Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Апреля 2013 в 11:52, творческая работа
Цель исследования:
изучить литературу по криптографии и её истории;
изучить тайны шифра замены в криптографии;
исследовать классические произведения детективного жанра (А. Конан Дойля, Э. По).
Муниципальная НПК учащихся «Мой мир – мои открытия»
«Кодирование информации в литературных произведениях»
информатика
исследовательская работа
9 - 10 класс
Автор: Переверзев Серей 5 .07. 1997 г.
Красноярский край, Ирбейский район, д. Елисеевка,
ул. 40-лет Октября, дом 9
Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
«Елисеевская основная общеобразовательная школа»
9 класс
Образовательная программа
Руководитель: Милютина Ирина Анатольевна,
МОБУ «Елисеевская ООШ» учитель информатики, т. 89245190745
E-mail milira69@mail.ru
Переверзев Сергей
Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение «Елисеевская основная общеобразовательная школа» 9 класс
«Криптография в литературных произведениях»
Руководитель: Милютина Ирина Анатольевна, учитель информатики
Аннотация
Цель исследования:
Задачи исследования:
В работе были использованы методы исследования: изучение литературы по криптографии, анализ художественных произведений по использованию элементов криптографии. При исследовании литературных произведений мы осуществим вскрытие некоторых шифров замены, обратив внимание на то, какие неожиданные обстоятельства при этом используются.
В последнее время вместе с развитием телекоммуникационных систем, распространением средств вычислительной техники расширилось применение криптографии. Стала формироваться новая область знаний – информационная безопасность.
Практическое применение криптографии стало неотъемлемой частью жизни современного общества — её используют в таких отраслях как электронная коммерция, электронный документооборот (включая цифровые подписи), телекоммуникации и других.
Криптография оказала влияние и на литературу. Впервые как центральный элемент художественного произведения криптография используется в рассказе «Золотой жук» Эдгара Аллана По 1843 года. Лучшим описанием применения криптографии является рассказ 1903 года Артура Конан Дойля «Пляшущие человечки».
Как показало наше исследование, что очень важно уметь шифровать и расшифровывать информацию, особенно в наш современный век, когда информация может стать общедоступной.
Основная часть
В последнее время вместе с развитием телекоммуникационных систем, распространением средств вычислительной техники расширилось применение криптографии. Стала формироваться новая область знаний – информационная безопасность.
Практическое применение криптографии стало неотъемлемой частью жизни современного общества — её используют в таких отраслях как электронная коммерция, электронный документооборот (включая цифровые подписи), телекоммуникации и других.
Данная тема была рассмотрена и на правительственном уровне: «25 января 2008 Правительством РФ утверждены Положения, определяющие порядок лицензирования деятельности по распространению шифровальных (криптографических) средств, лицензирования деятельности по техническому обслуживанию шифровальных (криптографических) средств, лицензирования предоставления услуг в области шифрования информации, лицензирования разработки, производства шифровальных (криптографических) средств, защищенных с использованием шифровальных (криптографических) средств информационных и телекоммуникационных систем…»
Данная проблема заинтересовала нас
прежде всего тем, что являясь
активными пользователем
Нас волнует вопрос сохранения секретности информации, поэтому мы попытались как можно глубже рассмотреть вопрос о шифрах и их применении при этом использовали общедоступные литературные произведения.
Гипотеза:
Если вы хотите передать свое текстовое сообщение адресату так, чтобы оно осталось тайным для постороннего лица, то вам понадобятся знания криптографии.
Библиография (основные источники):
С целью изучения данной проблемы мы познакомились с рядом литературных источников. Так о криптографии мы узнали из книги Жельникова В. «Криптография от папируса до компьютера». О шифрах в трудах М. Герднера «От мозаик Пенроуза к надежным шифрам». Вопрос о шифрах замены освещен в книге А. Саломаа «Криптография с открытым ключом». Об истории криптографии из книги Соболева Т. А. «Тайнопись в истории России» и на сайтах http://www.agentura.ru. О шифровальных устройствах на сайте http://www.phreaking.ru. На сайте http://www.uvo.su мы узнали о планах Правительства Росси о лицензировании шифровальных устройствами и работе связанной с ними. Для исследования детективных произведений по использованию шифров мы воспользовались книгами А. Конан Дойла «Записки о Шерлоке Хомсе» (рассказ «Пляшущие человечки») и Э По «Стихотворения. Проза» («Золотой жук»).
Основное содержание
Цель: узнать, что означает слово «криптография», какие существую коды, шифры, где и как их применяли и применяют.
Задача: исследовать информационные источники по криптографии и истории кодирования информации, проанализировать способы кодирования информации (шифры замены), расшифровать используемое кодирование в произведениях «Пляшущие человечки» А. Кона Дойля и «Золотой жук» Эдгара По.
Методы: чтение литературных произведений и поиск информации в поисковиках Интернета.
Термин криптография происходит от двух греческих слов: "криптос" — тайна и "графейн" — писать — и означает тайнопись. "Тайнопись" как раз и подразумевает, что вы скрываете смысл своего сообщения.
Сообщение, которое вы хотите передать адресату, будем называть открытым сообщением. Например, одним из открытых сообщений является фраза
КОРАБЛИ ОТХОДЯТ ВЕЧЕРОМ.
Для сохранения сообщения в тайне оно преобразуется криптографическими методами и только после этого передается адресату. Преобразованное сообщение будем называть шифрованным сообщением (или зашифрованным сообщением). Другое название зашифрованного сообщения — криптограмма (или шифртекст). Данное сообщение в зашифрованном виде выглядит так:
ЮПЯТБНЩМСДТЛЖГПСГХСЦЦ.
Зашифрованное сообщение необязательно должно быть последовательностью букв. Часто зашифрованное сообщение может представлять собой последовательность цифр или специальных знаков (например, "пляшущих человечков").
Процесс преобразования открытого сообщения в шифрованное будем называть шифрованием. Адресат должен точно знать, как из шифрованного сообщения получить открытое, то есть как провести расшифрование.
При выборе правила шифровании надо стремиться к тому, чтобы посторонние лица, не знающие правила pасшифрования, не смогли восстановить по криптограмме открытое сообщение. В этом случае вы скроете смысл сообщения и обеспечите «тайнопись».
Для удобства дальнейшего изложения обозначим буквой А открытое сообщение, В – шифрованное сообщение, f – правило шифрования, g - правило расшифрования. В этом случае зашифрование открытого сообщении А и шифрованное сообщение В можно записать в виде f(A)=B. Обратное преобразование, то есть получение открытого сообщении А путем расшифрования В, запишется в виде g(B) = А.
Правило шифрования f не может быть произвольным. Оно должно быть таким, чтобы по шифртексту В с помощью правила расшифрования g можно было однозначно восстановить открытое сообщение А. Однотипные правила зашифрования можно объединить в классы. Внутри класса правила различаются между собой по значениям некоторого параметра, который может быть числом, таблицей и т.д. В криптографии конкретное значение такою параметра обычно называют ключом. По сути дела, ключ выбирает конкретное правило зашифрования из данного класса правил.
Зачем понадобилось вводить понятие ключа? Есть по крайней мере два обстоятельства, которые позволяют понять необходимость этого. Во-первых, обычно шифрование производится с исполыонанием специальных устройств. У вас должна быть возможность изменять значение параметров устройства, чтобы зашифрованное сообщение не смогли расшифровать даже лица, имеющие точно такое же устройство, но не знающие выбранного вами значения параметра. Во-вторых, длительное использование одного и того же шифрующего преобразования, как правило, приводит к вскрытию открытого сообщения. Поэтому необходимо периодически менять правило зашифрования.
С учетом понятия ключа процесс зашифрования можно описать так: fα (А) = В,
где α— выбранный ключ, известный отправителю и адресату.
Для каждого ключа а преобразование fα должно быть обратимым, то есть должно существовать обратное преобразование gα, которое при выбранном ключе α однозначно определяет открытое сообщение А по шифрованному сообщению В:
gα(В) = А
Совокупность преобразований fα и соответствующий им набор ключей будем называть шифром.
Из всех имеющихся шифров мы исследуем шифры замены.
Шифрами замены называются такие шифры, преобразования которых заключаются в замене каждого символа открытого сообщения на другие символы — шифробозначения, причем порядок следования шифробозначений совпадает с порядком следования соответствующих им символов открытого сообщения. В качестве примера преобразования шифра замены можно привести такое правило. Каждая буква исходного сообщения заменяется на ее порядковый номер в алфавите. В этом случае исходный буквенный текст преобразуется в числовой.
Как правило, шифр известен, а использованный ключ — нет. Для определения исходного текста по шифрованному при неизвестном ключе возможны два подхода: первый — определить ключ и затем найти исходное сообщение расшифрованием; второй — найти исходное сообщение без определения ключа. Получение открытого сообщения по шифрованному без заранее известного ключа называется вскрытием шифра (или дешифрованием), в отличие от расшифрования — когда ключ известен.
Под надежностью шифра понимается способность противостоять попыткам провести его вскрытие. При анализе надежности шифра обычно исходят из принципа, сформулированного голландцем Огюстом Керкхоффом (1835—1903). Согласно этому принципу предполагают, что при дешифровании криптограммы "противнику" известно о шифре все, кроме используемого ключа. То есть надежность шифра определяется только секретностью ключа. Одной из естественных оценок надежности шифра является число его возможных ключей. Ведь вскрытие шифра можно осуществлять перебором всех возможных его ключей.
Подчас смешивают два понятия: шифрование и кодирование. Для шифрования надо знать шифр и секретный ключ. При кодировании нет ничего секретного, есть только определенная замена букв или слов на заранее определенные символы. Методы кодирования направлены, как правило, не на то, чтобы сделать тайным открытое сообщение, а на то, чтобы представить его в более удобном виде для передачи по техническим средствам связи, для уменьшения длины сообщения и т.д. В принципе кодирование, конечно же, можно рассматривать как шифр замены, для которого "набор" возможных ключей состоит только из одного ключа (например, все знают, что буква "а" в азбуке Морзе всегда кодируется знаками • —).
История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет. Начало криптографии совпадает с началом письменности, так как написанный текст мог понять только умеющий читать.
Имеются свидетельства, что криптография как техника защиты текста возникла вместе с письменностью, и способы тайного письма были известны уже древним цивилизациям Индии, Египта и Месопотамии. В древнеиндийских текстах среди 64-х искусств названы способы изменения текста, некоторые из них можно отнести к криптографическим. Автор таблички с рецептом для изготовления глазури для гончарных изделий из Месопотамии использовал редкие обозначения, пропускал буквы, а имена заменял на цифры, чтобы скрыть написанное
Первым описал использование шифровального устройства Плутарх, первым дешифровальщиком был Аристотель.
Расцвет криптографии приходится на средние века.
Информация о работе Кодирование информации в литературных произведениях