beanz Magazine

JBrew na Flickru

Tajné kódy neboli šifry jsou skvělým způsobem, jak učit informatické myšlení.

K luštění tajných kódů, kterým se také říká šifry, sice můžete použít počítače, ale ne vždy jsou potřeba. A počítače samy o sobě tajné kódy rozluštit nedokážou. Počítače potřebují člověka, který jim poskytne návod. A lidé musí promyslet řadu otázek, vytvořit pravidla pro možná řešení a rozhodnout, kdy je třeba od možného řešení upustit ve prospěch jiného.

Tento projekt vás provede metodou na vysoké úrovni, jak vytvářet tajné kódy a šifry a také jak najít způsoby jejich dekódování. Je zřejmé, že oblast šifer je rozsáhlá a složitá. Tato hádanka je jednoduše zábavná. Tento projekt jsem také vytvořil podle vzoru složitějšího učebního plánu Google, na který je odkaz níže. A shromáždil jsem sadu online odkazů, které vám pomohou vyluštit vaše vlastní tajné kódy, a také nápady, jak je vyluštit.

Jestliže jste připraveni, pojďme začít.

Co je to tajný kód nebo šifra?

Tajný kód neboli šifra je jednoduše záměna jednoho písmene v abecedě za jiné písmeno nebo číslo. Mohu například říci, že místo písmene E napíši písmeno F. To znamená, že místo písmene E napíši písmeno F. Dům se tak stane domem.

Jiný typ tajného kódu přepisuje nebo mění pořadí písmen ve zprávě. Z house se tak může stát uoesh.

Dalším způsobem vytváření tajných kódů je vkládání nesmyslných slov, písmen nebo znaků mezi smysluplná písmena nebo znaky. Můžete například vzít kus kartonu velikosti dopisního papíru, vystřihnout z něj čtverce nebo obdélníky, pod karton umístit list papíru, napsat zprávu pomocí vystřižených míst na kartonu, pak karton zvednout a vyplnit zbytek papíru, jako by to bylo jedno písmeno. Teprve když kartón položíte zpět na svůj dopis, uvidíte svou skutečnou zprávu.

Proces kódování a následného dekódování zprávy se nazývá kryptografie. K provedení kryptografie budete potřebovat textovou zprávu, soubor pravidel (algoritmus) pro zakódování zprávy a klíč, který vám pomůže zprávu dekódovat. V některých případech také určíte dobu, po kterou budou algoritmus a klíče v platnosti.

Šifry se od kódů mírně liší. Šifra míchá nebo používá různá písmena či znaky. Šifra nahrazuje jedno slovo jiným slovem nebo větou. Například FWIW nebo OMG jsou kódy, že? FWIW nahrazuje to, co za to stojí, a OMG nahrazuje Oh My God!“

Pro tento projekt se zaměříme na jednoduchý vzor záměny písmen a znaků.

Jak vytvořit tajný kód nebo šifru?

Pamatujete si na můj příklad, kdy jsem nahradil písmeno E písmenem F, takže z house se stane housf?

Co se stane, když řeknu, že písmeno E bude nahrazeno písmeny F plus písmeny R a K? Co se stane, když budu potřebovat použít slovo s písmeny F, R nebo K? Vytvoření věty tímto způsobem by mohlo být velmi rychle matoucí. Řešením je vytvoření vzoru nebo souboru pravidel (v informatice nazývaného algoritmus), který slouží k překladu jakékoli věty zakódované vaším vzorem.

Pro začátek řekněme, že náš vzor jednoduše posune všechna písmena abecedy o dvě mezery doprava. Z písmene E se tedy stane písmeno G, z písmene G se stane písmeno I a tak dále.

Pomocí tohoto jednoduchého vzoru se z písmene house stane písmeno iqwug. Dokázali byste přijít na to, co znamená iqwug?

Jak vyluštit tajný kód nebo šifru?

Pamatujete si náš jednoduchý vzoreček, kdy jsme posunuli písmena abecedy o dvě místa doprava, takže se z domečku stane iqwug? Pojďme si říci, jakým způsobem bychom mohli toto slovo rozluštit nebo dešifrovat.

Jako první si můžete všimnout, že iqwug je extrémně malý vzorek, slovo o délce pouhých pěti znaků. K rozluštění jakéhokoli kódu potřebujete co nejvíce příkladů zakódovaných slov, vět a odstavců. Jedno pětiznakové slovo může být bez dalších příkladů nerozluštitelné.

Když máte velký vzorek slov a vět zakódovaných stejným vzorem, je možné použít další vzory. Například v angličtině je velmi časté písmeno E.

Velký vzorek slov zakódovaných naším vzorem, který posouvá písmena o dvě mezery, čímž mění písmeno E na písmeno G, by pravděpodobně obsahoval více písmen G než většina nebo všechna ostatní písmena. Mohli bychom začít zkoušet dekódovat naši větu změnou písmene G na E. Pak bychom se mohli podívat, jak se z E stalo G: mohli bychom si uvědomit, že G je v anglické abecedě o dvě písmena vlevo od E, a zkusit posunout ostatní písmena v naší zakódované zprávě o dvě mezery doleva.

Dekódování a rozluštění zakódovaných zpráv vyžaduje spoustu přemýšlení a také pokusů a omylů. Je to zábavná hádanka.

Vyzkoušejte si vlastní šifru

Pokud si vzpomenete, k zakódování a dekódování zprávy budete potřebovat:

• Hladkou textovou zprávu.
• Vzor nebo soubor pravidel pro zakódování a dekódování zprávy.

Můžete také použít klíč, například slovník, a nastavit dobu, po kterou je váš vzor nebo sada pravidel aktivní, než je nahrazen jiným vzorem používaným k zakódování a dekódování zpráv. Tyto kroky jsou však nepovinné a nejsou nutné k tomu, abyste si užili trochu zábavy s šiframi a výpočetním myšlením.

Chcete-li vytvořit jednoduchou substituční šifru, vezměte si kus papíru a vypište každé písmeno abecedy. Ke každému písmenu přiřaďte jiné písmeno, číslo nebo znak, který bude představovat původní písmeno. Ty můžete přiřadit náhodně nebo podle stanoveného vzoru, například přiřadit druhý nebo třetí znak napravo nebo nalevo od původního písmene. Z písmene A se tak může stát písmeno X, pokud posunete tři znaky doleva.

Jakmile máte zprávu, kterou chcete zakódovat, podívejte se na abecedu a přepište zprávu s písmenem, číslem nebo znakem přiřazeným ke každému písmenu.

Aby to bylo zajímavější, spolupracujte s partnerem a vytvořte vlastní vzory záměn a vyměňte si zakódované zprávy. Zjistěte, zda dokážete přijít na způsob záměny potřebný k dekódování zprávy.

Pokud potřebujete dlouhou zprávu nebo si nemůžete žádnou zprávu vymyslet, zkopírujte text z knihy nebo webové stránky, který zakódujete a dekódujete. Longer plain text will allow you to see how letter frequency might help decode a message.

Learn More

Ciphering a Sentence (Google)

Cipher (Wikipedia)

Letter Frequency

The Secret Language

Secret Codes for Cubs and Scouts

Three Secret Codes to Try With Your Kids

Create Secret Codes and Ciphers (Wiki How)

Cryptography (Wikipedia)