- 30.12.2020
- 192
- 2
Выбранный для просмотра документ €¢â®à.doc
Скачать материал "Практическая работа в среде Excel «Шифрование информации» 11 класс"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Шифрование.doc
Тема урока: «Шифрование информации»
Предмет: Информатика
Группа: группы II курса (11 класс)
Ключевые слова: практическая работа, шифрование, защита информации, криптография, метод Цезаря, Microsoft Excel
Оборудование: компьютерный класс, программа Microsoft Office, карточки с заданиями (см.приложение)
Литература:
1. Мельников В.П., Клейменов С.А., Петраков А.М. Информационная безопасность: учебное пособие для студентов сред. проф. образования. – М.: Издательский дом «Академия», 2009.
2. Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии: учебное пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2002.
Тип урока: практическая работа
Форма работы: индивидуальная на компьютере
Аннотация: время выполнения задания – 90 мин. (1 пара)
Цель урока: изучение простейших методов криптографической зашиты информации и закрепление навыков работы в программной среде Microsoft Excel.
Ход урока:
Теоретические сведения:
Система шифрования Цезаря – частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждого символа сообщения (открытого текста) на другой символ того же алфавита, путем смещения от исходного на k позиций (получаем закрытый текст). Величина k называется ключом шифра (ключ – это информация, необходимая для беспрепятственного дешифрования информации). Ключ в методе Цезаря – целое число. Если поставить в соответствие каждому символу используемого алфавита число, то процесс шифрования будет проходить по формуле:
где xi – номер i-того символа в открытом тексте, yi – номер i-того символа в закрытом тексте, k – ключ, n – число символов в алфавите. Операция mod – это взятие остатка от деления одного числа на другое (например: 5 mod 2 = 1, 10 mod 5 = 0, 20 mod 7 = 6).
Дешифрование (расшифровывание) будет проходить по формуле
Пример.
Зашифруем методом Цезаря с ключом k=7 слово «шифр».
Будем использовать русский алфавит без буквы ё, где букве А соответствует число 0, а следовательно букве Я – 31. Т.е. n=32.
Поставим в исходном слове в соответствие каждой букве число:
|
ш |
® 24 |
= х1 |
|
и |
® 8 |
= х2 |
|
ф |
® 20 |
= х3 |
|
р |
® 16 |
= х4 |
Тогда y1 = (x1 + k) mod 32 = (24 +7) mod 32 = 31 mod 32 = 31 ® я
y2 = (x2 + k) mod 32 = (8 +7) mod 32 = 15 mod 32 = 15 ® п
y3 = (x3 + k) mod 32 = (20 +7) mod 32 = 27 mod 32 = 27 ® ы
y4 = (x4 + k) mod 32 = (16 +7) mod 32 = 23 mod 32 = 23 ® ч
Таким образом, получили слово «япыч»
Дешифрование.
Для дешифрования необходимо каждому символу слова «япыч» поставить в соответствие число:
|
я |
® 31 |
= y1 |
|
п |
® 15 |
= y2 |
|
ы |
® 27 |
= y3 |
|
ч |
® 23 |
= y4 |
Тогда x1 = (y1 + (32 – k)) mod 32 = (31 +(32 – 7)) mod 32 = 56 mod 32 = 24 ® ш
x2 = (y2 + (32 – k)) mod 32 = (15 +25) mod 32 = 40 mod 32 = 8 ® и
x3 = (y3 + (32 – k)) mod 32 = (27 +25) mod 32 = 52 mod 32 = 20 ® ф
x4 = (y4 + (32 – k)) mod 32 = (23 +25) mod 32 = 48 mod 32 = 16 ® р
Получили слово «шифр», следовательно шифрование было выполнено правильно.
Шифр перестановки с ключом – является одним из многочисленных видов шифров перестановки (символы исходного сообщения переставляются по определенным законам).
Для перестановки с ключом выбирается ключ – любое слово. Символы ключа нумеруется в порядке следования их в алфавите. Строится таблица, в которой количество столбцов равно количеству букв в ключе. Исходный текст вместе с пробелами и знаками препинания записывается в эту таблицу. Если последняя срока заполнена не полностью, до до конца строки записываются любые символы («пустышки»). Затем текст переписывается по столбцам, учитывая их нумерацию согласно ключу.
Пример.
Выберем в качестве ключа слово «информация». Пронумеруем ключ (первая, из имеющихся в ключе, в алфавите буква А, следовательно ей присваивается номер 1; следующая по алфавиту буква И, следовательно первая буква И будет иметь номер 2, а вторая – 3; далее идет буква М, ей присваиваем номер 4 и т.д.):
|
и |
н |
ф |
о |
р |
м |
а |
ц |
и |
я |
|
2 |
5 |
8 |
6 |
7 |
4 |
1 |
9 |
3 |
10 |
Зашифруем пословицу: От умного научишься, от глупого разучишься.
Запишем ее в таблицу под ключом. Оставшиеся ячейки до конца строки заполняют «пустышками».
|
и |
н |
ф |
о |
р |
м |
а |
ц |
и |
я |
|
2 |
5 |
8 |
6 |
7 |
4 |
1 |
9 |
3 |
10 |
|
о |
т |
|
у |
м |
н |
о |
г |
о |
|
|
н |
а |
у |
ч |
и |
ш |
ь |
с |
я |
, |
|
|
о |
т |
|
г |
л |
у |
п |
о |
г |
|
о |
|
р |
а |
з |
у |
ч |
и |
ш |
ь |
|
с |
я |
а |
б |
в |
г |
д |
е |
ж |
з |
Переписываем столбцы, учитывая их номер:
Оьучдон осояошжншлугтао яуч абмигзв утрагспие ,гьз
Для дешифрования зашифрованный текст записывается в таблицу по столбцам, учитывая их номер.
Порядок выполнения работы.
1. Ознакомьтесь с теоретической частью практической работы.
2. Загрузите программу Microsoft Excel.
3.
На первом листе электронной
книги запишите в столбец А буквы русского алфавита. В столбце В – номер букв, в
столбце С – опять буквы (такая запись будет необходима для использования
функции ВПР).
4. Переименуйте лист1 в Алфавит.
5.
На втором листе электронной
книги запишите название работы, ключ и название столбцов таблицы (S – исходные
символы, Х – числа исходных символов, Y – пересчитанные по формуле значения, S1
– символы закрытого текста). Значение ключа можно взять любым и обязательно его
значение записать в отдельную ячейку (В5). В столбец S, начиная с 8 строки, впишите
фамилию и имя, каждую букву в отдельной ячейке.
6.
В столбце Х должны быть числовые
значения символов из столбца S. Эти значения хранятся на листе Алфавит. Чтобы
получить их, можно воспользоваться функцией ВПР (категория – ссылки и
массивы).
Встаем в ячейку В8 и вызываем функцию ВПР. Заполняем ее окно следующим образом:
7. Растянуть формулу вниз до конца таблицы.
8.
В ячейку С8 (столбец Y)
записывается формула для шифрования. Исходная формула метода Цезаря имеет вид: 
.Операции mod в Excel соответствует
функция ОСТАТ(число; делитель). В нашем случае число – это 
, а делитель – 32. Т.е. функция ОСТАТ
будет иметь вид =ОСТАТ((B8+$B$5);32).
9. Эту формулу необходимо растянуть вниз до конца таблицы.
10. В ячейку D8 (столбец S1) опять записываем функцию ВПР, которая по числу Y найдет букву. Эта функция будет выглядеть следующим образом:
11. Окончательно таблица должна выглядеть следующим
образом:
Запишите полученный закрытый текст (столбец S1) в тетрадь.
12. Рядом приготовьте место для дешифрования
информации. Получите у преподавателя карточку с закрытым текстом и впишите его
в столбец S1 новой таблицы.
13. Проведите дешифрования текста по аналогии с
зашифровыванием. Для расшифровывания (столбца Х) используйте формулу 
14. Запишите полученную фразу в тетрадь.
15. Зашифруйте в тетради расшифрованную фразу методом перестановки с ключом. В качестве ключа используйте свою фамилию.
16. Предъявите работу преподавателю.
Вопросы.
Приложения:
(задания с ответами для преподавателя)
|
1. |
Kлюч -> 8 Cтрокa: Маскировка - это хитрость и сноровка Зашифрованный текст: фищтршцкти - еъц эръшцщъд р щхцшцкти |
|
2. |
Kлюч -> 6 Cтрокa: Кто хочет много знать, тому надо мало спать Зашифрованный текст: ршф ыфэлш туфйф нужшв, шфтщ ужкф тжсф чхжшв |
|
3. |
Kлюч -> 4 Cтрокa: Предупредить вовремя - дело друзей Зашифрованный текст: уфйичуфйимца жтжфйрг - ийпт ифчлйн |
|
4. |
Kлюч -> 6 Cтрокa: Возьмется народ - озеро перельет Зашифрованный текст: ифнвтлшче ужцфк - фнлцф хлцлсвлш |
|
5. |
Kлюч -> 7 Cтрокa: Одним конем все поле не объедешь Зашифрованный текст: хлфпу схфму йшм цхтм фм хибмлмяг |
|
6. |
Kлюч -> 9 Cтрокa: Где слова редки, там они вес имеют Зашифрованный текст: мно ъфчлй щонус, ыйх чцс лоъ схозы |
|
7. |
Kлюч -> 10 Cтрокa: Мал язык, да всем телом владеет Зашифрованный текст: цкх йсеф, ок мыпц ьпхшц мхкоппь |
|
8. |
Kлюч -> 7 Cтрокa: Чем больше науки, тем умнее руки Зашифрованный текст: юму ихтгям фзъсп, щму ъуфмм чъсп |
|
9. |
Kлюч -> 9 Cтрокa: Мало диплом иметь, надо дело разуметь Зашифрованный текст: хйфч нсшфчх схоые, цйнч нофч щйрьхоые |
|
10. |
Kлюч -> 4 Cтрокa: Мудрость - наименьшая тяжелая ноша в пути Зашифрованный текст: рчифтхца - сдмрйсаьдг цгкйпдг стьд ж учцм |
|
11. |
Kлюч -> 10 Cтрокa: Прогульные дни воровству сродни Зашифрованный текст: щъшнэхжчеп очт мшъшмыьмэ ыъшочт |
|
12. |
Kлюч -> 5 Cтрокa: От глаз толку мало, если ум слеп Зашифрованный текст: уч ирем чурпш серу, кцрн шс цркф |
|
13. |
Kлюч -> 6 Cтрокa: Кому работа в тягость, тому не ведома Зашифрованный текст: рфтщ цжзфшж и шейфчшв, шфтщ ул илкфтж |
|
14. |
Kлюч -> 7 Cтрокa: Хорошее воспитание - лучшее наследство Зашифрованный текст: ьхчхямм йхшцпщзфпм - тъюямм фзштмлшщйх |
|
15. |
Kлюч -> 8 Cтрокa: Помахаешь косой - будет сладок покой Зашифрованный текст: чцфиэинад тцщцс - йымнъ щуимцт чцтцс |
|
16. |
Kлюч -> 9 Cтрокa: Кто много начинает, тот мало кончает Зашифрованный текст: уыч хцчмч цйасцйоы, ычы хйфч учцайоы |
|
№1 Используя ключ 8 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: фищтршцкти - еъц эръшцщъд р щхцшцкти |
№2 Используя ключ 6 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: ршф ыфэлш туфйф нужшв, шфтщ ужкф тжсф чхжшв |
|
№3 Используя ключ 4 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: уфйичуфйимца жтжфйрг - ийпт ифчлйн |
№4 Используя ключ 6 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: ифнвтлшче ужцфк - фнлцф хлцлсвлш |
|
№5 Используя ключ 7 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: хлфпу схфму йшм цхтм фм хибмлмяг |
№6 Используя ключ 9 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: мно ъфчлй щонус, ыйх чцс лоъ схозы |
|
№7 Используя ключ 10 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: цкх йсеф, ок мыпц ьпхшц мхкоппь |
№8 Используя ключ 7 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: юму ихтгям фзъсп, щму ъуфмм чъсп |
|
№9 Используя ключ 9 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: хйфч нсшфчх схоые, цйнч нофч щйрьхоые |
№10 Используя ключ 4 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: рчифтхца - сдмрйсаьдг цгкйпдг стьд ж учцм |
|
№11 Используя ключ 10 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: щъшнэхжчеп очт мшъшмыьмэ ыъшочт |
№12 Используя ключ 5 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: уч ирем чурпш серу, кцрн шс цркф |
|
№13 Используя ключ 6 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: рфтщ цжзфшж и шейфчшв, шфтщ ул илкфтж |
№14 Используя ключ 7 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: ьхчхямм йхшцпщзфпм - тъюямм фзштмлшщйх |
|
№15 Используя ключ 8 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: чцфиэинад тцщцс - йымнъ щуимцт чцтцс |
№16 Используя ключ 9 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: уыч хцчмч цйасцйоы, ычы хйфч учцайоы |
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ ‚ ¦®!.txt
Скачать материал "Практическая работа в среде Excel «Шифрование информации» 11 класс"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Тип урока: практическая работа Формы работы: зачет Оборудование: компьютерный класс, программа Microsoft Office, карточки с заданиями (см.приложение) Тип урока: практическая работа Форма работы: индивидуальная на компьютере Аннотация: время выполнения задания – 90 мин. (1 пара) Цель урока:изучение простейших методов криптографической зашиты информации и закрепление навыков работы в программной среде Microsoft Excel. Ход урока: Изучение теоретического материала. Зашифровывание своих фамилии и имени, используя метод Цезаря и среду Microsoft Excel. Расшифровывание фразы с карточки, используя метод Цезаря и среду Microsoft Excel. Зашифровать, расшифрованную в п.4 фразу методом перестановки с ключом. В качестве ключа взять свою фамилию. Ответить устно на вопросы. Предъявить работу преподавателю. Теоретические сведения:Система шифрования Цезаря – частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждого символа сообщения (открытого текста) на другой символ того же алфавита, путем смещения от исходного на kпозиций (получаем закрытый текст). Величина k называется ключом шифра (ключ – это информация, необходимая для беспрепятственного дешифрования информации). Ключ в методе Цезаря – целое число. Если поставить в соответствие каждому символу используемого алфавита число, то процесс шифрования будет проходить по формуле: yi=(xi+k) mod n где xi – номер i-того символа в открытом тексте, yi – номер i-того символа в закрытом тексте, k – ключ, n – число символов в алфавите. Операция mod – это взятие остатка от деления одного числа на другое (например: 5 mod 2 = 1, 10 mod 5 = 0, 20 mod 7 = 6). Дешифрование (расшифровывание) будет проходить по формуле xi=(yi+(n-k)) mod n Пример. Зашифруем методом Цезаря с ключом k=7 слово «шифр». Будем использовать русский алфавит без буквы ё, где букве А соответствует число 0, а следовательно букве Я – 31. Т.е. n=32. Поставим в исходном слове в соответствие каждой букве число: ш → 24 = х1 и → 8 = х2 ф → 20 = х3 р → 16 = х4 Тогда ( y1= (x 1 + k) mod 32 = (24 +7) mod 32 = 31 mod 32 = 31 → я y3 = (x2 + k) mod 32 = (8 +7) mod 32 = 15 mod 32 = 15 → п y3 = (x3 + k) mod 32 = (20 +7) mod 32 = 27 mod 32 = 27 → ы y4 = (x4 + k) mod 32 = (16 +7) mod 32 = 23 mod 32 = 23 → ч Таким образом, получили слово «япыч»Дешифрование. Для дешифрования необходимо каждому символу слова «япыч» поставить в соответствие число: я → 31 = y1 п → 15 = y3 ы → 27 = y3 ч → 23 = y4 Тогда x1 = (y1 + (32 – k)) mod 32 = (31 +(32 – 7)) mod 32 = 56 mod 32 = 24 → ш x2 = (y2 + (32 – k)) mod 32 = (15 +25) mod 32 = 40 mod 32 = 8 → и x3 = (y3 + (32 – k)) mod 32 = (27 +25) mod 32 = 52 mod 32 = 20 → ф x4 = (y4 + (32 – k)) mod 32 = (23 +25) mod 32 = 48 mod 32 = 16 → р Получили слово «шифр», следовательно шифрование было выполнено правильно.Шифр перестановки с ключом – является одним из многочисленных видов шифров перестановки (символы исходного сообщения переставляются по определенным законам). Для перестановки с ключом выбирается ключ – любое слово. Символы ключа нумеруется в порядке следования их в алфавите. Строится таблица, в которой количество столбцов равно количеству букв в ключе. Исходный текст вместе с пробелами и знаками препинания записывается в эту таблицу. Если последняя срока заполнена не полностью, до до конца строки записываются любые символы («пустышки»). Затем текст переписывается по столбцам, учитывая их нумерацию согласно ключу. Пример. Выберем в качестве ключа слово «информация». Пронумеруем ключ (первая, из имеющихся в ключе, в алфавите буква А, следовательно ей присваивается номер 1; следующая по алфавиту буква И, следовательно первая буква И будет иметь номер 2, а вторая – 3; далее идет буква М, ей присваиваем номер 4 и т.д.): и н ф о р м а ц и я 2 5 8 6 7 4 1 9 3 10 Зашифруем пословицу: От умного научишься, от глупого разучишься. Запишем ее в таблицу под ключом. Оставшиеся ячейки до конца строки заполняют «пустышками». и н ф о р м а ц и я 2 5 8 6 7 4 1 9 3 10 о т у м н о г о н а у ч и ш ь с я , о т г л у п о г о р а з у ч и ш ь с я а б в г д е ж з Переписываем столбцы, учитывая их номер: Оьучдон осояошжншлугтао яуч абмигзв утрагспие ,гьз Для дешифрования зашифрованный текст записывается в таблицу по столбцам, учитывая их номер. Порядок выполнения работы. Ознакомьтесь с теоретической частью практической работы. Загрузите программу Microsoft Excel. На первом листе электронной книги запишите в столбец А буквы русского алфавита. В столбце В – номер букв, в столбце С – опять буквы (такая запись будет необходима для использования функции ВПР). Переименуйте лист1 в Алфавит. На втором листе электронной книги запишите название работы, ключ и название столбцов таблицы (S – исходные символы, Х – числа исходных символов, Y – пересчитанные по формуле значения, S1 – символы закрытого текста). Значение ключа можно взять любым и обязательно его значение записать в отдельную ячейку (В5). В столбец S, начиная с 8 строки, впишите фамилию и имя, каждую букву в отдельной ячейке. В столбце Х должны быть числовые значения символов из столбца S. Эти значения хранятся на листе Алфавит. Чтобы получить их, можно воспользоваться функцией ВПР (категория – ссылки и массивы). Встаем в ячейку В8 и вызываем функцию ВПР. Заполняем ее окно следующим образом: В ячейку С8 (столбец Y) записывается формула для шифрования. Исходная формула метода Цезаря имеет вид: yi=(xi+k) mod n. Операции mod в Excel соответствует функция ОСТАТ(число; делитель). В нашем случае число – это (xi+k) а делитель – 32. Т.е. функция ОСТАТ будет иметь вид =ОСТАТ((B8+$5);32). Эту формулу необходимо растянуть вниз до конца таблицы. В ячейку D8 (столбец S1) опять записываем функцию ВПР, которая по числу Y найдет букву. Эта функция будет выглядеть следующим образом: см.приложение Окончательно таблица должна выглядеть следующим образом: см.приложение Запишите полученный закрытый текст (столбец S1) в тетрадь. Рядом приготовьте место для дешифрования информации. Получите у преподавателя карточку с закрытым текстом и впишите его в столбец S1 новой таблицы. см.приложение Проведите дешифрования текста по аналогии с зашифровыванием. Для расшифровывания (столбца Х) используйте формулу xi=(yi+32-k)) mod 32 см.приложение Запишите полученную фразу в тетрадь. Зашифруйте в тетради расшифрованную фразу методом перестановки с ключом. В качестве ключа используйте свою фамилию. Предъявите работу преподавателю. Вопросы Какой текст называется открытым? Какой текст называется закрытым? Что такое ключ? Как осуществляется процесс шифрования в методе Цезаря? Что такое «шифрование методом перестановки»? Как работает функция ОСТАТ? Что делает функция ВПР? Литература: 1. Мельников В.П., Клейменов С.А., Петраков А.М. Информационная безопасность: учебное пособие для студентов сред. проф. образования. – М.: Издательский дом «Академия», 2009. 2. Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии: учебное пособие. – М.: Гелиос АРВ, 2002. 15.02.2014
6 656 205 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Исаченко(Рудольф) Любовь Викторовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
3 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.