Муниципальное общеобразовательное учреждение«Средняя общеобразовательная школа №1»города МагнитогорскаИндивидуальный проект(творческий)по теме: «Криптография и шифры.»Выполнил: Ученица 7Г классаПасечная А.А.Наставник:учитель математикиИлюшкина Е.Л.2022СодержаниеВведение………………………………………………………………………………………….2Глава I. Теоретическая часть…………………………………...................................................... 1.1Определение понятия криптография и её виды…............................................................3 1.2Определение понятий шифры, шифрование и дешифрование………………………...4 1.3Популярные виды шифров………………………………………………….………....…5 1.4История возникновения шифров и криптографии……………………………………...6 1.5Польза и области применения шифрования………………………………….…….....7-8Глава II. Практическая часть………………………………………………………….…………. 2.1Выбор продукта……………………………………………………………….…….....…9 2.2Подготовка к созданию продукта………………………...…….……………….…......10 2.3.Ознакомившись со свойствами шифров, создать свой продукт…...................... ..…11 2.4Мой продукт……………………………………………………………..………………12Заключение……….……………………………………………………………………………..13Литература………………………………………………………………………………………141ВведениеТема моего проекта: «Криптография и шифры».Люди еще в древности научились защищать информацию методом её преобразования, чтобы посторонние лица не имели возможности её прочитать. Криптография возникла приблизительно тогда, когда люди только научились разговаривать. Более того, первое время письменность сама по себе представляла криптографическую систему, поскольку ею могли владеть только избранные люди, которым было доступно изучение криптографии.Сегодня ни один образованный человек не может обойтись без информации и передачи ее другим людям. Мы общаемся, обмениваемся данными в основном с помощью мобильных устройств, телефонов, смартфонов и других гаджетов. Я выбрала эту тему, чтобы разобраться и понять, нужна ли криптография в будущем. Актуальность исследования:В настоящее время методы и средства криптографии используются для обеспечения информационной безопасности не только государства, но и частных лиц, и организаций. Цель моего проекта - познакомиться с криптографией и шифрами. Создать собственный продукт по этой теме.Проектным продуктом является: «Тайное зашифрованное письмо подруге».Задачи:познакомиться с криптографией и шифрами;создать письмо и рассказать, как я его сделала;выяснить, будет ли криптография нужна в будущем.2Глава I Теоретическая частьОпределение понятия криптография и её виды Криптография - это то же, что тайнопись, то есть способ тайного письма, понятного лишь посвящённым. Слово криптография произошло от древне-греческих слов: «скрытый» и «пишу» (от др. -греч. κρυπτός «скрытый» + γράφω «пишу»). Криптография – это наука о методах защиты информации и сообщений с помощью кодов, так что только те, кому отправляется информация, могут их прочитать и обработать, наука о конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и наука о шифровании (кодировка данных).В настоящее время существует такие видов криптографии:Шифрование информации.В процессе шифрования в тайном сообщении выполняется криптографическое преобразование каждого символа. Кодирование информации.В процессе кодирования используется замена некоторых элементов сообщения определёнными кодами (к примеру, это могут быть сочетания цифр и/или букв).Рассечение информации.В этом методе защищаемая информация разделяется на отдельные массивы данных, при расшифровке лишь одного из которых будет невозможно раскрытие засекреченной информации.Сжатие данных.Способ сжатия предусматривает замену в защищаемых данных повторяющимися последовательностями символов на меньшие по размерам последовательности. Эффективность такого сжатия зависит от количества одинаковых последовательностей в защищаемом тексте.3Определение понятий шифры, шифрование и дешифрованиеШифр — Условная азбука для секретного письма. Шифрование – это преобразование открытого текста в шифрованный (секретный), то есть преобразование информации, делающее ее нечитаемой для посторонних. При этом доверенные лица могут провести дешифрование и прочитать исходную информацию. Существует множество способов шифрования/дешифрования, но секретность данных основана не на тайном алгоритме, а на том, что ключ шифрования (пароль) известен только доверенным лицам.Дешифрование — процесс преобразования шифрованного текста в открытый.Ключ — параметр шифра, определяющий выбор конкретного преобразования данного текста. В современных шифрах криптографическая стойкость шифра целиком определяется секретностью ключа.41.3 Популярные виды шифров:ROT1Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, А заменяется на Б, Б — на В, и т. д. Фраза «пока» — это «рплб».Тарабарская грамота (таблица согласных букв)Тарабарская грамота - древнерусский шифр, применявшийся в рукописях, а также дипломатами. Суть тарабарской грамоты – это таблица представляет собой простейший шифр замены без ключа. Согласные в алфавите делят на две равные части, и первую пишут строкой в алфавитном порядке, а вторую под буквами первой в обратном порядке. Например, В заменяется на Ш, а Ш на. В:Таким образом, получают таблицу:БвгджзклмнШщчцхфтсрпУпотребляют в письме верхние буквы вместо нижних и наоборот, а гласные остаются без изменения. Так, например, словарь на тарабарской грамоте будет лсошамь, великий государь — шеситий чолуцамь и т. п. Для расшифровки используют тот же способ, что и для шифрования (шифр симметричный).Шифр Цезаря (смещение на выбранное количество букв)Шифр Цезаря - 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:Привет – Рсйгёу.Книжный шифр (ключ к шрифту - книга)Книжный шифр – шифр, в котором каждая буква сообщения определяется тремя цифрами: первая – порядковый номер страницы, вторая – номер строки (сверху или снизу в зависимости от договоренности), третья – номер буквы в строке.51.4 История возникновения Тайнопись практиковалась еще на заре цивилизации. Когда греки, жившие в Персии, услышали, что царь Дарий хочет вторгнуться на Пелопонесский полуостров, они выцарапали на доске тревожную весть и сверху наложили гладкий слой воска. Получилась восковая пластина, на ней написали безобидный текст и отправили в Спарту. Георгия, жена спартанского царя Леонида, догадалась, что блестящая восковая исписанная поверхность скрывает что–то важное. Она соскоблила воск и обнаружила послание, которое предупредило греков о готовившемся нападении.Криптография использовали с древних времён. Например, когда люди жили в пещере, они общались наскальными шифрами, с помощью которых они узнавали нужную информацию от друг друга. Некоторые наскальные шифры остались и до наших времён.На обритой голове античного раба его хозяин делает татуировку - послание. Спустя некоторое время, когда волосы отрастут и надпись станет неприметной, раб отправляется в путь – передавать это послание адресату. Если посыльного перехватят – о наличии письма никто не заподозрит.Так зарождалась история криптографии и шифров.61.5Польза и области применения шифрования Шифры применялись с давних времён и во многих областях. Методы и средства шифров используются для обеспечения информационной безопасности не только государства, но и частных лиц, и организаций.В современном мире область применения шифров стала более широкой, чем раньше. Шифры применяются для тайной переписки дипломатических представителей со своими правительствами, в вооружённых силах для передачи текста секретных документов по техническим средствам связи, банками для обеспечения безопасности, а также некоторыми интернет-сервисами по различным причинам.Долгое время криптография была засекречена, так как применялась, в основном, для защиты государственных и военных секретов. Современная криптография бурно развивается. В ней появляются новые направления. Наряду с термином «криптография» встречается термин «криптология». Он используется для обозначения всей области секретной связи.Развитие химии дало более удобное средство - симпатические чернила, записи которыми не видны до тех пор, пока бумагу не нагреют или не обработают каким-либо химикатом.Если раньше основной задачей криптографических систем считалось надежное шифрование информации, в настоящее время область применения криптографии включает также цифровую подпись, распределенное управление, схемы голосования, электронные деньги, и многое другое.Шифрование будет полезно тогда, когда нужно скрыть некоторую информацию от посторонних лиц и предоставить секретные данные авторизованным пользователям. Особенностью такого вида передачи данных является использование ключа. Некоторые использования шифрования:«Контейнерная» защита.Самое удобное на сегодня решение по шифрованию файлов на компьютере – это создание «контейнера», который виден в системе как отдельный диск. На этот диск можно сохранять или копировать любую информацию, с ним можно работать из любой программы, он ничем, по сути, не отличается от флешки или раздела винчестера, чем и удобен.Чтобы зашифрованный контейнер стал эффективной защитой вашей информации, нужно соблюдать несколько простых правил:ключ (пароль) шифрования является единственной защитой информации от посторонних. Он должен быть очень длинным, трудным для подбора, – в общем, стойким. на диске-хранилище нужно хранить всю конфиденциальную информацию;вся информация на диске доступна знающему пароль. Если у вас есть разные группы информации для разных пользователей, заведите несколько хранилищ с разными паролями;не держите диск-хранилище постоянно подключенным, иначе с него можно украсть файлы так же, как с обычного диска. Подключайте диск на время работы с важными данными и отключайте сразу после ее завершения;информация на зашифрованном диске будет потеряна целиком, если файл-контейнер окажется хоть немного поврежден. Регулярно проводите резервное копирование файла-контейнера;обязательно используйте всестороннюю защиту компьютера, чтобы обезопасить свой пароль от троянских приложений и «клавиатурных шпионов». Действующий шпион сводит парольную защиту на нет.II«Облачная» защитаСреди прочих видов информации в наибольшей степени требуют шифрованного хранения 7ваши пароли – ведь к каждому сайту и сервису они должны быть разными, оставаясь надежными, длинными и стойкими. Именно поэтому все качественные «хранители паролей» постоянно держат базу данных в зашифрованном виде. Это позволяет без особых опасений передавать ее по Интернету, синхронизируя между разными компьютерами и мобильными устройствами. Подобные сервисы помогают держать все свои пароли под рукой, не снижая уровень защищенности. Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела:1. Симметричные криптосистемы.2. Криптосистемы с открытым ключом.3. Системы электронной подписи.4. Управление ключами.8Глава II. Практическая часть 2.1Выбор продуктаПри выборе продукта я выбрала «Тайное зашифрованное письмо подруге»Для того, чтобы выбрать какой продукт создать, я должна изучить тему «Криптография и шифры» подробно:Что такое шифры. Популярные виды шифров.История возникновения шифров и криптографии.Польза и области применения шифрования.Изучив всю теоретическую часть, я выбрала творческий продукт: «Тайное зашифрованное письмо подруге», которое будет зашифровано, созданным мною шифром, и написано лимонным соком, поэтому письмо будет невидимым и тайным.Моё письмо засекречено дважды: во-первых сам текст зашифрован, а во-вторых оно невидимое и прочесть его сможет только моя подруга. 92.2Подготовка к созданию продуктаДля изготовления моего продукта понадобится:I. 1.Бумага; 2.Лимонный сок\ молоко; 3Огонь; 4.Ватная палочка\ кисть; 5.МискаII. 1.Придумать или выбрать шифр. 2.Приобрести лимонный сок\ молоко, бумагу, зажигалку\спички, ватная палочка\ кисть, миска. 3.Подготовить все необходимые материалы.102.3.Ознакомившись со свойствами шифров, создать свой продуктМетоды шифрования обладали минимум двумясвойствами:законный получатель сможет выполнить обратное преобразование ирасшифровать сообщение (дешифровка);криптоаналитик противника, перехвативший сообщение, не сможетвосстановить по нему исходное сообщение без таких затрат времении средств, которые сделают эту работу нецелесообразной.Делаем письмо с невидимым шифром:Этапы создания продукта:Материал:1.Берём ватную палочку и обмакиваем её в миску с лимонным соком. Лимонный сок, ватная палочка, миска.2. Этой ватной палочкой пишем на бумаге зашифрованные картинки. Ватная палочка в лимонном соке, бумага.3. После написания ждем, когда лимонный сок высохнет.Зашифрованное письмо.4. Когда лимонный сок высох, мы берём зажигалку и нагреваем бумагу, пока он не проявится.Зажигалка, бумага с шифром.5. Дешифровка письма.Ключ, для дешифровки (азбука).Продукт: «Тайное и зашифрованное письмо подруге».Текст продукта: Привет! Давай встретимся в 17:30 в нашем тайном месте!Зашифрованный текст: Рйгёу! Ебгбк гтусеуйнта г 28:41 г общён убкопн нётуё!112.4Мой продуктТайное зашифрованное письмо.Уже не тайное, но ещё зашифрованное письмо.Не тайное и расшифрованное письмо12ЗаключениеРаботая над проектом, я изучила тему криптография и шифры. Узнала очень много нового и интересного, сделала вывод, что криптография - очень сложная и занимательная наука. Таким образом, на основе исследования я поняла, что наука криптография была востребована в прошлом времени, актуальна в настоящем времени и будет необходима в будущем. Так как без кодирования сейчас не обходиться ни одно государство, ни один банк, ни одно предприятие. Криптография и шифры были очень актуальны и распространены в прошлом, но я считаю, что криптография и шифры будут существовать и в будущем времени, потому что раньше основной задачей криптографии и шифров считалась надёжная секретность информации и шифры использовались в основном для тайных переписок и для шифрования документов.А в настоящее время с развитием прогресса информационных технологий криптография становится центральным инструментом для обеспечения конфиденциальности. В наше время криптография и шифры применяются, например, при создании цифровых подписей (аутентификация), при создании сайтов, при создании электронных денег и т.д.Итак, моя тема «Криптография и шифры» применяется в настоящее время и будет актуальна в будущем.?Развитие компьютерных технологий революционно изменило принципы построения криптосистем. Криптография ушла далеко вперед от примитивных шифров к сложным алгоритмам шифрования. А появление мобильной связи, интернета и смартфонов вывело криптографию в гражданское поле.Сегодня криптография влияет на большую часть нашей жизни. Без нее трудно представить, как работали бы интернет, банковские транзакции, электронные услуги. Информация стала сверхценной, что подталкивает криптографов постоянно совершенствовать криптографические решения и повышать безопасность13Литератураfb.ru/article/258486/kriptografiya---chto-eto-takoe-osnovyi-kriptografiihttps://school-science.ru/4/7/1414www.rostec.ru/news/kriptografiya-istoriya-shifrovalnogo-dela/https://tproger.ru/translations/10-codes-and-ru.wikipedia.org/wiki/Шифрhttps://www.kaspersky.ru/blog/encryption-reasons/879/https://infourok.ru/proekt-po-matematike-kriptografiya-kak-metod-kodirovaniya-i-dekodirovaniya-informacii-1919548.htmlhttps://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_fwords/3873814