Математические шифры

Занятие по математическим шифрам проводится в виде игры - исторического путешествия. В начале занятия кратко о шифрах рассказывает учитель, а затем слово предоставляется учащимся. Участники кружка рассказывают о разных шифрах, придуманных в разных странах (Афинах, Греции, России). Обыграть историческое путешествие по шифрам можно следующим образом: рефераты рассказывать от первого лица. То есть учащийся, рассказывая, например, о шифре "скитала", говорит от лица полководца Лисандра, приводит конкретный пример на шифр и предлагает остальным участникам кружка зашифровать или, наоборот, расшифровать предложенное сообщения.

Вступительное слово учителя:

Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые важные сообщения от посторонних глаз. Рассказывают, как один царь обрил голову гонца, написал на ней послание и отослал гонца к своему союзнику лишь тогда, когда волосы на его голове отросли. Развитие химии дало удобное средство для тайнописи: симпатические чернила, записи которыми не видны до тех пор, пока бумагу не нагреют или обработают каким-нибудь химикатом. Но чаще стали применять шифры: сначала ими пользовались пираты, отмечая расположение кладов, алхимики, купцы, заговорщики. Впоследствии - дипломаты, стремящиеся сохранить тайны переговоров, военоначальники, скрывающие от противника отданные распоряжения, разведчики и так далее.

При шифровании должны выполняться определенные условия. Во-первых, различные буквы должны обозначаться разными знаками: иначе получатель должен будет гадать, какую из нескольких букв обозначает тот или иной знак. Далее, шифр должен быть трудно разгадываемым - легкие шифры можно применять лишь при условии, что у противника нет времени на разгадку. Наконец, секретность шифра должна сочетаться со сравнительной несложностью операций кодирования и раскодирования: иначе у них уйдет столько времени, что переданная информация устареет. Впрочем, в наше время данные операции могут быть поручены ЭВМ. А если раскодирование потребует слишком много усилий, то можно оказаться в положении легендарного писца. Он писал за плату письма на восточном базаре, но при этом взимал плату еще и как гонец. Дело было в том, что написанное им никто, кроме него самого, понять не мог.

Шифрование методом решетки Кардано.

Кроме замены букв другими буквами или числами, применяются методы шифрования, основанные на перестановке букв. Рассмотрим один из более современных методов перестановки букв - решетке Кардано. Решётка Кардано - инструмент кодирования и декодирования, представляющий собой специальную прямоугольную (в частном случае - квадратную) таблицу-карточку, часть ячеек которой вырезана.

Описание решетки Кардано.

Решетка Кардано сделана из листа картона или пергамента, или же из тонкого металла. Чтобы обозначить линии письма, бумагу разлиновывают, и между этими линиями вырезают прямоугольные области через интервалы произвольной длины. (Показать изготовленную заранее решетку). Шифратор помещает решетку на лист бумаги и пишет сообщение в прямоугольных отверстиях, в которых помещается отдельный символ, слог или целое слово. При передвижении решётки фрагменты заполняются, образуя запись, искажающую исходное сообщение.

У получателя сообщения должна быть такая же решетка. Копии решетки вырезаются из первичного шаблона, однако для взаимно-однозначного соответствия можно было бы сделать множество других шаблонов. Решетку можно разместить в 4 положениях - лицом вверх, лицом вниз, вертикально и в перевернутом положении, что вчетверо увеличивает число возможных размещений сетки.

Чтобы прочитать закодированное сообщение, необходимо наложить решётку Кардано на текст нужное число раз и прочитать буквы, расположенные в вырезанных ячейках. Решётки Кардано представляют собой квадратные таблицы, где четверть ячеек прорезана так, что при четырёх поворотах они показывают весь квадрат. Вписание в прорезанные ячейки текста и повороты решётки продолжаются до тех пор, пока весь квадрат не будет заполнен. Например, на рисунке ниже показан процесс шифровки решеткой 4 на 4:

Актуально о образовании:

Правила управления успехом на уроке
Интерактивные формы и методы обучения способствуют созданию ситуаций успеха, что является мощным стимулом для учащихся. У С. Френе есть такое высказывание "Любой человек стремится к успеху". Даже самый пассивный ребёнок хочет быть успешным. Поэтому условия ситуации успеха необходимо созда ...

Российское образование при Екатерине II
Екатерина внимательно изучала опыт организации образования в ведущих странах Западной Европы и важнейшие педагогические идеи своего времени. За основу брался гуманитарный идеал, зародившийся в эпоху Возрождения: он исходил "из уважения к правам и свободе личности" и устранял "из педа ...

Организация работы по развитию познавательной активности детей в процессе аппликации из природного материала
Создание условий для аппликативной деятельности. В настоящее время существует множество методических рекомендаций, при помощи которых можно в полной мере осуществить решение задач по развитию творческих способностей, познавательной активности в процессе выполнения аппликации из природного материала ...