Primeros pasos (15)

Dilo

El secretismo es una parte crítica de nuestras vidas, en mayor o en menor medida. Dado que nuestras vidas interactúan cada vez más con la Internet, queremos estar seguros de que podemos mantener la privacidad de nuestra información y controlar quién tiene acceso a información privilegiada.

El comercio digital, los negocios, las operaciones gubernamentales, e incluso las redes sociales confían en nuestra habilidad de evitar que la información caiga en las manos equivocadas.

Necesitamos una forma de enviar mensajes secretos...

Encriptación clásica - El cifrado César

Origen:

*Muchas de las ideas que usamos para mantener secretos en la edad digital son mucho más viejas que la Internet. El proceso de codificar un mensaje de texto plano de alguna forma secreta se llama Encriptación*

Por ejemplo, en la época de los romanos, se dice que Julio César encriptó mensajes para sus soldados y generales usando un giro alfabético simple; cada carácter fue encriptado sustituyéndolo con un carácter que eran una cantidad fija de letras dentro del alfabeto.

*Como resultado, un giro alfabético a menudo recibe el nombre de Cifrado César.*

Anuncio:

• Este mensaje fue encriptado usando un Código César (un "giro alfabético").
• Veamos cuánto toma decodificar este mensaje (recuerda que es solo un giro del alfabeto):

Muestra o escribe esto en el tablero

    cvmmn yvoer ra yn pnsrgrevn

• Dales a los estudiantes entre 3-5 minutos para tratar de descifrar uno de los mensajes.
  • RESPUESTA: "pizza libre en la cafetería" - el alfabeto de la A-Z se gira 13 caracteres.

Recapitulación:

• Escribe esta técnica de encriptación simple, solo toma unos pocos minutos decodificar un pequeño mensaje.
• ¿Qué sucedería si el mensaje fuese más largo, PERO tú tuvieras una herramienta de computación para ayudarte?

Actividad (35)

Transición a Estudio de Código: Widgets de cifrado en Code Studio

Parte 1 - Descifra un cifrado César

• Haz que los estudiantes hagan clic en la primera (de dos) herramienta de encriptación en el Estudio de Códigos para esta lección. Se etiqueta como la "Widget de giro alfabético". ¡Sugerencia! No te apures, pero no te demores al descifrar el cifrado césar. Presentar y descifrar un cifrado César debería ser bastante rápido.

  La widget es muy clara. Deja que los estudiantes descubran cómo usarla por sí mismos.

  El objetivo aquí es establecer cuestiones sobre encriptación de desciframiento con herramientas de computación, y comienza a usar algunos términos comunes.

  Debes avanzar al descifrado de substitución aleatoria relativamente rápido.

Parte 2 - Descifra un cifrado de substitución aleatoria

Después de recapitular la primera actividad, asegúrate de que los estudiantes** comprendan lo siguiente antes de avanzar:**

• Descifrar un cifrado César es fácil... insignificante con una herramienta de computación como la que usamos.
• El próximo paso es hacer que la encriptación sea un levemente más difícil...

Nuevo desafío:

• *¿Qué sucedería si en lugar de cambiar todo el alfabeto mapeáramos cada letra del alfabeto a una letra aleatoria diferente del alfabeto? Esto es lo que se llama un cifrado de substitución aleatoria.*

• *La nueva versión de la widget que verás es una versión más sofisticada de la herramienta de encriptación que te muestra muchas cosas diferentes.*

• Pero lo que hace es un poco misterioso Veámoslo...

Cierre (10)

Video: Encriptación y claves públicas

• Muestra la The Internet: Encryption & Public Keys - Video

Deberías conocer este video:

• 0:00 a 4:11 cubre los cifrados César y Vigenere, y explica por qué son difíciles de descifrar
• Después del minuto 4:11... explica la diferencia entre la encriptación que usa claves simétricas frente a asimétricas, lo cual se relaciona con material sobre encriptación de claves públicas y se proponen como una vista previa/adelanto de técnicas de encriptación más modernas.

Debate

Como parte de un resumen, los puntos más importantes que queremos describir son:

• La encriptación es esencial para la vida y la actividad diaria.
• La "fortaleza" de encriptación está relacionada con cuán fácil que es descifrar un mensaje, asumiendo que el adversario conoce la técnica, pero no la "clave" exacta.
• Un cifrado de sustitución aleatoria es muy descifrable de manera manual, pero podría tomar un poco de tiempo, prueba y error.
• Sin embargo, al recibir la ayuda de herramientas de computación, un cifrado de sustitución aleatorio puede descifrarse en cuestión de minutos.
• Los cifrados de sustitución simple brindan información sobre algoritmos de encriptación, pero como contamos con menos recursos cuando un potencial adversario recibe ayuda de herramientas de computación... nuestra comprensión debe volverse más sofisticada.
• Si vamos a crear una Internet segura, necesitaremos desarrollar herramientas y protocolos que pueden resistir la enorme potencia informática de las computadoras modernas.

Estos son algunos anuncios para incentivar el pensamiento que podemos usar para cerrar la lección y como avenida para sacar los puntos anteriores. Elige uno o más.

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¿Cuánto más fácil es descifrar un cifrado César que un cifrado de sustitución aleatoria? ¿Le puedes colocar un nombre?

• Para el cifrado César, hay solo 25 maneras posibles de girar el alfabeto. En el peor de los casos, solo necesitar probar 25 posibilidades diferentes. Un cifrado de sustitución aleatoria tiene MUCHAS más posibilidades (26 factorial = 4x10 ²⁶ posibilidades). Sin embargo, como hemos aprendido, con un análisis de frecuencia, podemos evitar tener que intentar probarlos a ciegas a todos.

¿Fue difícil descifrar un cifrado de sustitución aleatoria? ¿Tomó más de lo que pensabas? ¿Menos? ¿Por qué?

• Las herramientas de computación ayudar a los humanos en la implementación de encriptación, decriptación y descifrado de algoritmos. En otras palabras, usar una computadora cambia la velocidad y la complejidad de los tipos de encriptación que podemos hacer, pero también incrementa nuestra habilidad de revelar o circunnavegar la encriptación.

Cualquier cifrado de encriptación es un **algoritmo para transformar texto plano en texto de cifrado. ¿Qué sucede con la otra manera? ¿Puedes escribir un algoritmo para descifrar un cifrado César? ¿Qué sucede con un cifrado de sustitución aleatoria?**

• Un algoritmo para descifrar un cifrado César es muy sencillo; para cada giro alfabético posible, pruébalo, y mira si las palabras se forman en español.
• Un algoritmo para descifrar sustitución aleatoria es más difícil y tiene más matices. Puede que no haya una sola gran respuesta, pero al pensarlo, te darás cuenta cuán difícil es codificar la inteligencia y la intuición humanas para hacer algo como el análisis de frecuencia en un proceso que una máquina puede seguir. Probablemente requiere un poco de intervención humana, que es un punto específico de formular.

** Revisión de terminología: puedes usar esta oportunidad para revisar nuevo vocabulario introducido en la actividad y responder a las preguntas que los estudiantes puedan llegar a tener durante la actividad.**

• Las definiciones de criptografía, encriptación, decriptación, cifrado/revelación de encriptación, cifrado, etc.

Ampliación del aprendizaje

Lee Explotar en bits

• Leer pág. 165-169 de Blown to Bits, Chapter 5 - Reading.
• Responde las preguntas proporcionadas en la guía de lectura y la hoja de trabajo Reading Guide for Encryption - Worksheet

Lee Explotar en bits

• Las secciones anteriores del Capítulo 5 Explotar en bits hacen referencia al significado de y las controversias que rondan la encriptación consecuencia del 11 de septiembre. Esta lectura podría ser una herramienta muy útil para introducir aún más el impacto de la criptografía en muchos aspectos de la vida moderna.

• Pídeles a los estudiantes que revisen la historia de su navegación por Internet y calculen aproximadamente qué porcentaje realizan suponiendo que es "privado". ¿Tiene alguna forma de estar seguros que este es el caso? ¿Hay algunos sitios web que visiten cuando sienten más confianza en el secretismo de su tráfico en comparación con otros? ¿Está justificada su conclusión?