10 популярных кодов и шифров

Коды и шифры — не одно и то же: в коде каждое слово заменяется другим, в то время как в шифре заменяются все символы сообщения.

В данной статье мы рассмотрим наиболее популярные способы шифрования, а следующим шагом будет изучение основ криптографии.

1. Стандартные шифры
2. Цифровые шифры
3. Как расшифровать код или шифр?

Стандартные шифры

ROT1

Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, А заменяется на Б, Б — на В, и т. д. Фраза «Уйрйшоьк Рспдсбннйту» — это «Типичный Программист».

Попробуйте расшифровать сообщение:

Лбл еёмб, рспдсбннйту?

Сумели? Напишите в комментариях, что у вас получилось.

Шифр транспонирования

В транспозиционном шифре буквы переставляются по заранее определённому правилу. Например, если каждое слово пишется задом наперед, то из hello world получается dlrow olleh. Другой пример — менять местами каждые две буквы. Таким образом, предыдущее сообщение станет eh ll wo ro dl.

Ещё можно использовать столбчатый шифр транспонирования, в котором каждый символ написан горизонтально с заданной шириной алфавита, а шифр создаётся из символов по вертикали. Пример:

Из этого способа мы получим шифр holewdlo lr

. А вот столбчатая транспозиция, реализованная программно:

def split_len(seq, length):
   return [seq[i:i + length] for i in range(0, len(seq), length)]
def encode(key, plaintext):
   order = {
      int(val): num for num, val in enumerate(key)
   }
ciphertext = ''

for index in sorted(order.keys()):
   for part in split_len(plaintext, len(key)):
      try:ciphertext += part[order[index]]
         except IndexError:
            continue
   return ciphertext
print(encode('3214', 'HELLO'))

Азбука Морзе

В азбуке Морзе каждая буква алфавита, цифры и наиболее важные знаки препинания имеют свой код, состоящий из череды коротких и длинных сигналов:
Чаще всего это шифрование передаётся световыми или звуковыми сигналами.

Сможете расшифровать сообщение, используя картинку?

•−−   −•− −−− −• −•−• •   ••• − •− − −••− ••   • ••• − −••−   −•• • −−−− •• ••−• •−• •− − −−− •−• −•−− 

Шифр Цезаря

Это не один шифр, а целых 26, использующих один принцип. Так, ROT1 — лишь один из вариантов шифра Цезаря. Получателю нужно просто сообщить, какой шаг использовался при шифровании: если ROT2, тогда А заменяется на В, Б на Г и т. д.

А здесь использован шифр Цезаря с шагом 5:

Иербэй йюк ёурбэй нтчйхйцтаъ энщхуж

Моноалфавитная замена

Коды и шифры также делятся на подгруппы. Например, ROT1, азбука Морзе, шифр Цезаря относятся к моноалфавитной замене: каждая буква заменяется на одну и только одну букву или символ. Такие шифры очень легко расшифровываются с помощью частотного анализа.

Например, наиболее часто встречающаяся буква в английском алфавите — «E». Таким образом, в тексте, зашифрованном моноалфавитным шрифтом, наиболее часто встречающейся буквой будет буква, соответствующая «E». Вторая наиболее часто встречающаяся буква — это «T», а третья — «А».

Однако этот принцип работает только для длинных сообщений. Короткие просто не содержат в себе достаточно слов.

Шифр Виженера

Представим, что есть таблица по типу той, что на картинке, и ключевое слово «CHAIR». Шифр Виженера использует принцип шифра Цезаря, только каждая буква меняется в соответствии с кодовым словом.

В нашем случае первая буква послания будет зашифрована согласно шифровальному алфавиту для первой буквы кодового слова «С», вторая буква — для «H», etc. Если послание длиннее кодового слова, то для (k*n+1)-ой буквы, где n — длина кодового слова, вновь будет использован алфавит для первой буквы кодового слова.

Чтобы расшифровать шифр Виженера, для начала угадывают длину кодового слова и применяют частотный анализ к каждой n-ной букве послания.

Попробуйте расшифровать эту фразу самостоятельно:

зюм иэлруй южжуглёнъ

Подсказка длина кодового слова — 4.

Шифр Энигмы

Энигма — это машина, которая использовалась нацистами во времена Второй Мировой для шифрования сообщений.

Есть несколько колёс и клавиатура. На экране оператору показывалась буква, которой шифровалась соответствующая буква на клавиатуре. То, какой будет зашифрованная буква, зависело от начальной конфигурации колес.

Существовало более ста триллионов возможных комбинаций колёс, и со временем набора текста колеса сдвигались сами, так что шифр менялся на протяжении всего сообщения.

Цифровые шифры

В отличие от шифровки текста алфавитом и символами, здесь используются цифры. Рассказываем о способах и о том, как расшифровать цифровой код.

Двоичный код

Текстовые данные вполне можно хранить и передавать в двоичном коде. В этом случае по таблице символов (чаще всего ASCII) каждое простое число из предыдущего шага сопоставляется с буквой: 01100001 = 97 = «a», 01100010 = 98 = «b», etc. При этом важно соблюдение регистра.

Расшифруйте следующее сообщение, в котором использована кириллица:

110100001001101011010000101111101101000010110100

Шифр A1Z26

Это простая подстановка, где каждая буква заменена её порядковым номером в алфавите. Только нижний регистр.

Попробуйте определить, что здесь написано:

15-6-2-16-13-30-26-16-11 17-18-10-14-6-18

Шифрование публичным ключом

Алгоритм шифрования, применяющийся сегодня буквально во всех компьютерных системах. Есть два ключа: открытый и секретный. Открытый ключ — это большое число, имеющее только два делителя, помимо единицы и самого себя. Эти два делителя являются секретным ключом, и при перемножении дают публичный ключ. Например, публичный ключ — это 1961, а секретный — 37 и 53.

Открытый ключ используется, чтобы зашифровать сообщение, а секретный — чтобы расшифровать.

Как-то RSA выделила 1000 $ в качестве приза тому, кто найдет два пятидесятизначных делителя числа:

1522605027922533360535618378132637429718068114961380688657908494580122963258952897654000350692006139

Как расшифровать код или шифр?

Для этого применяются специальные сервисы. Выбор такого инструмента зависит от того, что за код предстоит расшифровать. Примеры шифраторов и дешифраторов:

• Азбука Морзе
• RSA (криптографический алгоритм с открытым ключом)
• Двоичный код
• Другие онлайн-дешифраторы

Адаптированный перевод «10 codes and ciphers»

Стратегия грамотности: изменение буквы

Способность манипулировать звуками в словах является важным навыком грамотности. Это упражнение побуждает учащихся работать над этим навыком, заставляя их менять одну букву в слове, чтобы получилось другое слово.

Начните с простого слова, например, ошибка. В этом упражнении учащиеся могли изменить начальную согласную («жук» на «кружку»), среднюю гласную («жук» на «большой») или конечный согласный («жук» на «булочка»).

Ознакомьтесь с темами, выбранными нашими экспертами

• Чтение и написание

• Стратегии и советы

• School Supports

Смотрите: См. Демонстрация этой стратегии

Смотреть это видео с Rockets для просмотра литературы Louisa Moats. стратегия воспитателя детского сада.

Прочтите: Как научить учащихся заменять буквы

Задача: Ученики смогут заменить одну букву в слове, чтобы получилось новое слово.

Уровни обучения (со стандартами):

• K (Common Core ELA Literacy RF.K.2.E: добавление или замена звука в односложных словах для образования новых слов)
• K (Common Core ELA) Грамотность RF.K.3.D: различать похожие слова, определяя звуки букв, которые различаются)
• 1 (Common Core ELA Literacy RF.1.2: демонстрировать понимание произносимых слов, слогов и звуков)

Лучше всего использовать для обучения с:

• Небольшие группы
• Индивидуальные занятия

Как преподавать:

В этом раздаточном материале Национального центра интенсивного вмешательства (NCII) дается прекрасное объяснение того, как использовать эту стратегию обучения. Нам особенно нравится пример сценария NCII о том, что говорить вашим ученикам при использовании этой стратегии.

Вот краткое изложение четырех основных шагов:

1. Напишите слово на доске: швабра
2. Прочитайте слово: «швабра»
3. Замените одну букву, как указано: hop
4. Произнесите новое слово: «hop»

Обязательно используйте подробные инструкции, чтобы сообщить учащимся, что делать. Затем смоделируйте для них одно или два слова. Что касается следующих слов, дайте учащимся краткие напоминания, пока они не получат правильный ответ почти все время без какой-либо помощи. Со временем учащиеся больше не будут нуждаться в напоминаниях, так как они улучшат свое фонематическое восприятие (способность слышать и манипулировать звуками в словах) и фонетические навыки.

Для изучающих английский язык: Эти учащиеся могут иметь хорошие фонематические навыки на родном языке. Но они могут испытывать затруднения просто потому, что не знакомы с английскими звуками. (Некоторых английских звуков может не быть или они могут быть другими в родном языке учащегося.

) В других случаях у этих учащихся могут быть проблемы с обучением, такие как дислексия, и у них могут возникнуть проблемы с обработкой звуков в словах на их родном языке.

Поймите: почему эта стратегия работает

Фонематическая осведомленность является важным базовым навыком чтения. Учащиеся, обладающие навыками фонематического восприятия, понимают, что слова состоят из отдельных звуков. Они могут изолировать звуки в разных частях слова и играть со звуками, чтобы составлять новые слова.

Ученики с нарушениями обучаемости, такими как дислексия, испытывают трудности с чтением слов, отчасти из-за проблем с обработкой звуков. Исследования показывают, что люди с дислексией часто имеют различия в области мозга, отвечающей за обработку речи. Эти студенты — и все учащихся – выиграют от явного обучения навыкам фонематического восприятия с помощью стратегий, подобных этой, и/или звуковых ящиков Эльконина.

Важно, чтобы учащиеся развивали фонематические навыки одновременно с изучением фонетики. Обучение фонетике учит студентов устанавливать связь между звуками и письменными буквами. Учащиеся произносят эти звуки и соединяют их, чтобы прочитать слова.

Эта стратегия «изменить букву» эффективна, потому что она помогает учащимся с фонематическим восприятием и фонетикой одновременно. Когда учащиеся сравнивают старое слово с новым словом, они используют навыки фонематического восприятия для сравнения звуков. Затем, когда они соединяют звуки с буквенными паттернами в слове, они используют как свое фонематическое восприятие, так и фонетические навыки, чтобы составить новое слово.

Поделитесь статьей о фонологическом, фонематическом и акустическом восприятии с семьями, чтобы помочь им понять важность таких действий, как изменение буквы.

Исследования, лежащие в основе этой стратегии

«Все, что вы хотели знать о фонетике (но боялись спросить)», из Reading Research Quarterly

«Систематическое обучение фонетике помогает учащимся научиться читать: данные National Reading Метаанализ панели», с Обзор образовательных исследований

Связанные темы

• Чтение и написание

• Стратегии и советы

• Школьная поддержка

Jolly Phonics Meta-Analysisis | Педагогика Non Grata

Jolly Phonics описывается ее создателями как «комплексная программа, основанная на проверенном, увлекательном и мультисенсорном методе синтетической фонетики, который учит детей читать и писать с раннего возраста. Это означает, что мы учим звуки букв, а не алфавит. Эти звуки из 42 букв являются звуковыми строительными блоками, которые дети с помощью правильных инструментов используют для декодирования английского языка. При чтении слова они узнают буквы и смешивают соответствующие звуки; при написании слова они определяют звуки и записывают соответствующие буквы. Эти навыки называются смешиванием и сегментацией. Это два из пяти навыков, которые необходимы детям для овладения фонетикой».

Я хотел оценить эффективность программы Jolly Phonics; однако, насколько мне известно, не существовало предварительного метаанализа по этой теме. В то время как метаанализ NRP рассматривал Jolly Phonics, он включил только одно исследование, в котором средний показатель ES составил 0,73. Тем не менее, этот ES был выше, чем у большинства других размеров эффекта, обнаруженных для фонических вмешательств в мета-анализе NRP, что было частью того, что привлекло мой интерес.

 

Для дальнейшей оценки эффективности Jolly Phonics я провел собственный метаанализ со следующими критериями включения: данные для меня, чтобы рассчитать размеры эффекта, и в исследовании должна была быть контрольная группа.

Мне удалось найти 7 исследований, соответствующих этим критериям. Однако позже я исключил одного из них (Стюарт 1999), потому что у него были неэквивалентные группы. Это было проблематично, потому что это привело к тому, что экспериментальная группа получила очень большую величину эффекта 0,73, несмотря на отставание от контрольной группы по всем критериям. Три исследования прошли рецензирование, 2 исследования представляли собой кандидатские диссертации, 1 исследование представляло собой неопубликованный РКИ-эксперимент и 2 исследования были проведены правительством в целях исследования политики. В исследовании RCT также могло отсутствовать ведение, поскольку оно рассматривало только вовлеченность.

 

Хотя обычно я исключаю исследования без рецензирования, исследовательская база была настолько мала, что я включил исследования без рецензирования. Однако результаты, полученные в каждом исследовании, были поразительно схожими. Действительно, я никогда раньше не проводил метаанализ, результаты которого были бы настолько однородны.

Среднее значение ES составило 0,89., в то время как среднее значение ES в не рецензируемых исследованиях составляло 0,82, что было ниже, чем среднее значение в целом. Страновые исследования показали самые низкие результаты, что вполне типично, поскольку данные государственной политики редко отражают результаты, полученные в клинических исследованиях, вероятно, из соображений достоверности. Тем не менее, эти данные все еще были очень значимыми со средним значением ES 0,82.

​

Хотя многие могут возразить, что нам следует исключить данные по странам, поскольку министерства образования могут быть более заинтересованы в попытке доказать определенный результат. На самом деле я не согласен по нескольким причинам. Во-первых, как уже упоминалось, данные по странам почти всегда занижены и, следовательно, вряд ли преувеличивают результаты. Во-вторых, величина эффекта, обнаруженная в данных по этой стране, была очень однородной с результатами, полученными в рецензируемых данных, хотя и несколько более консервативна.

В-третьих, эти данные на уровне страны не только обеспечивают гораздо большую выборку, авторы отчетов смогли предоставить результаты для нескольких оценок и измерений. Наконец, в конечном итоге важны не клинические результаты, а практические. Изучение последствий изменения педагогики на политическом уровне дает нам гораздо больше практического понимания последствий в реальном мире, чем на клиническом уровне.

Включенные исследования: 

 

Nasrawi, Et, al написали это исследование в 2017 году. В исследовании изучалось предоставление 58 учащимся 1-го класса ESL 11,25 часов обучения Jolly Phonics. Это исследование было рецензировано экспертами.

 

Каллинан, и др., написали это исследование в 2010 году и изучили обучение 30 учеников детского сада Jolly Phonics в течение 1 года. Это исследование было рецензировано экспертами.

 

Стюарт и др. написали это исследование в 1999 году. В этом исследовании рассматривалось предоставление 6 классам детского сада 60 часов обучения Jolly Phonics. Это исследование было рецензировано экспертами и включено в метаанализ NRP. (Это исследование было исключено из-за неэквивалентной группировки).

 

Крейн написал эту докторскую диссертацию в 1999 году. Это исследование включало в себя обучение 152 воспитанников детского сада 20-недельному курсу Jolly Phonics.

 

Лейла Фарохбахт. Написал эту докторскую диссертацию в неустановленном году. Это исследование было единственным РКИ в мета-анализе, и в нем приняли участие 50 учащихся ESL в 6-8 классах с 45-часовым обучением Jolly Phonics.

 

Н., Катехайо и др. провели нерецензируемое исследование в течение неуказанного периода времени в течение 20 часов обучения Jolly Phonics для учащихся K-2.

 

Республика Гамбия провела собственное исследование в 2009 году в течение 2 лет среди учащихся 1-3 классов. Позднее это исследование было исключено из-за недостаточности данных.

 

Правительство Нигерии в 2014 году провело собственное исследование с участием 240 учащихся 1-х классов в течение неопределенного периода времени.

 

Катехайо и др. в 2014 г. провели нерецензируемое исследование с участием 44 учащихся класса K-3 в течение 20 часов.

 

Обсуждение: 

Меня удивили эти результаты, особенно их однородность. Обычно, когда вы проводите метаанализ, вы находите одно или два исследования с чрезвычайно высокими результатами и одно или два исследования с отрицательными результатами, а также большинство исследований с гораздо более умеренными результатами. Тем не менее, почти каждое исследование, проведенное на Jolly Phonics, которое я нашел и которое соответствовало моим критериям включения, дало высокие или очень высокие результаты. Учитывая, что размеры всех обнаруженных эффектов были от высоких до очень высоких, я думаю, следует сделать вывод, что Jolly Phonics является стратегией, основанной на фактических данных.

​

Последнее замечание: половина изученных исследований были исследованиями ESL или ELL. При этом я думаю, что этот анализ помогает подтвердить тот факт, что синтетическая акустика помогает учащимся ELL. Величина эффекта ELL для этого исследования составила 0,89, что согласуется с предыдущим исследованием фонетики ELL, которое показывает, что фонетика является высокоэффективной стратегией для учащихся ELL.


Отказ от ответственности:
Я не имею отношения к Jolly Phonics, никогда не преподавал Jolly Phonics и не собираюсь использовать Jolly Phonics. Цель этой статьи заключалась не в том, чтобы передать мое личное мнение о достоинствах или недостатках Jolly Phonics, а в том, чтобы предоставить как можно более объективно нейтральный статистический анализ количественной литературы по Jolly Phonics.

 

Итоговая оценка: A-: более 4 занятий со средним ES выше 0,70

​

Качественная оценка: 6/10

Программа включает следующие научно обоснованные виды обучения: фонетика, морфология , орфография, фонематическая осведомленность и прямое обучение.

​

Автор, Натаниэль Хансфорд

Последнее редактирование 23 июля 2022 г. Влияние использования Jolly Phonics на чтение иорданских первоклассников. Международный онлайн-журнал образования и преподавания, 4 (2), 106–119..

 

Каллинан, К., и ван дер Зее, Э. (2010). Сравнительное исследование двух методов обучения синтетической фонетике для обучения чтению: Jolly Phonics и THRASS. Обзор психологии образования, 34 (1), 21–31.

 

М, Стюарт. (1999). Подготовка к чтению: Раннее осознание фонем и обучение фонеме улучшают чтение и правописание у изучающих второй язык в городских районах. Британский журнал психологии. Получено с .

 

C, Crane, Et, Al. (1999). Улучшение раннего языка и навыков грамотности: дифференциальные эффекты устной речи по сравнению с фонологией с вмешательством в чтение. Йоркский университет. Получено с .

 

Л, Фарохбахт. Влияние использования мультисенсорной фонетики в обучении грамоте на мотивацию раннего чтения учащихся EFL среди молодых женщин и мужчин. Университет Исфахана. Получено с сайта .


 

N, Katechaiyo, et al. ВЛИЯНИЕ ИНСТРУКЦИИ JOLLY PHONICS ДЛЯ УЧЕНИКОВ, КНИГА 1, НА СПОСОБНОСТЬ МОЛОДЫХ ИЗУЧАЮЩИХ ТАЙСКИЙ ЯЗЫК. Получено с сайта .

 

Республика Гамбия. (2009). ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВМЕШАТЕЛЬСТВ НА СПОСОБНОСТЬ ЧТЕНИЯ В РАННИХ КЛАССАХ (EGRA) В ШКОЛАХ. Получено с .

 

Правительство Нигерии. (2014). ОТЧЕТ ПО МОНИТОРИНГУ ВНЕДРЕНИЯ ПОДХОДА JOLLY PHONICS НА ФЕДЕРАЛЬНОЙ СТОЛИЧНОЙ ТЕРРИТОРИИ, АБУДЖА. Получено с .

 

N, Katechaiyo, Et al.