beanz Magazine

JBrew on Flickr

Secret codes, oftewel cijfers, zijn een geweldige manier om computational thinking aan te leren.

Hoewel je computers kunt gebruiken om geheime codes, ook wel cijfers genoemd, te kraken, zijn ze niet altijd nodig. En computers kunnen in hun eentje geen geheime codes ontcijferen. Computers hebben mensen nodig om aanwijzingen te geven. En mensen moeten nadenken over een reeks vragen, regels ontwikkelen voor mogelijke oplossingen, en beslissen wanneer een mogelijke oplossing moet worden verlaten ten gunste van een andere.

Dit project zal je leiden door een methode op hoog niveau om geheime codes en cijfers te maken, en manieren te vinden om ze te decoderen. Het is duidelijk dat het gebied van cijfers groot en ingewikkeld is. Deze puzzel is gewoon leuk. Ik heb dit project ook gebaseerd op een meer ingewikkeld Google-lesplan, dat hieronder staat.

Als je klaar bent, laten we dan beginnen.

Wat is een geheime code of cijfer?

Een geheime code, of cijfer, is eenvoudigweg een letter in een alfabet vervangen door een andere letter of cijfer. Ik zou bijvoorbeeld kunnen zeggen dat ik in plaats van de letter E de letter F ga typen. Dus house wordt housf.

Een ander type geheime code verandert de volgorde van de letters in een bericht. Zo kan house uoesh worden.

Een andere manier om geheime codes te maken is om betekenisloze woorden, letters of tekens tussen betekenisvolle letters of tekens te plaatsen. Je kunt bijvoorbeeld een stuk karton ter grootte van een briefpapier nemen, er vierkanten of rechthoeken uitknippen, een stuk papier onder je karton leggen, je boodschap schrijven met gebruikmaking van de uitgeknipte kartonnen ruimtes, dan het karton optillen en de rest van je papier invullen alsof het één letter was. Pas als je het karton weer op je brief legt, zie je je echte bericht.

Het proces van coderen en vervolgens decoderen van een bericht wordt cryptografie genoemd. Voor cryptografie heb je een bericht in platte tekst nodig, een reeks regels (algoritme) om je bericht te coderen, en een sleutel om je bericht te decoderen. In sommige gevallen bepaalt u ook de tijd gedurende welke het algoritme en de sleutel van kracht zijn.

Cijfers zijn iets anders dan codes. Een cijfer verwisselt of gebruikt verschillende letters of tekens. Een code vervangt een woord door een ander woord of een andere zin. Bijvoorbeeld, FWIW of OMG zijn codes, nietwaar? FWIW vervangt voor wat het waard is en OMG vervangt Oh My God!

Voor dit project concentreren we ons op een eenvoudig patroon om letters en tekens te vervangen.

Hoe maak je een geheime code of cijfercode?

Herken je nog mijn voorbeeld van het vervangen van de letter E door de letter F, zodat house housf wordt?

Wat gebeurt er als ik zeg dat de letter E wordt vervangen door de letters F plus de letters R en K? Wat gebeurt er als ik een woord moet gebruiken met F, R, of K erin? Het maken van een zin op deze manier kan heel snel verwarrend worden. De oplossing is het maken van een patroon, of een set regels (in de informatica een algoritme genoemd), waarmee elke zin kan worden vertaald die met uw patroon is gecodeerd.

Om te beginnen, laten we zeggen dat ons patroon eenvoudig alle letters in het alfabet twee spaties naar rechts verschuift. Dus de letter E wordt de letter G, de letter G wordt de letter I, enzovoort.

Met dit eenvoudige patroon wordt house iqwug. Kun je uitvinden wat iqwug betekent?

Hoe kraak je een geheime code of cijfer?

Herken je ons eenvoudige patroon nog waarbij we de letters van het alfabet twee plaatsen naar rechts verschoven, zodat house iqwug wordt? Laten we het eens hebben over manieren om dit woord te kraken of te decoderen.

Wat u misschien als eerste opvalt, is dat iqwug een extreem klein monster is, een woord van slechts vijf tekens lang. Om een code te kraken, heb je zoveel mogelijk voorbeelden nodig van gecodeerde woorden, zinnen en paragrafen. Een woord van vijf karakters is misschien onmogelijk te kraken zonder andere voorbeelden.

Wanneer je een grote steekproef van woorden en zinnen hebt die met hetzelfde patroon zijn gecodeerd, wordt het mogelijk andere patronen toe te passen. In het Engels bijvoorbeeld komt de letter E veel voor.

Een grote steekproef van gecodeerde woorden met ons patroon dat letters twee spaties verschuift, waardoor de letter E in de letter G verandert, zou waarschijnlijk meer G’s bevatten dan de meeste of alle andere letters. We zouden kunnen proberen onze zin te decoderen door de letter G te veranderen in E. Dan zouden we kunnen kijken hoe E G werd: we zouden ons kunnen realiseren dat G twee letters links van E staat in het Engelse alfabet en proberen de andere letters in ons gecodeerde bericht twee spaties naar links te verschuiven.

Het decoderen en ontcijferen van gecodeerde berichten vereist veel denkwerk, evenals vallen en opstaan. Het is een leuke puzzel om op te lossen.

Probeer je eigen codeerapparaat

Als je het je herinnert, heb je voor het coderen en decoderen van een bericht nodig:

• Een bericht in platte tekst.
• Een patroon of reeks regels om je bericht te coderen en te decoderen.

U zou ook een sleutel kunnen gebruiken, bijvoorbeeld een woordenboek, en een tijdsperiode kunnen instellen waarin uw patroon of set regels actief is voordat het wordt vervangen door een ander patroon dat wordt gebruikt om berichten te coderen en te decoderen. Maar dit zijn optionele stappen en niet vereist om een beetje plezier te hebben met codes en computational thinking.

Om een eenvoudig substitutiecijfer te maken, neem je een stuk papier en schrijf je elke letter van het alfabet op. Geef naast elke letter een andere letter, cijfer of teken dat de oorspronkelijke letter moet voorstellen. Je kan dit willekeurig doen of volgens een vast patroon, bijvoorbeeld door het tweede of derde teken rechts of links van de originele letter te plaatsen. Dus A kan X worden als je drie tekens naar links schuift.

Als je eenmaal een bericht hebt om te coderen, raadpleeg dan je alfabet en herschrijf je bericht met de letter, het cijfer of het teken toegewezen aan elke letter.

Om het interessanter te maken, werk je met een partner om je eigen substitutiepatronen te maken en ruil je gecodeerde berichten. Kijk of je de substitutiemethode kunt achterhalen die nodig is om het bericht te decoderen.

Als je een lang bericht nodig hebt, of geen bericht kunt bedenken, kopieer dan tekst uit een boek of van een webpagina om te coderen en te decoderen. 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)