beanz Magazine

JBrew on Flickr

Sekretne kody, lub szyfry, są świetnym sposobem na nauczenie myślenia obliczeniowego.

Mimo, że można używać komputerów do łamania tajnych kodów, zwanych również szyframi, nie zawsze są one potrzebne. A komputery same z siebie nie są w stanie rozszyfrować tajnych kodów. Komputery potrzebują ludzi do udzielania wskazówek. A ludzie muszą przemyśleć serię pytań, opracować zasady możliwych rozwiązań i zdecydować, kiedy dane rozwiązanie powinno zostać porzucone na rzecz innego.

Ten projekt poprowadzi Cię przez wysokopoziomową metodę tworzenia tajnych kodów i szyfrów, jak również znajdzie sposoby na ich rozszyfrowanie. Oczywiście, dziedzina szyfrów jest rozległa i skomplikowana. Ta łamigłówka jest po prostu zabawna. Wzorowałem również ten projekt na bardziej skomplikowanym planie lekcji Google, do którego link znajduje się poniżej. Zebrałem też zestaw linków online, które pomogą ci odkryć twoje własne tajne kody, jak również pomysły jak je złamać.

Jeśli jesteś gotowy, zaczynajmy.

Co to jest tajny kod lub szyfr?

Tajny kod, lub szyfr, jest po prostu zastąpieniem jednej litery w alfabecie inną literą lub cyfrą. Mogę na przykład powiedzieć, że zamiast wpisywać literę E, wpiszę literę F. Tak więc house staje się housf.

Inny rodzaj tajnego kodu transponuje, lub zmienia, kolejność liter w wiadomości. Tak więc house może stać się uoesh.

Innym sposobem tworzenia tajnych kodów jest umieszczanie bezsensownych słów, liter lub znaków pomiędzy znaczącymi literami lub znakami. Na przykład, możesz wziąć kawałek tektury wielkości papieru listowego, wyciąć kwadraty lub prostokąty, umieścić kawałek papieru pod tekturą, napisać wiadomość używając wyciętych miejsc w tekturze, a następnie podnieść tekturę i wypełnić resztę papieru, jakby to była jedna litera. Dopiero po umieszczeniu kartonu z powrotem na liście zobaczysz swoją prawdziwą wiadomość.

Proces kodowania i dekodowania wiadomości nazywa się kryptografią. Do kryptografii potrzebna jest wiadomość tekstowa, zestaw reguł (algorytm) do zakodowania wiadomości i klucz, który pomoże ją odkodować. W niektórych przypadkach określisz również czas, w którym algorytm i klucz będą obowiązywać.

Szyfry różnią się nieco od kodów. W szyfrze miesza się lub używa różnych liter lub znaków. Kod zastępuje jedno słowo innym słowem lub zdaniem. Na przykład, FWIW lub OMG są kodami, czyż nie? FWIW zastępuje for what it’s worth, a OMG zastępuje Oh My God!

W tym projekcie skupimy się na prostym wzorze zastępowania liter i znaków.

How Do You Create a Secret Code or Cipher?

Pamiętasz mój przykład zastąpienia litery E literą F, więc house staje się housf?

Co się stanie, jeśli powiem, że litera E zostanie zastąpiona literami F oraz R i K? Co się stanie, jeśli będę musiał użyć słowa z F, R lub K w nich? Tworzenie zdań w ten sposób może bardzo szybko stać się zagmatwane. Rozwiązaniem jest stworzenie wzorca, lub zestawu reguł (zwanego algorytmem w informatyce), używanego do tłumaczenia każdego zdania zakodowanego za pomocą twojego wzorca.

Na początek, powiedzmy, że nasz wzorzec po prostu przesunie wszystkie litery alfabetu o dwie spacje w prawo. Tak więc litera E staje się literą G, litera G staje się literą I, i tak dalej.

Dzięki temu prostemu wzorcowi, house staje się iqwug. Czy potrafisz zrozumieć co oznacza iqwug?

Jak złamać tajny kod lub szyfr?

Pamiętasz nasz prosty wzór, w którym przesunęliśmy litery alfabetu o dwa miejsca w prawo, więc house staje się iqwug? Pomówmy o tym, jak możemy złamać lub rozszyfrować to słowo.

Najpierw zauważ, że iqwug jest niezwykle małą próbką, słowem o długości tylko pięciu znaków. Aby złamać jakikolwiek kod, potrzebujesz tak wielu przykładów zakodowanych słów, zdań i akapitów, jak to tylko możliwe. Jedno pięcioznakowe słowo może być niemożliwe do złamania bez innych przykładów.

Kiedy masz dużą próbkę słów i zdań zakodowanych tym samym wzorem, możliwe staje się zastosowanie innych wzorów. Na przykład, w języku angielskim litera E jest bardzo powszechna.

Duża próbka zakodowanych słów z naszym wzorcem, który przesuwa litery o dwie spacje, zamieniając literę E w literę G, prawdopodobnie zawierałaby więcej G niż większość lub wszystkie inne litery. Moglibyśmy zacząć próbować odszyfrować nasze zdanie, zmieniając literę G na E. Następnie moglibyśmy sprawdzić, jak E stało się G: moglibyśmy zdać sobie sprawę, że G jest dwiema literami na lewo od E w alfabecie angielskim i spróbować przesunąć inne litery w naszej zakodowanej wiadomości o dwie spacje w lewo.

Dekodowanie i odszyfrowywanie zakodowanych wiadomości wymaga wielu przemyśleń, jak również prób i błędów. To zabawna łamigłówka do rozwiązania.

Spróbuj swój własny szyfr

Jeśli pamiętasz, do zakodowania i odszyfrowania wiadomości będziesz potrzebował:

• Zwykłej wiadomości tekstowej.
• Wzoru lub zestawu reguł do zakodowania i odkodowania wiadomości.

Możesz również użyć klucza, na przykład słownika, i ustawić okres czasu, w którym twój wzorzec lub zestaw reguł jest aktywny, zanim zostanie zastąpiony przez inny wzorzec używany do kodowania i dekodowania wiadomości. Ale to są opcjonalne kroki i nie są wymagane, aby mieć trochę zabawy z kodami i myśleniem obliczeniowym.

Aby stworzyć prosty szyfr zastępczy, weź kartkę papieru i wypisz każdą literę alfabetu. Obok każdej litery przypisz inną literę, cyfrę lub znak, który będzie reprezentował oryginalną literę. Możesz przypisać je losowo lub w ustalonym wzorze, na przykład, przypisując drugi lub trzeci znak na prawo lub lewo od oryginalnej litery. Tak więc A może stać się X, jeśli przesuniesz trzy znaki w lewo.

Gdy już masz wiadomość do zakodowania, odwołaj się do alfabetu i przepisz wiadomość z literą, liczbą lub znakiem przypisanym do każdej litery.

Aby było ciekawiej, pracuj z partnerem, tworząc własne wzory zastępowania i wymieniając się zakodowanymi wiadomościami. Sprawdź, czy potrafisz rozgryźć metodę podstawiania wymaganą do odkodowania wiadomości.

Jeśli potrzebujesz długiej wiadomości lub nie możesz wymyślić wiadomości, skopiuj tekst z książki lub strony internetowej, aby zakodować i odkodować. 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)