Jeste li ikada poželjeli nekome prenijeti poruku koju će samo ta osoba razumjeti? Umjesto da osmišljavate vlastiti jezik, postoji i jednostavniji način. Kotač za šifriranje! Kodirate poruku koju će moći dekodirati jedino osoba za koju to želite. Saznajte kako možete napraviti vlastiti kotač za šifriranje i budite tajnoviti.

Sadržaj

1. Što je Kriptografija?
1.1. Povijesni razvoj Kriptografije i Šifriranja Poruka
1.2. Različite vrste Šifriranja (enkripcije) Poruka
2. Potrebni materijali za napraviti Kotač za Šifriranje
3. Postupak izrade kotača za šifriranje
4. Kako koristiti Cezarov Kotač za Šifriranje
4.1. Šifriranje poruke
4.2. Dešifriranje poruke
5. Što ćete naučiti i koje vještine ćete razvijati

Što je Kriptografija?

Kriptografija (ili kriptologija) je znanost koja proučava sigurnu komunikaciju. Točnije rečeno, kriptografija istražuje načine šifriranja i dešifriranja poruka i protokola kako bi se poruka sakrila i ostala privatna. Riječ kriptografija je nastala od grčke riječi Kryptós što znači “sakriven” ili “tajna” i Graphein što znači “pisati”.

Povijesni razvoj Kriptografije i Šifriranja Poruka

Šifriranje poruka kako bi one ostale skrivene se koristilo još od antičkog doba. Najstarije šifrirane poruke potječu još iz 1900 godine prije nove ere iz starog Egipta. Razni oblici šifriranja se pronalaze u različitim kulturama, od Stare Grčke i Indije pa sve do Perzije.

Prvi poznata naprava za šifriranje je Cezarov šifrarnik kojim je Julije Cezar prenosio tajne poruke svojim generalima.

U modernoj povijesti, najpoznatiji primjer šifriranja poruka je stroj Enigma koji je Njemačka koristila tijekom drugog svjetskog rata za komunikaciju. Savezničko dešifriranje poruka, koje su Nijemci slali putem Enigme, odigralo je ključnu ulogu u okončavanju drugog svjetskog rata.

I dan danas se ulažu veliki napori u razvijanje novih i efikasnijih načina kriptografije, naročito u domeni internet komunikacije gdje postoji velika opasnost od hakiranja i krađe privatnih informacija.

Različite vrste Šifriranja (enkripcije) Poruka

Do modernog doba, kriptografija se prvenstveno zasnivala na enkripciji – procesu pretvaranja standardnog, razumljivog teksta (zvanog obični tekst) u nerazumljiv tekst (zvan šifrirani tekst).

Šifriranje i dešifriranje bazira se na algoritmu i ključu za algoritam. Ključ znaju samo osoba koja šifrira poruku i osoba koja ju dešifrira. Ovaj oblik šifriranja spada pod simetrični sistem u kojem se isti ključ koristi za šifriranje i dešifriranje poruke.

Primjer Cezarovog šifrarnika spada pod simetrični način šifriranja poruke. Radi na principu zamjene ili supstitucije.  Svako slovo teksta zamjenjuje se s drugim slovom pomaknutim za određeni broj mjesta koji je određen ključem. Na primjer, ako je ključ 2, slovo A postaje C.  No mana ove metode je to što je podložna neželjenom dešifriranju čistim putem pokušaja i pogrešaka (brute force), budući da je limitirana mogućim opcijama za ključ.

Kroz vrijeme su se razvile brojne metode šifriranja ali su i metode probijanja postale sofisticiranije i svaka od metoda je posjedovala određene mane.

U današnje vrijeme, uz veliki napredak u tehnologiji i brzini računala, razvili su se i asimetrični sistemi šifriranja. Kod njih, jedan ključ – javni ključ se koristi za enkripciju poruke, a drugi ključ, privatni ključ za dekripciju. Asimetrični sistemi uvelike povećavaju sigurnost komunikacije.

Vrijeme će pokazati u kojem smjeru će se kriptografija nastaviti razvijati radi konstantnih prijetnji visoko inteligentnih hakera. Iz tog razloga, sistemi šifriranja se konstantno razvijaju i testiraju kako bi se zaštitile privatne informacije koje su danas lako dostupne zahvaljujući internetu.

No vratimo se mi malo unazad i idemo napraviti naš vlastiti kotač za šifriranje na način na koji je to radio i Julije Cezar.

Potrebni materijali za napraviti Kotač za Šifriranje

1. Karton. Koristit ćemo karton da bismo napravili krugove ili kotače za naš šifrarnik. Običan karton, npr. od kutije za cipele će poslužiti. Možemo koristiti i običan papir, ali on je malo nezgodniji pa se preporučuje deblji materijal, poput kartona.
2. Šestar. Šestar će nam koristiti kako bi ocrtali dva kruga na kartonu. Jedan manji i jedan veći krug. To će nam biti baza kotača za šifriranje.
3. Škare. Trebamo i izrezati naše krugove s kartona, i za to će nam poslužiti škare. Možemo koristiti i skalpel ako nam je on dostupniji ili zgodniji za uporabu. 
4. Ravnalo. Ravnalo će nam koristiti da napravimo jednaka polja na našem kotaču za šifriranje. To nam omogućuje povlačenje ravnih crta i stvaranje pravilnih polja na površini. Ovdje možemo iskoristiti i kutomjer kako bi prvo izmjerili jednaku veličinu svakog polja i napravili pomoćne oznake za lakše povlačenje crta s ravnalom.
5. Pribadača. Potrebna nam je jedna pribadača kako bi spojili manji krug na veći i napravili kotač koji se okreće.
6. Olovka. Olovka nam je potrebna kako bi nacrtali polja na našem kotaču za šifriranje i slova koja će nam služiti za dešifriranje poruke. 
7. Bojice ili Flomasteri. Možemo iskoristiti različite bojice ili flomastere kako bi dodatno ukrasili kotač za šifriranje. Nisu nužni, ali će zasigurno značajno uljepšati naš šifrarnik.

Postupak izrade kotača za šifriranje

Možete pogledati video na početku članka ako vas zanima kako smo mi napravili kotač za šifriranje, ili nastavite čitati za detaljne korake izrade našeg šifrarnika.

1. Uzmite komad kartona i šestar. Raširite šestar na maksimalni promjer i ocrtajte kružnicu. Kružnica promjera od 20 cm će biti dovoljna za šifrarnik pristojne veličine, no možete napraviti i veći krug ako želite.
2. Uzmite drugi komad kartona i šestar i ocrtajte još jedan manji krug. Možete se poslužiti ravnalom da izmjerite nekoliko centimetara manji polumjer. 3-4 cm manji polumjer od prvoga kotača će biti dovoljan.
3. Izrežite oba kotača koristeći škare ili skalpel.
4. Uzmite jednu pribadaču i spojite manji krug na veći na sredini oba kotača. Za sada ćemo izvaditi pribadaču, a rupica koja je ostala će nam služiti kao centralna točka. Tako da izvadite pribadaču ali ostavite krugove jedan na drugome, tako da im se rupice preklapaju na sredini.
5. Metoda 1, bez kutomjera: Uzmite ravnalo i olovku i napravite horizontalnu i vertikalnu crtu koja prolazi kroz centar oba kruga (tamo gdje je rupica od pribadače). Tako smo podijelili oba kruga na 4 jednaka dijela. Nacrtajte još dvije crte, ovaj put dijagonalno. Ovako smo podijelili krugove na 8 dijelova. Sada još podijelite svako polje na pola, tako da povučete crtu kroz centar. Time ćemo dobiti 16 polja. Podijelite ih još jednom da dobijemo 32 polja. To je dovoljno da stavimo sva slova hrvatske abecede.
6. Metoda 2, s kutomjerom: Ako imate kutomjer pri ruci, sada je dobra prilika da ga iskoristite. Pomoću kutomjera možete lako napraviti polja iste veličine, bez obzira koliko polja planirate napraviti. Na primjer, ako želite 30 polja za svako slovo abecede, možete podijeliti 360 s 30 (360 stupnjeva/30 polja = 12). Znači, trebamo povući liniju koja prolazi kroz centar na svakih 12 stupnjeva naših krugova.
7. Ponovno pribadačom spojite oba kruga tako da je manji krug polegnut na veći. To će omogućiti manjem krugu da se rotira unutar većeg.
8. Napišite po jedno slovo abecede u svako polje na oba kruga. Ako imate višak polja možete upisati bilo koje druge znakove, nacrtati sličice ili ih ostaviti prazne.
9. Pobojajte i ukrasite kotač za šifriranje koristeći bojice ili flomastere i spremni ste za šifriranje i dešifriranje tajnih poruka!

Kako koristiti Cezarov Kotač za Šifriranje

Šifriranje poruke

Prvo odlučite koji će vam biti ključ za šifriranje (i dešifriranje). Na primjer, recimo da je ključ 5 – desno.

Zapišite ključ na papir. Bez ključa, osoba koja  će trebati dešifrirati poruku to neće moći napraviti. Da bi šifrirali poruku prvo poravnajte oba kruga da su vam ista slova na malom krugu u ravnini sa slovima na velikom krugu. 

Zarotirajte manji krug za broj puta koji je na ključu u smjeru koji je također napisan na ključu. U našem primjeru, rotirali bi 5 puta desno, u smjeru kazaljke na satu. Tim A postaje D (B-1, C-2, Č-3, Ć-4, D-5).

Tražite željena slova na velikom krugu a zapisujete slova  koja im odgovaraju ispod, s manjeg kruga. Poruka će izgledati kao bezveze razbacana slova i sigurna je od neželjenih znatiželjnika!

Dešifriranje poruke

Došli ste u posjed šifrirane poruke! I što sada? Trebate imati svoj kotač za šifriranje i naravno, poruku koja je šifrirana. Uz to, trebat će vam i ključ pomoću kojeg je ta poruka šifrirana. 

Stavite krugove u početni položaj – slova na oba kruga poravnata i unesite ključ. U našem primjeru, ključ kaže 5 – desno.

Rotirajte manji (donji) krug broj puta i u smjeru naznačenom na ključu. Kod nas je to 5 polja u desno. Sada ste u položaju za dešifriranje. Znakove u poruci (na papiriću) čitajte na donjem krugu i zapišite odgovarajuće slovo s gornjeg kruga. Uz malo truda, tajna poruka će biti prenesena i tajna sačuvana.

Što ćete naučiti i koje vještine ćete razvijati

• Znanja iz kriptografije – kodiranje, dekodiranje, šifre i algoritmi.
• Znanja iz inženjerstva – kroz dizajniranje, kreiranje i usavršavanje kotača za šifriranje.
• Matematičke vještine – trebamo brojati dok koristimo ključ.
• Slova i abecedu – pisanjem i čitanjem slova dok šifriramo i dešifriramo poruku.
• Logičke vještine – dok razmišljamo o ključu koji ćemo upotrijebiti te dok pokušavamo primijeniti ključ da bi dešifrirali poruku.
• Okulomotorne vještine – pri korištenju Cezarovog šifrarnika razvijamo okulomotornu koordinaciju.

Ako tražite još zabavnih aktivnosti pomoću kojih možete razvijati znanja iz tehnologije i matematike bez korištenja računala, svakako pogledajte: 

• Kako napraviti i riješiti Hanoi toranj za odličnu logičku mozgalicu koja može biti lagana ili teška koliko to vi želite.
•  Istražimo misteriozni Broj Pi (π) kako bi naučili o ovom zanimljivom broju i vidjeli kako ga na jednostavan način možete demonstrirati.
• Zabavne Aktivnosti s Nizovima za vježbanje logičkih vještine uz aktivnost koja je pogodna i za najmlađu publiku.
• Kako napraviti Sat od Kartona i pomoću njega Učiti na Sat je odlična aktivnost za učenje djece o vremenu, satu i kako saznati vrijeme, na zabavan i kreativan način. Uz to, već imate sve potrebne materijale za ovu aktivnost.
• Ili se možete upustiti u malo izazovniju aktivnost i napraviti vlastiti projektor od kartona za mobitel kako bi mogli gledati video na velikom ekranu, bilo gdje.

Pribilježite se na Newsletter

Pogledajte ostale aktivnosti iz kategorija…