Передача данных. Информатика. Лекция №3

1. Передача данных Информатика. Лекция №3

2. Передача информации

Источник
информации
Информационные
коммуникации
Потребитель
информации
Для человека любой звук, свет являются сигналами,
несущими смысловую нагрузку.
Пример:
сирена — это звуковой сигнал тревоги;
звонок телефона — сигнал, чтобы взять трубку.
2

3. Передача информации

Канал
связи
Защита
от шума
Приемник
информации
Шум
Декодирующее
устройство
Кодирующее
устройство
Источник
информации
Передача информации
Одни из самых сложных декодирующих устройств —
человеческие ухо и глаз.
3

4. Каналы передачи информации (канал связи)

Канал передачи информации — это совокупность
технических средств, обеспечивающих передачу
сигналов от одного пункта к другому.
Каналы связи обеспечивают передачу сигналов на
расстояние.
4

5. Каналы передачи информации

Каналы связи
Биологические
Органы чувств
человека
Технические
Телефон, телевидение,
компьютер
5

6. Линии связи

►кабельные (витая пара, коаксиальный кабель,
оптоволоконный кабель);
► беспроводные (WIFI, Bluetooth, GPRS и т.д.).
6

7. Пропускная способность каналов связи

Пропускная способность канала — это максимальная
скорость передачи информации.
Эта скорость в технических каналах связи измеряется в
битах в секунду (а также в килобитах в секунду,
мегабитах в секунду).
7

8. Шум

Шум — это помехи, искажающие передаваемый сигнал
и приводящие к потере информации.
Технические причины возникновения помех:
► плохое качество линий связи;
►незащищенность потоков информации, передаваемой
по одним и тем же каналам.
8

9. Защита от шума

Передаваемый по линии связи код должен
быть избыточным (многократно повторение
передаваемых данных).
Клод Шеннон (американский инженер)
9

10. Защита от шума

В современных системах для защиты от шума:
► все сообщение разбивается на порции – блоки и
вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных
цифр), которая передается вместе с блоком;
► в месте приема вычисляется контрольная сумма
принятого блока, если она не совпадает с
первоначальной, передача повторяется.
10

11. Криптография

Криптография — это наука, занимающаяся вопросами,
связанными с методами кодирования и декодирования
информации.
11

12. Шифрование и дешифрование

Шифрование —это применение криптографического
преобразования открытого текста на основе алгоритма и
ключа в шифрованный текст.
Расшифровывание — это применение
криптографического преобразования шифрованного
текста в открытый.
12

13. Ключ

Ключ — параметр шифра, определяющий метод
преобразования данного текста.
В современных шифрах алгоритм шифрования известен,
и защищенность шифра определяется секретностью
ключа.
13

14. Шифр

Шифр
Симметричный
Несимметричный
14

15. Шифрование простой заменой

а б в г д е ... я
1 2 3 4 5 6 ... 33
Или:
A b c d t f ...
! @ # $ % *...
Пример: Верно ли закодировано слово?
33 9 29 12 16 9 15 1 16 10 6
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
15

16. Шифрование перестановочным видом

Буквы сообщения переставляются:
«помоги мне»
→
«опомиг нме»
«приду во вторник» → «рпдиу ов твроинк»
16

17. Шифрование замещающего вида

Замены каждой буквы следующей за ней в алфавите:
«очень быстро»
“good bye”
→
→
«пшжоы вътусп»
”hppe czf”
17

18. Азбука Морзе

18

19. Квадрат Полибия

Оригинальный код простой
замены, одна из древнейших
систем кодирования. Изначально
применялся для греческого
алфавита, но затем был
распространён на другие языки.
Ключом шифра является квадрат
размером 5×5 (для английского
языка) содержащий все буквы
алфавита, кроме J, а также квадрат
6×6 (для русского алфавита). При
шифровании каждая буква
исходного текста замещается парой
символов, представляющих номер
строки и номер столбца, в которых
расположена замещаемая буква.
19

20. Задание

Зашифруйте с помощью квадрата Полибия «студент
ЧЭМК»
20

21. Шифр Цезаря

вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется
буквой, находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее
него в алфавите. Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря,
использовавшего его для секретной переписки со своими генералами. Ключом
служит произвольное число k, выбранное в интервале от 1 до 25. Каждая буква
открытого текста заменяется буквой, стоящей на k знаков дальше неё в алфавите.
Юлий Цезарь использовал шифр со смещением на 3 позиции правее при
связи со своими полководцами во время военных кампаний.
21

22. Задание

Расшифровать с помощью шифра Цезаря:
ЫЛЧУ ЖУСРФЕИОЯЗГ
22

23. Задание

Зашифровать с помощью шифра Цезаря фразу:
«Шифрование информации»
23

24. Шифр сложной замены (шифр Гронсфельда)

► под буквами исходного сообщения записывают
цифры числового ключа;
► шифрованный текст получают примерно, как в шифре
Цезаря, но отсчитывают по алфавиту букву, которая
смещена по алфавиту на соответствующую цифру ключа.
24

25. Шифр сложной замены (шифр Гронсфельда)

Исходное сообщение: «Восточный экспресс»
Ключ: 2718
25

26. Задание

Зашифровать исходное сообщение методом
Гронсфельда:
«Шифр сложной замены»
Ключ: 54321
Русский алфавит:
26

27. Шифр Ришелье

Данный шифр основан на
использовании карточки с
прорезями. При этом высота
прорезей соответствует высоте
строк будущего сообщения.
Карточка помещается на лист
бумаги, сообщение по буквам
вписывается в прорези. Затем
карточка снимается, и место
между буквами заполняется
словами и буквами так, чтобы
получилось связное сообщение.
27

28. Стеганография

— это наука о скрытой передаче информации путём
сохранения в тайне самого факта передачи.
С помощью стеганографии можно спрятать
практически любой цифровой контент, включая
тексты, изображения, аудио- и видеофайлы.
Когда спрятанная информация поступает к
адресату, её извлекают.
Стеганографию используют как в легальных
целях (защита авторских прав, цифровые
водяные знаки), так и злоумышленниками для
обхода защитных систем.
28

29. Стеганография

Некоторые виды стеганографии:
• Текстовая. Сокрытие данных внутри текстовых файлов.
• Стеганография в изображениях. Сокрытие информации внутри
файлов изображений.
• Стеганография в звуке. Секретные сообщения встраиваются в
аудиосигнал,
что
изменяет
бинарную
последовательность
соответствующего аудиофайла.
• Стеганография в видео. Данные прячутся внутрь цифровых
видеоформатов.
• Сетевая (протокольная). Техника встраивания информации в сетевые
протоколы, используемые при передаче данных, такие как TCP, UDP,
ICMP и другие.
29

30. Симпатические чернила

Симпатические чернила — это чернила, записи
которыми становятся видимыми только при
определенных условиях.
Обычно процесс записи осуществляется следующим образом: первый слой —
наносится важная запись невидимыми чернилами, второй слой — ничего не
значащая запись видимыми чернилами.
30

31. Микроточки

Микроточка — это текст или изображение, существенно
уменьшенное в размере, чтобы предотвратить его обнаружение
непреднамеренными получателями. Обычно микроточки имеют
круглую форму и диаметр около 1 миллиметра, но могут быть и
других размеров и изготавливаться из разных материалов,
например полиэстера или металла.
Фотокамера «Mark IV» для
получения микроточек.
31

32. Цифровая стеганография -  это направление, основанное на сокрытии или внедрении дополнительной информации в цифровые объекты,

Цифровая стеганография это направление, основанное на сокрытии или внедрении
дополнительной информации в цифровые объекты, вызывая при
этом некоторые искажения этих объектов.
Сокрытие данных внутри графических файлов. Этот вид стеганографии часто используют,
чтобы скрыть информацию, поскольку цифровое изображение состоит из большого числа
элементов и есть много способов спрятать данные внутри него.
32