«Тайна пляшущих человечков». Шерлок Холмс и шифр простой замены
Скачать 69.98 Kb.
|
| Автор: Мильтов Максим, ученик 7 класса МОУ СОШ №9 г. Усть-Кут Иркутская область Руководитель: Новикова Светлана Игоревна, учитель МОУ СОШ №9 г.Усть-Кут Иркутская область Тема: « Тайна пляшущих человечков». Шерлок Холмс и шифр простой замены. Образовательное учреждение: МОУ СОШ №9, г. Усть-Кут, Иркутская область. Используемые медиаресурсы: текстовый редактор WORD, ресурсы сети Интернет. Цель проекта:
Задачи:
Как передать нужную информацию нужному адресату в тайне от других? Каждый в разное время и с разными целями наверняка пытался решить для себя эту практическую задачу. Выбрав подходящее решение, он, скорее всего, повторил изобретение одного из способов скрытой передачи информации, которым уже не одна тысяча лет. Размышляя над задачей , нетрудно прийти к выводу, что есть три возможности. 1. Создать абсолютно надежный, недоступный для других канал связи между абонентами. 2. Использовать общедоступный канал связи, но скрыть сам факт передачи информации. 3. Использовать общедоступный канал связи, но передавать по нему нужную информацию в так преобразованном виде, чтобы восстановить ее мог только адресат. Такие методы и способы преобразования информации называются шифрами. Шифрование (зашифрование) - процесс применения шифра к защищаемой информации, т.е. преобразование защищаемой информации (открытого текста) в шифрованное сообщение (шифртекст, криптограмму) с помощью определенных правил, содержащихся в шифре. Дешифрование - процесс, обратный шифрованию, т.е. преобразование шифрованного сообщения в защищаемую информацию с помощью определенных правил, содержащихся в шифре. Криптография - прикладная наука, она использует самые последние достижения фундаментальных наук и, в первую очередь, математики. Криптография ровесница письменности. Эта наука прошла путь от папируса до компьютера и по возрасту старше Египетских пирамид. Она в своем развитии прошла через этапы: «криптография как искусство» и «криптография как ремесло» к этапу «криптография как наука». Криптография всегда развивались в тесном взаимодействии с математикой. История защиты информации начинается, по всей вероятности, где-то в то время, когда люди начали учиться общаться при помощи переписки. Естественно, им потребовались способы обеспечить ее секретность. Наиболее известными и часто используемыми шифрами являются шифры замены. Они характеризуются тем, что отдельные части сообщения (буквы, слова, ...) заменяются на какие-либо другие буквы, числа, символы и т.д. При этом замена осуществляется так, чтобы потом по шифрованному сообщению можно было однозначно восстановить передаваемое сообщение. Пусть, например, зашифровывается сообщение на русском языке и при этом замене подлежит каждая буква сообщения. Формально в этом случае шифр замены можно описать следующим образом. Для каждой буквы исходного алфавита строится некоторое множество символов так, что множества и попарно не пересекаются при , то есть любые два различные множества не содержат одинаковых элементов. Множество называется множеством шифробозначений для буквы . При зашифровании каждая буква открытого сообщения, начиная с первой, заменяется любым символом из множества . Если в сообщении содержится несколько букв , то каждая из них заменяется на любой символ из . За счет этого с помощью одного ключа (1) можно получить различные варианты зашифрованного сообщения для одного и того же открытого сообщения. Например, если ключом является таблица а б в г д е ж з и к л м н о п р 21 37 14 22 01 24 62 73 46 23 12 08 27 53 35 04 40 26 63 47 31 83 88 30 02 91 72 32 77 68 60 44 10 03 71 82 15 70 11 55 90 69 38 61 54 09 84 45 с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я 20 13 59 25 75 43 19 29 06 65 74 48 36 28 16 52 39 07 49 33 85 58 80 50 34 17 56 78 64 41 89 67 93 76 18 51 87 66 81 92 42 79 86 05 57 то сообщение ``я знаком с шифрами замены'' может быть зашифровано, например, любым из следующих трех способов: 16 55 54 10 69 09 61 89 29 90 49 44 10 08 02 73 21 32 83 54 74 41 55 77 10 23 68 08 20 66 90 76 44 21 61 90 55 21 61 83 54 42 57 30 27 10 91 68 32 20 80 02 49 45 40 32 46 55 40 08 83 27 42
Некоторые сведения о свойствах шифров и их применении можно найти и в художественной литературе, особенно в приключенческой, детективной и военной. Хорошее подробное объяснение особенностей одного из простейших шифров - шифра замены и методов его вскрытия содержится в двух известных рассказах: ``Золотой жук'' Э.По и ``Пляшущие человечки'' А.Конан Дойла. В своей литературной жизни Холмсу по крайней мере дважды приходилось иметь дело с шифрами. Когда в рассказе «Долина страха» великому сыщику передали послание, закодированное сообщником его заклятого врага, профессора Мориарти, детектив с помощью блестящих логических построений приходит к выводу о том, какая именно книга использовалась для кодирования. В «Долине страха» Холмс дешифрует криптограмму только благодаря своим удивительным способностям к дедуктивному мышлению и поэтому совершенно не нуждается в знании криптоаналитических методов. Свое глубокое знание этого предмета, равно как и всех других, с которыми он сталкивается в избранном им занятии, Холмс проявил в рассказе «Пляшущие человечки». Пляшущие человечки – это маленькие, изображенные палочками фигурки, руки и ноги которых занимают различные положения. Они представляют собой знаки шифра. Холмс говорит: «Я превосходно знаком со всеми видами тайнописи и сам являюсь автором научного труда, в котором проанализировано 160 различных шифров, однако я вынужден признаться, что этот шифр для меня совершенная новость». И действительно, перед Холмсом стояла значительно более сложная задача, чем перед каким-либо другим литературным криптоаналитиком, так как Холмсу пришлось иметь дело с очень коротким текстом, насыщенным именами. Весь перехваченный материал состоял из пяти сообщений. В самом начале у Холмса была лишь одна записка. С ней он сделал первые шаги, а весь шифр вскрыл по этой и по следующим трем запискам общим объемом в 38 букв, из которых 8 встречаются только по одному разу. В этих записках 4 слова из 9 приходятся на имена, а остальные 5 не входят в число 10 самых частых английских слов, которые обычно составляют четвертую часть текста на английском языке. Трудность вскрытия шифра в таких условиях свидетельствует о силе и гибкости ума знаменитого детектива. Холмс начинает дешифрование криптограммы со своих обычных строгих логических построений, то есть с анализа частот встречаемости знаков. В первой записке было 15 пляшущих человечков. Из них четыре – с распростертыми руками и ногами, а у трех фигурок была согнута левая нога. Холмс сразу же выделяет четыре фигурки как букву «е». Но при коротких текстах нельзя полностью полагаться на законы статистики. Поэтому было вполне вероятно, что букву «е» скрывают три фигурки с согнутой левой ногой, или что эта буква кроется в любой из одиночных фигурок, или даже что в первой записке совсем нет буквы «е». Вряд ли Холмс этого не знал. Тем не менее «с некоторой уверенностью» он закрепляет именно эту фигурку за «е». Холмс, конечно, был прав. Определив, что фигурки с флажками означают концы слов, Холмс заметил, что две из выделенных им четырех фигурок держат флажки, и тотчас же связал это с известным фактом, что слова в английском языке чаще всего оканчиваются на букву «е». Его быстрый ум, видимо, уловил разнообразие соседних с «е» знаков. Но все это пронеслось в его мозгу на уровне подсознания, чем и объясняется характерная для Холмса быстрота логических рассуждений. Холмс понимает, что трудно чего-либо добиться, имея лишь одну записку. После получения еще трех он убеждается, что анализ частот встречаемости букв не срабатывает при таком коротком тексте. Не преуспев со своим любимым методом дедукции, Холмс ловко переключается на индукцию. Действует он блестяще: догадавшись сначала, что пятизначное слово с буквой «е» на втором и четвертом местах, которое представляет собой самостоятельное сообщение, должно быть словом «never», сыщик затем приходит к мысли, что в записках встречается имя «Elsie», и находит его. Оказавшись на верном пути, Холмс прилагает дополнительные энергичные усилия и успешно завершает процесс дешифрования. Члены клуба почитателей Шерлока Холмса, в том числе и президент США Франклин Делано Рузвельт, провели многие вечера в поисках закономерностей построения фигурок. Их усилия были напрасными. Выводы: При анализе шифрованного сообщения следует исходить из того, что число различных вариантов для части определяемого ключа не такое уж большое, если вы находитесь на правильном пути. В противном случае либо вы получите противоречие, либо число вариантов ключа будет сильно возрастать. Обычно, начиная с некоторого момента определение открытого сообщения становится делом техники.
Долгое время занятие криптографией было уделом чудаков-одиночек. Среди них были одаренные ученые, дипломаты, священнослужители. Известны случаи, когда криптография считалась даже черной магией. Этот период развития криптографии как искусства длился с незапамятных времен до начала ХХ века, когда появились первые шифровальные машины. Понимание математического характера решаемых криптографией задач пришло только в середине ХХ века. Во время работы над проектом я узнал много нового о приложении математики к сохранению и защите информации. Кроме того, я попробовал самостоятельно составить шифр простой замены. А помогли мне в этом рассуждения Шерлока Холмса при раскрытии тайны пляшущих человечков. Подготовка к презентации. Для создания презентации были использованы возможности текстового редактора WORD. Итоговый материал представлен в виде презентации, выполненной в редакторе POWER POINT. Иллюстрированный материал был собран благодаря сети Интернет (Internet Explorer) на различных сайтах. Информационные источники в сети Интернет:
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «воспитанных человечков» за дисциплину в школе. Со второй четверти ребята сами разукрашивали «умных человечков». Я определяла, в... |  | Программа форума включает 20 номинаций по призванию к будущей профессии:... Юбилейном XV московском Международном форуме «Одаренные дети» проводимом в 2012 году под девизом «Добровольчество нравственный идеал... |
| Производство работ капитального характера с учетом ограничений, связанных... Устранения неисправностей всех изношенных элементов здания посредством их восстановления или замены (кроме полной замены несущих... | | «Тайна человека в романе «Бедные люди» В августе 1839 года, в письме к брату Михаилу, Достоевский писал: “Человек есть тайна. Ее надо разгадать, и ежели будешь ее разгадывать... |
| Вопрос: Врачебная тайна. Клятва врача. Клятва Гиппократа. Ответ: Клятва врача. Врачебная тайна Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993 г. N 5487-I | | Модель психолого-педагогического сопровождения Как писал немецкий философ ХХ века Карл Ясперс, «детство есть тайна и эта тайна откроется только тому, у кого к ней есть шифры».... |
| Практикум для студентов специальности асу пермь, 2001 Лабораторная... Цель: Знакомство со средой программирования, создание, отладка и выполнение простой программы, содержащей ввод/вывод информации и... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Танцевальное искусство с незапамятных времен занимало в жизни человека важное место. Уже в наскальных рисунках, созданных несколько... |
| Сценарий линейки открытия лингвистической недели Доктор Ватсон: Холмс, мне пришло странное письмо с предложением посетить пациента (показывает письмо) | | 24 декабря учащиеся нашей школы посетили Драматический театр г. Иваново,... Драматический театр г. Иваново, где посмотрели музыкальную сказку "Необыкновенная тайна". Там же была организованна встреча с Дедом... |
| Учебный курс:«Европейская интеграция: история и современность» Шифр... ... | | Самый драгоценный дар, который человек получает от природы, здоровье.... Недаром в народе говорят: "Здоровому все здорово"! Об этой простой и мудрой истине следует помнить всегда, а не только в те моменты,... |
| Программа : Школа России Цель: Познакомить детей с произведением... Планируемый (гарантируемый) результат предметных умений(на основе задач): 80% учащихся смогут усвоить новый материал и 20%, получив... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Дедушка, налисуй мне кошечку или собаську (то есть – собачку)… Налисуй мне лечку (речку). И чтобы по ней плавали уточки… – Иногда... |
| «Программирование криптоалгоритмов замены». 1ч Для программирования используется язык Pascal. Предполагается, что учащиеся знакомы с программированием массивов, строк и символов... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: 1 Познакомить учащихся с решением иррациональных уравнений методом замены переменных |
