Математический квест: шифр Цезаря

Продолжая серию статей о математических квестах, сегодня я хотела бы рассказать немного не о математике, а о криптографии - науке о шифровании, развитие которой произошло только благодаря математическим методам. Сегодня речь пойдет об одном из самых древних шифров в мире.

Шифр Цезаря - один из самых известных и простых способов шифрования. Это так называемый шифр подстановки, в котором каждая буква шифруемого сообщения заменяется на другую букву из того же алфавита. Шифр назван по имени римского полководца Гая Юлия Цезаря. Он использовал этот шифр для секретной переписки со своими генералами. Для работы с шифром нужно знать ключ. Ключом выступает любое натуральное число. Оно определяет, каким образом шифруются буквы сообщения. Так, например, если ключом шифра является число 5, каждая буква сообщения будет заменена на букву, стоящую в алфавите на пять позиций правее исходной: буква а в шифре заменится буквой е, буква б - буквой ë, буква я - буквой д и так далее. Конечно, этот шифр легко взламывается и сейчас практически не используется, зато его можно легко применить для создания заданий для детей в рамках домашнего квеста.

Что для этого потребуется?

  • зашифрованная фраза, описывающая, где искать приз
  • собственно приз, спрятанный в указанном месте

Что должен сделать заранее взрослый?

Взрослому необходимо определить место, где будет спрятан приз и описать это место в виде не длинного текста или предложения. Далее необходимо выбрать ключ для шифра и зашифровать текст с помощью этого ключа шифром Цезаря. Полученную абракадабру можно вручить детям в качестве задания. Ниже на картинке можно увидеть пример: фраза «Тому, кто любит сюрпризы и сладости, нужно поискать их в самой большой кастрюле в доме.» зашифрована шифром Цезаря с ключом 7.

Что должны сделать дети?

Детям необходимо расшифровать послание, узнав у взрослых ключ к шифру. Для этого, вспомнив порядок букв в русском алфавите, они должны проделать обратный сдвиг каждой буквы послания.

Как упростить задание?

Чем короче зашифрованный текст - тем легче его расшифровать, а значит сложность задания можно легко варьировать. Кроме того, можно заранее приготовить карточку с русским алфавитом, которой дети могли бы пользоваться в процессе дешифровки.

Как усложнить задание?

Можно не сообщать детям ключ к шифру. Они, например, могут получить ключ, выполнив перед этим другое задание квеста. Если и в таком случае задание кажется вам слишком простым, можно совсем не сообщать детям ключ к шифру, а позволить им самим угадать его, последовательно перебирая и проверяя варианты или анализируя отдельные слова в зашифрованном тексте. В нашем примере удобно строить гипотезы, опираясь на слова, состоящие из одной буквы. В русском языке есть не так много таких слов, а значит перебор будет не очень длинным, но занимательным.

Удачи!