קריפטוגרפיה: פעילויות העשרה לתלמידי תיכון הלומדים מדעי המחשב

תורת הקריפטוגרפיה, או בשמה העברי הצפנה, עוסקת בחקר עקרונות ושיטות בעזרתן ניתן לתרגם מידע לגרסה "מעוותת" שתקשה את ההבנה (הקריאה) על גורם בלתי מוסמך, בעוד קריאת המידע והבנתו (תרגומו הגרסה המעוותת בחזרה) יהיו סבירים עבור הגורם אליו נשלחה ההודעה.

מקורו של המונח קריפטוגרפיה הוא ביוונית. משמעות המילה היוונית קריפטוס היא סמוי או כמוס.

התפתחות המחשבים ורשת האינטרנט הביאו לתחייה מחודשת של הקריפטוגרפיה בתחום האזרחי ושימושיו.

בתאריך 14.4.03 הכריז ארגון ACM שזוכי פרס טיורינג לשנת 2002 יהיו יוצריו של האלגוריתם הידוע בשם RSA - פרופ' עדי שמיר מהפקולטה למדעי המחשב ומתימטיקה שימושית במכון ויצמן למדע, ועמיתיו פרופ' ריבסט ופרופ' אדלמן.

האלגוריתם שפיתחו שמיר ועמיתיו משמש כבסיס לטכנולוגיית הצפנה הנפוצה כיום בשימוש ברחבי העולם בתחומים שונים כמו העברת מידע באופן מאובטח, ביצוע פעולות מוצפנות וזיהוי אנשים.

ביוני 2003 נערך בחיפה סמינר קיץ למורים מובילים, בשיתוף פעולה בין מרכז המורים הארצי לבין CRI המכון ליישומים בין תחומיים של מדעי המחשב על שם קרן קיסריה אדמונד בנג'מין דה-רוטשילד באוניברסיטת חיפה.

בהמשך לסמינר, הכינו משתתפיו פעילויות למידה בתחום הקריפטוגרפיה, כאות הוקרה לפרופ' עדי שמיר ועמיתיו.

כל החומרים האלה עומדים לרשות המורים וניתן להשתמש בהם להוראה ללא תשלום.

שימו לב: לא ניתן לעשות בחומר הזה כל שימוש מסחרי ללא רשות בכתב מראש מיוצרי החומרים.

אנחנו מאד מבקשים מכל מורה שיבצע פעילות כלשהי בנושא עם תלמידיו – אנא מלאו את טופס המשוב המצורף ושלחו אותו אלינו.

 

תאור

מחברים

נושא

מערך הוראה מפורט (כולל שיעורי כיתה ומעבדה, דפי עבודה ועוד) לשיטת המפתח המשותף החד-פעמי (One Time Pad) ושיטת החלפת המפתח של דיפי-הלמן (Diffie-Hellman)

מילר ארנה, פז תמר, רם ריקה

שיטת המפתח המשותף החד-פעמי ושיטת החלפת המפתח של דיפי-הלמן

הצעה למהלך הוראה, פעילויות לתלמיד ופתרונות מלאים בפסקל ובג'אווה

ברגורי צור איריס, ברנדס עפרה, זוהר דורון, ליקרמן דורית, שפרלינג אהובה

החלפת מפתחות ומפתח ציבורי

הכרות תוך התנסות עם אלגוריתם ההצפנה RSA (פעילות בת 6 שלבים)

אלי כהן, שמוליק שוורץ, אהובה תקוותי

RSA היופי שבמסובכות

מערך הוראה שלם הכולל אוסף פעילויות לכיתה ולמעבדה, מצגות, מילון מונחים ועוד

חייט אתי, מורן דגנית, מנשה אתי, סויסה רות

סודות ההצפנה לתלמידי יסודות

מושגי יסוד במטריצות, מימוש של שיטות ההצפנה SwapMethd, ושל שיטת השבלול (Snail)

ח'ליפה וליד

הצפנת SwapMethod והצפנת השבלול

סקירה קצרה על התפתחות ההצפנה: כתב סתרים, צופן קיסרי, צופן החלפה מונואלפבתי, צופן פוליאלפבתי, הבעייה של הפצת מפתחות (אליס ובוב), אלגוריתם RSA

בר לוי זהבית

מצגת "הצפנה מהי" – קובץ מכווץ

קישורים לכתבות אקטואליות בנושא הצפנה

ביטון חלי

חשיבות נושא ההצפנה

הצעת הוראה מותאמת ליסודות 1 (בעיקר עבודה במעבדה)

רוזנר עינת

מערך הוראה ליסודות 1

חומר רקע, דף עבודה למערך חד ממדי, צופן ויז'נר ודף עבודה למערך דו ממדי

דאום רייטר ברכה

עבודה עם מערכים לתלמידי יסודות

תרגילים לתלמידי יסודות

פוק אלה

תרגילים לתלמידי יסודות

הקדמה, מצגת, דפי עבודה וקישור לאתרים בתחום

בוקובזה אביטל ובטיש יהודית

שיטות הצפנה פשוטות לתלמידי יסודות

קישורים נוספים:

מאמר שהתפרסם בהבטים על פרס טיורינג למחברי RSA

שקפים של ד"ר אילן נוימן מסמינר קיץ 2003

אתר אולימפידע בנושא הצפנה  (מאורגן ע"י מוזיאון הטכנודע)