Проект Криптография

О проекте

Сетевой проект «Криптография», рассчитан на учащихся 9-11 классов. Долгое время сведения этой предметной области были строго засекречены, так как шифры применялись, в основном, для защиты государственных и военных секретов. В настоящее время методы и средства криптографии используются для обеспечения информационной безопасности не только государства, но и частных лиц и организаций. Дело здесь совсем не обязательно в секретах. Слишком много различных сведений «гуляет» по всему свету в цифровом виде. И над этими сведениями «висят» угрозы недружественного ознакомления, накопления, подмены, фальсификации и так далее. На протяжении всей своей истории человек испытывал потребность в шифровке той или иной информации. Неудивительно, что из этой потребности выросла целая наука — криптография. И если раньше криптография по большей части служила исключительно государственным интересам, то с приходом Интернета ее методы стали достоянием частных лиц и широко используются желающими в той или иной степени зашифровать свои данные в сети. В результате самостоятельных исследований учащиеся узнают о науке криптографии, научаться некоторым методам защиты информации.

Положение проекта

Техническая помощь здесь

Цель проекта

Содействие раскрытию творческого потенциала и способностей учащихся
Развитие ключевых, в том числе и ИКТ-компетенций учащихся
Формирование открытого образовательного пространства
Повышение интереса к предмету

Участники

Для участия в сетевом проекте приглашаем учащихся 9-11 классов. Количество участников команды 3-5 человек.

Список команд

Сроки проведения проекта

с 12 декабря по 29 января

Жюри проекта

Казанина Марина Владимировна,методист информационно-диагностического кабинета
Гуляева Татьяна Викторовна, руководитель РМО учителей информатики
Фадеева Татьяна Викторовна, учитель информатики МБОУ СШ № 9 г. Павлово

Новости

28.02.2017 Наконец-то подведены итоги проекта! Поздравляем с первым местом команду "DDoS"! Второе место - "Сексертные агенты"! Третье место - команда "F1". Остальные команды,выполнившие больше 50% проекта получат сертификаты участника. Большое спасибо всем за участие, надеемся вам понравилось и вы узнали что-то новое!

23.01.2017 Подведены итоги квеста! Поздравляю с успешным завершение квеста команды DedSec, RSA, DDoS, F1, НКВД! На первое место вышла команда DedSec и в качестве бонуса они получают 20 баллов, RSA и DDoS - второе место и 18 баллов, F1 - третье место и 16 баллов, НКВД - четвертое место 14 баллов. "Секретные агенты" прошли до 7 записки и получают 10 баллов, команды "Маячок" и "Энигма", за участие получают по 5 баллов). Спасибо за участие!

09.01.2017 Уважаемые участники проекта! Наконец, заработал наш сайт и можно продолжать работу над проектом. Выложен третий этап

01.01.2017 Дорогие участники проекта! Поздравляем вас с новым годом! Желаем вам творческих успехов, реализации самых смелых и желанных планов, благополучия и, конечно, счастья!

26.12.2016 Стартовал второй этап проекта, который надо завершить до 3 января. Многие выполнили 1 этап в указанные сроки, но есть и те, что даже не сделал страничку команды, активизируйтесь пожалуйста! Крайний срок сдачи 1 этапа - 28 декабря!

20.12.2016 Стартовал первый этап проекта! Обращайте, пожалуйста, внимание на название страницы команды. Её заполнение согласно критериям необходимо завершить до 25 декабря. Таблица продвижения команд будет заполняться членами жюри проекта, по мере выставления баллов. Таблица продвижения

Техническая помощь во всем возникающим вопросам здесь

Вы также можете воспользоваться шаблоном страницы

Подготовительный этап (регистрация команд)

Регистрация команд по ссылке

Для участия в проекте каждой команде необходимо создать страницу команды в проекте.

Каждому участнику зарегистрироваться в Летописи индивидуально (если нет регистрации)
Создать страницу команды (НЕ регистрация). Пример названия страницы: Команда Победители школы №1 города Павлово/Сетевой проект Криптография

На странице должны присутствовать:

Ссылка на страницу проекта
Название команды, эмблема, девиз
Список участников (ссылка на каждого участника в Летописи.ру)
Ссылка на страницу школы в Летописи.ру (если есть)
Ссылка на сайт школы

Контактные данные команды: личный e-mail руководителя команды и e-mail учебного заведения.

Не забудьте добавить категорию "Проект Криптография"

Сроки выполнения до 25 декабря Ссылки по теме:

Первый этап

С помощью инфографики создайте временную ленту развития криптографии. Отметьте только те этапы, которые, по вашему мнению, являются основными в развитии криптографии. Инфолента должна также содержать краткое описание наиболее значимых методов шифрования. Учтите, что плакат, созданный вами, можно рассматривать не только как формат А4, но A3 (в некоторых сервисах и больше). На странице своей команды ответьте на вопросы:

Встречались ли вы с криптографией в реальной жизни? Если да, то где именно, приведите примеры.
Когда появилась криптография в России? Схожи ли пути её развития с западной?

Сайты для создания инфографики:

Вы можете выбрать любую среду/программу для создания инфографики, здесь представлены бесплатные онлайн среды

Критерии оценивания: Инфографика(14 баллов максимум):

в инфографике отражены основные этапы развития криптографии (0-5 баллов),
выбран подходящий сервис (0-2 балла),
хорошо продуман дизайн(0-2 балла),
текст грамотный и лаконичный(0-3 балла)
указаны источники информации (0-1 балл)

Источники информации для инфографики можно указать на странице команды

Вопросы(4 балла максимум):

ответ на каждый вопрос продуман и лаконичен(0-2 балла за вопрос)

Сроки 20-25 декабря

Ссылки по теме:

Второй этап

Один из первых криптографических шифров – шифр Цезаря. Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите. Например, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее.

Немного теории.

Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами.

Шаг шифрования, выполняемый шифром Цезаря, часто включается как часть более сложных схем, таких как шифр Виженера, и всё ещё имеет современное приложение в системе ROT13. Используемое преобразование обычно обозначают как ROTN, где N - сдвиг, ROT - сокращение от слова ROTATE, в данном случае "циклический сдвиг". Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря легко взламывается и не имеет практически никакого применения на практике.

Пример

При ключе к=3 фраза «шифр Цезаря» примет вид:

ылчу Щзкгув

Шифр Виженера – это последовательность шифров Цезаря с различными значениями сдвига. То есть к первой букве текста применяется преобразование, например, ROT5, ко второй, например, ROT17, и так далее. Последовательность применяемых преобразований определяется ключевой фразой, в которой каждая буква слова обозначает требуемый сдвиг, например, фраза ГДЕ ОН задает такую последовательность шифров Цезаря: ROT3-ROT4-ROT5-ROT15-ROT14, которая повторяется, пока не будет зашифрован весь текст сообщения.

Пример

мимолетность

с ключом «шифрование» примет вид:

есбяъжтычцке

а с ключом «шифр»:

есбяднжюжъжм

В качестве ключа можно использовать различные математические формулы, например: k mod 2, (k+2)2

Задание

1. К вам в руки попала странная записка:

Расшифруйте её содержимое, при этом обратите внимание, что записка на русском языке (алфавит: абвгдеёжзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюя). Ответ введите сюда

(5 баллов)

2. Придумайте свой ключ и с помощью него зашифруйте следующие фразы:

пароход уплыл далеко
блокнот лежит сверху
продукт исчез совсем

(6 баллов)

3. Какие ещё бывают шифры замены? Кратко опишите эти шифры, по любым двум из них создайте свои зашифровки.

(5 баллов)

Ответы на вопросы 2,3 разместите на странице своей команды, можно использовать графику

Сроки выполнения этапа с 26 декабря по 3 января

Третий этап

Шифр «Поворотная решетка» или «Решетка Кардано»

Первоначально это был прямоугольный или квадратный трафарет (четких правил для его изготовления нет), изготовленный из листа картона или пергамента или же из тонкой металлической пластины, в котором в произвольном порядке вырезались прямоугольные отверстия, в которые помещались отдельные буквы, слоги или даже целые слова. Таких шаблонов изготавливалось как минимум два (по числу переписчиков). Перед тем как писать, бумагу разлиновывают, чтобы обозначить линии письма. Затем накладывают решетку Кардано. Последовательно в пустые клеточки вписывают текст послания, которое необходимо скрыть. Потом решетку убирают, а оставшееся пространство "дополняют" до какого-нибудь невинного послания. Стоит отметить, что сделать это так, чтобы послание не выделялось неестественностью языка, достаточно сложно и требует незаурядных литературных способностей и навыков. Но существенный плюс такого способа шифрования состоит в том, что при умелом составлении "маскирующего" послания, невозможно определить, скрыта ли вообще в послании какая-либо секретная информация. Ниже приведен пример "невинного" послания и скрытого в нем послания.

Пример

Зашифруем текст в простом продолжении:

Затем наложим решетку:

При наложении решетки получаем текст:

Задание

1. Создайте свою решетку и зашифруйте любой текст в предложении с помощью примера. Принимается как электронное, так и бумажное исполнение - результат в виде фото. (10 баллов - создана уникальная решетка, весь процесс создания описан, отдельно оценивается "литературность" решетки)

2. К какому типу относится данный вид шифрования? Найдите другие шифры этого типа,кратко опишите их на странице своей команды, по любым двум из них создайте свои шифры (10 баллов - ответ грамотный, лаконичный, созданы два собственных шифра, описана работа по их созданию)

Ссылки по теме:

1. Решетка Кардано

2. Шифры перестановки

3. Решетка Кардано

Сроки выполнения - до 15 января

Четвертый этап

Мы познакомились с простыми шифрами, пришло время узнать о сложных методах шифрования, применяемых в современных системах.

Алгоритм DES

В качестве американского стандарта шифрования данных в середине 70х годов XX века Национальным Институтом Стандартов и Технологий была принята система шифрования DES – Data Encryption Standard. Данная система широко применялась и применяется в наши дни во всем мире, и особенно в финансовой промышленности. Система шифрования была создана в 1972-1975 годы в исследовательской лаборатории корпорации IBM исследовательской группой под руководством доктора У. Тачмена. В качестве федерального стандарта США криптосистема принята в 1977 году. Система не была запатентована.

Система DES – это блочный шифр. Размер блока составляет 64 бита. В системе используются 56-битовые ключи.

Алгоритм RSA

Опубликованная в ноябре 1976 года статья Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана «Новые направления в криптографии» (англ. New Directions in Cryptography) перевернула представление о криптографических системах, заложив основы криптографии с открытым ключом. Разработанный впоследствии алгоритм Диффи — Хеллмана позволял двум сторонам получить общий секретный ключ, используя незащищенный канал связи. Однако этот алгоритм не решал проблему аутентификации. Без дополнительных средств пользователи не могли быть уверены, с кем именно они сгенерировали общий секретный ключ.

Изучив эту статью, трое учёных Рональд Ривест, Ади Шамир и Леонард Адлеман из Массачусетского технологического института (MIT) приступили к поискам математической функции, которая бы позволяла реализовать сформулированную Уитфилдом Диффи и Мартином Хеллманом модель криптографической системы с открытым ключом. После работы над более чем 40 возможными вариантами им удалось найти алгоритм, основанный на различии в том, насколько легко находить большие простые числа и насколько сложно раскладывать на множители произведение двух больших простых чисел, получивший впоследствии название RSA. Система была названа по первым буквам фамилий её создателей.

В августе 1977 года в колонке «Математические игры» Мартина Гарднера в журнале Scientific American, с разрешения Рональда Ривеста появилось первое описание криптосистемы RSA

Эти стандарты относятся к симметричным и ассимметричным криптосистемам соответственно. А также входят в группу шифров многократной перестановки

Задания

1. Где применяются такие шифры (приведите примеры из жизни, названия фирм и программ их использующих - 5 баллов)? Ответ должен лаконичным и грамотным (5 баллов). (10 баллов максимум)

2. Сравните два этих метода (внимание участникам, ответы будут проверяться на анти-плагиат!) - плюсы и минусы (5 баллов), сфера применения(5 баллов), скорость шифрования/дешифрования(10 баллов), размерность(5 баллов) и общий вывод (5 баллов). Ответ должен лаконичным и грамотным (20 баллов максимум).

3. Выберите любой из шифров перестановки и выполните шифрование. (10 баллов максимум)

4. Примите участие в веб-квесте "Путешествие по стране криптографов" в формате 12 записок и получите бонус в виде дополнительных баллов!

Квест будет доступен только один день - 21 января! Квест начнется в 14.00 выигрывает тот, кто правильно выполнит все задания и следовательно первым закончит квест. Ссылка на квест, сайт откроется ровно в 14.00, запрашивать доступ не надо.

Ссылки по теме:

1. Алгоритм RSA

2. RSA на примере

3. Алгоритм DES

4. Описание на примере DES

5. Описание на примере RSA

Сроки выполнения - до 23 января

Проект Криптография