikaci a soukromí. Kryptografie je obzvláště důležitá v oblasti internetové bezpečnosti kvůli obrovskému množství dat proudících na internetu dnes a nebezpečí hackování soukromých dat.

různé způsoby šifrování zpráv

v minulosti se kryptografie zaměřila na způsoby, jak učinit určité zprávy (prostý text) nepochopitelnými (šifrový text). Reverzní proces, nazvaný dešifrování, překládá šifrovaný text zpět do prostého textu.

první metody šifrování zpráv byly transpozice, jednoduché zakódování písmen ve větě (přesmyčka). Poté přišla substituční šifra, která představuje algoritmický způsob šifrování zpráv. Používá klíč (číslo), který posune prostý text o počet písmen klíče (příklad: a se stává D, pokud je klíč 3).

Caesarova šifra je příkladem substituční šifry. Tento klíč by měl být mezi lidmi zapojenými do komunikace soukromý. Tato metoda je však poměrně náchylná k útokům hrubou silou, protože existuje omezený počet možných klíčů.

později existovaly různé metody, kde klíčem bylo slovo. To bylo bezpečnější, ale stále není příliš těžké prolomit.

v moderní době, se schopnostmi počítačů, potřebujeme mnohem lepší způsoby šifrování informací. Velkým průlomem byla změna ze symetrického klíče (odesílatel i příjemce mají stejný klíč) na asymetrický nebo veřejný klíč.

v tomto systému je veřejný klíč, který se používá pro šifrování, volně distribuován a spárován se soukromým klíčem. Soukromý klíč se používá k dešifrování a musí zůstat v tajnosti. Tato změna měla obrovský dopad na zvýšení bezpečnosti naší komunikace.

není pochyb o tom, že se toto pole bude i nadále vyvíjet, protože metody hackerů, kteří se chtějí dostat k našim soukromým informacím, se také zlepšují.

ale Udělejme si výlet do historie a vyrobme si vlastní šifrovací kolo tak, jak to udělal Julius Caesar.

materiály potřebné k vytvoření šifrovacího kola

1. lepenka. Použijeme karton k výrobě rotujících kol pro naši šifru. Běžná lepenková krabice bude dělat pěkně. Můžeme také použít obyčejný papír, ale s silnějšími materiály, jako je lepenka, by bylo snazší pracovat.
2. dělič. Dělič použijeme k vytvoření dvou kruhů na naší lepence. Jeden menší a jeden větší. Budou základem našeho šifrovacího kola.
3. nůžky. A nemůžeme řezat kruhy z lepenky bez nůžek. Místo nůžek můžeme také použít skalpel, pokud je to pohodlnější.
4. pravítko. Použijeme pravítko k vytvoření stejných polí na našem šifrovacím kolečku. Pravítko je skvělé, protože můžeme táhnout rovné čáry přes obě kola, která jsme vytvořili z lepenky. Zde můžeme také použít úhloměr k měření stejných polí a vytvoření podpůrných čar, které spojíme s pravítkem.
5. Pin. Potřebujeme jeden kolík pro připojení menších a větších kartonových kruhů, abychom získali točící se kolo.
6. tužka. Budeme potřebovat tužku, abychom nakreslili čáry a vytvořili pole na našem šifrovacím kolečku. Také budeme potřebovat psát dopisy, které použijeme k dešifrování zprávy.
7. barevné tužky nebo značky. K ozdobení našeho šifrovacího kola můžeme použít různé barevné tužky nebo značky. Nejsou povinné, ale určitě budou naše kolo vypadat skvěle.

pokyny k vytvoření Cipher Wheel

můžete sledovat video na začátku článku, abyste viděli vytvoření cipher wheel v akci, nebo pokračujte ve čtení krok za krokem, jak jej vytvořit.

1. vezměte jeden kus lepenky a dělič. Rozložte dělič na jeho maximální poloměr a nakreslete kruh. Kruh kolem 20 cm bude dobrý pro náš větší kruh, ale pro větší šifrové kolo ho můžete ještě zvětšit.
2. vezměte druhý kus lepenky a dělič a nakreslete jeden menší kruh. Můžete použít pravítko

   pro měření o několik centimetrů menší poloměr. 3-4 cm menší poloměr než první kruh bude stačit.

3. odřízněte oba kruhy nůžkami nebo skalpelem.
4. vezměte jeden kolík a připojte menší kruh k většímu kruhu tím, že je spojíte do středu. Prozatím bychom měli kolík odstranit, protože jsme chtěli vytvořit malou díru pro označení středu. Takže vyjměte kolík, ale udržujte kruhy tak – jak byly-menší na větší ve středu.
5. Metoda 1, bez úhloměru: vezměte pravítko a tužku a nakreslete vodorovnou a svislou čáru, která prochází středem (kde je otvor od kolíku). Nyní jsme rozdělili oba naše kruhy na 4 části. Nakreslete další 2 řádky, tentokrát diagonálně. Nyní jsme rozdělili kruhy na 8 částí. Nyní nakreslete více čar uprostřed každého pole a získejte 16 částí. A ještě jednou získat 32 dílů. To je dost, aby se vešly celou abecedu.
6. Metoda 2 s úhloměrem: pokud máte úhloměr, nyní by bylo vhodné jej použít. Můžete vytvořit pole stejné velikosti, bez ohledu na to, kolik polí potřebujete. Například, pokud chcete mít 26 polí, aby se vešly všechny písmena anglické abecedy, můžete rozdělit 360 S 26 (360 stupňů/26 polí=13,85). Takže bychom měli nakreslit čáru na každých 13,85 stupňů kolem našeho šifrovacího kola.
7. nyní znovu použijte kolík pro připojení menšího kola na větší kolo. To umožní, aby se menší kolo otáčelo uvnitř většího kola.
8. napište písmena abecedy do polí obou kruhů ve stejném pořadí. Pokud zbývají nějaká nadbytečná pole, můžete nakreslit libovolný tvar nebo nechat prázdný.
9. Vybarvujte a ozdobte své kolo pomocí barevných tužek nebo značek a jste připraveni šifrovat a dešifrovat tajné zprávy!

jak používat Caesar Cypher Wheel

šifrování zprávy

rozhodněte se o klíči, který budete používat. Řekněme například, že klíč je 5-vpravo.

zapište si klíč a osoba, které zprávu posíláte, ten, kdo zprávu dešifruje, musí tento klíč znát. Zarovnejte oba kruhy šifrovacího kola. Takže stejné písmeno na menším kruhu musí být pod tímto písmenem na větším kruhu.

nyní přesuňte menší (spodní) kružnici několikrát ve směru, který je na klíči. V našem příkladu, kde je klíč 5-vpravo, se A stane F (B -1, C-2, D-3, E-4, F-5).

zapište na papír svůj šifrový text z menšího kruhu. Najdeme písmeno, které chceme zašifrovat, na velkém kruhu a na papír napíšeme odpovídající písmeno (šifrované písmeno) z menšího kruhu.

dešifrování zprávy

máte tajnou zprávu! Úžasný. Potřebujete znát klíč, kterým je zpráva šifrována. Takže máte nějaké bláboly na papíře a klíč, který říká 5-vpravo.

Vezměte kolo a zarovnejte jej tak, aby nahoře a ve spodním kruhu bylo stejné písmeno.

nyní přesuňte menší (spodní) kružnici několikrát – 5krát doprava. Podívejte se na šifrované písmeno z papíru na menším kruhu a zapište odpovídající písmeno na velký kruh nad ním. Až skončíte se všemi písmeny, budete znát svou zprávu!

co budete rozvíjet a učit se

• základní znalosti kryptografie-šifrování – dešifrování, algoritmy.
• technické dovednosti-návrhem a vytvořením vlastního šifrovacího nástroje.
• matematické dovednosti-pomocí klíče musíme počítat.
• abeceda-psaní a čtení písmen pro šifrování a dešifrování zpráv.
• logické dovednosti-přemýšlením o systému pro šifrování zpráv a čtením klíče je musíme dešifrovat.
• okulomotorické dovednosti – pomocí kola rozvíjíme okulomotorické dovednosti.

pokud Vás zajímají zábavnější aktivity z technologie a matematiky bez použití obrazovky, Podívejte se:

• Jak vyrobit Hanoj věž pro vynikající logické puzzle, které může být snadné nebo těžké, stejně jako chcete.
• Prozkoumejte tajemné číslo Pi (Π), abyste se dozvěděli o tomto fascinujícím čísle a snadném způsobu, jak to prokázat.
• zábavné aktivity pro procvičování odpovídajících vzorů pro zlepšení logických dovedností a aktivita je vhodná i pro nejmladší publikum.
• Jak vyrobit kartonové hodiny a naučit se říkat čas je skvělá aktivita, která učí děti o hodinách a čase zábavným způsobem. A už máte všechny materiály, které potřebujete.
• nebo můžete jít trochu pokročilejší a naučit se, jak vytvořit svůj vlastní projektor z lepenky a sledovat videa na velké obrazovce kdekoli.

přihlaste se k odběru našeho zpravodaje

pokud hledáte skvělé aktivity STEM pro děti a tipy pro rozvoj dětí, jste na správném místě! Podívejte se na níže uvedené kategorie a najděte pro vás tu správnou aktivitu.