1.3. Ақпаратты шифрлеу
Нені үйренесіңдер?
Мәтіндік ақпаратты кодтау ды және кері кодтауды.
Тірек сөздер
Кодтау – Кодирование – Coding
Кері кодтау – Декодирование – Decoding
Біздің заманымыздан бұрынғы I ғасырдағы Цезарь шифрін қолданыңдар. Ол үшін «БАЙТ» сөзінің әрбір әрпін алфавиттегі орнынан жылжыту арқылы оң жақтағы 2 әріпке ауыстырып қойыңдар. Қандай сөз шығады?
Ақпаратты өңдеу шифрлеу мен кодтау процестері арқылы жүзеге асады. Компьютердегі барлық ақпарат екілік санау жүйесіндегі 0 және 1 цифрларымен кодталады. 0 – электр сигналының жоқ екендігін білдірсе, 1 – электр сигналының бар екендігін білдіреді.
Ақпаратты ұсыну үшін символдар немесе шартты белгілер жиынтығынан тұратын код қолданылады. Ақпарат берудің техникалық жүйесі ақпарат көзінен, қабылдағыштан, кодтау мен кері кодтау құрылғыларынан және байланыс арналарынан тұрады.
Кодтау – енген ақпараттарды машиналық формаға түрлендіру, яғни екілік кодпен беру.
Кері кодтау – екілік кодты адамға түсінікті формаға түрлендіру. Кодталған таңбаның қайта қабылдаушы түсінетін ақпаратқа айналуы – декодтау (кері кодтау) деп аталады.
Ақпараттарды бір формадан келесі формаға көшіру кодтау деп аталады. Кодтауға кері процесс кері кодтау болып табылады. Ақпараттарды кодтау жағдайында машиналық формаға, екілік кодқа кіріс ақпараттары түрлендіріледі. Ал ақпараттарды кері кодтау кезінде екілік код адамға түсінікті тілге түрлендірілетін болады.
Ақпаратты кодтау енгізу құрылғылары арқылы қамтамасыз етілсе, шығару құрылғылары кері кодтауды қамтамасыз етеді. Кез келген мәтіндік ақпаратты кодтауға және әртүрлі етіп өңдеуге болады. Мысалы, мәтіндерді натурал сандармен және әріптермен кодтауға болады. Барлық символдар коды компьютерде кодтық кесте түрінде жазылады.
Кодтық кесте – реттік нөмірге сәйкес қойылған компьютерлік алфавиттің барлық символдарының кестесі.
Мысалы, үлкен «С» латын әрпі – 67 санымен, ал кіші «с» әрпі – 99 санымен, «:» таңбасы – 58 санымен және т.с.с. белгіленеді.
Пайдаланушылар ақпараттарды кодтау мен кері кодтауға байланысты арнайы программа конверторды ойлап тапқан. Бұл программа мәтіндік ақпараттарды өңдеуге негізделген. Сондықтан пайдаланушылар ақпараттарды өңдеу процесіне көп мән бермейді.
Сандық, мәтіндік, графикалық немесе дыбыстық ақпараттар түрлеріне сәйкес кодтау мен кері кодтау тәсілдері бар. ЭЕМ-ның түрлі типтері үшін түрлі кодтау қолданылады.
Ең танымал кодтау IBM типті дербес компьютерге арналған. Ол ASCII – American Standard Code for Information Interchange (1.3.1-кесте) кодтаудың халықаралық стандарты болып табылады.
1.3.1-кесте
Кодтау кестесінің 6 жолы және 16 бағаны бар. Кесте екі бөліктен тұрады: стандартты және баламалы. Стандартты бөліктегі – бірінші 128 символ, 0-ден 127-ге дейінгі кодтар: цифрлар, латын алфавитінің әріптері мен компьютер жұмысын басқаратын арнайы символдар. 0–32 дейінгі кодтар функционал пернелерге тағайындалған. Баламалы бөліктегі – 128-ден 255-ке дейінгі кодтар ұлттық алфавиттер. Орыс тілінің коды орыс алфавиттерінің символдарында орнатылған. Бүгінгі күні орыс алфавиттерінің 5 түрлі кодтық кестесі бар (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO). Бір кестедегі кодтау басқа кодтау кестелерінде бейнеленбейді. Мысал ретінде 1.3.2-кестеде CP866 орыс әріптерін кодтау кестесі берілген.
1.3.2-кесте
1.3.3-кестеде қазақ алфавиттерін кодтау кестесі берілген. Онда қазақ алфавиттерінің 8-биттік стандартталған KZ-1048 коды келтірілген.
1.3.3-кесте
Мәтіндік ақпарат ASCII стандарты бойынша екі жағдайда кодталады: енгізу-шығару кезінде және мәтінде. 1 символды кодтау үшін 1 байтқа тең ақпарат саны қолданылады (1 байт = 8 бит).
Қазіргі кезде Unicode халықаралық стандарты кеңінен қолданылуда. Мұнда әрбір символға 2 байт беріледі (1.3.1-сурет). Бұл символдар әлемнің барлық тілдерінде қарым-қатынас жасау үшін тиімді. Онда алфавиттер, цифрлар, таңбалар және математикалық символдар кодталады.
1.3.1-сурет. Халықаралық стандарттарда мәтіндік ақпараттарды кодтау
Білу және түсіну
1. Компьютерде мәтіндік ақпараттарды кодтаудың қандай принципі қолданылады?
Тірек сөздерді орыс және ағылшын тілінде айтыңдар.
2. Символдарды кодтаудың халықаралық кестесі қалай аталады?
3. Қазақ алфавитін кодтау кестесі қандай жүйеге негізделген?
4. Ең танымал кодтарды стандарттау кестесі қалай аталады? Онда әрбір символ қанша байтқа тең.
Қолдану
5. Word мәтіндік редакторын іске қосыңдар. ALT пернесін басып тұрып, қосымша сандық пернетақтадағы кодтарды теріңдер: 134 128 135 Қандай сөз шықты?
6. Блокнот редакторында келесі мақал-мәтелді теріңдер:
Еңбек етпесең, елге өкпелеме,
Егін екпесең, жерге өкпелеме.
Файлдың ақпараттық көлемі қандай?
Талдау
7. 1.3.4-кестедегі Морзе әліппесін пайдаланып, келесі хабарламаларды кодтаңдар: 5-СЫНЫП, КОМПЬЮТЕР, ИНФОРМАТИКА.
8. Өз тегің мен атыңды кері кодтаңдар.
1.3.4-кесте
Жинақтау
9. Информатикаға байланысты анаграмманы шешіңдер. Кодтау тәсілін анықтаңдар. Шифрден шығарған соң қандай сөздердің артық екендігін анықтаңдар.
1) НОФЕЛТЕ, ММЕДО, ДАЖ, РНИТПЕР.
2) НОКБТОЛ, АПРАТҚА, ТНІУІРТ, СИДК.
3) МОНТОИР, РОПЦСЕСОР, ТОРЛЯКУКАЛЬ, УМАБ
4) ЙАЛФ, АОНТ, ЕШЛФ.
5) МЕТРАРИФОМ, АТЕПРЕНАҚТ, АКЭРН.
Анаграмма – әріптердің орындарын алмастыру арқылы құралған басқа сөз немесе сөз тіркестері.
Мысалы, нас – сан, тасу – суат.
Бағалау
10. Кодтау шифрін ойластырып, мәтінді кодтаңдар. Сыныптастарыңнан мәтінді кері кодтауды өтініңдер.
Үй тапсырмасын орындауға арналған ұсыныстар
Интернеттегі «Өз шифріңді қалай ойлап табуға болады?» деген сайттың ақпаратымен танысып, өзіңнің кодтау шифріңді ойластыр. Мысалға акростих, литеорея, РОТ1 (балаларға арналған шифр) пайдалануға болады.
Кодтың шифрден айырмашылығы қандай?
Ақпаратты ыңғайлы түрде беру үшін кодтау қолданылады. Шифр ақпараттарды құпиялау үшін қажет.
Кодтау барысында ақпараттың мазмұны сол күйінде қалады, бірақ формасы өзгереді. Ақпаратты оқу үшін алгоритм мен кодтау кестесін білу қажет.
Шифрлеу ақпараттың бастапқы формасын сақтай отырып, мазмұнын өзгертеді. Ақпаратты оқу үшін алгоритмді білу міндетті емес, оның кілтін білу қажет.
Шифрлеу ережесі шифрленген хабарламаны кері шифрлеуге негізделіп, таңдалуы керек. Шифрлеу өте қарапайым болуы мүмкін. Мысалы, алфавит әріптерін цифрлармен алмастыру; барлық шифрлер және алфавиттің санға ауысқан әрбір символы одан кейінгі тұрған символмен кодталады. Шифрлер параметрі (сандық, символдық және т.б.) барлық ережелер бойынша хабарламаларды сұрыптауға мүмкіндік береді. Мұндай параметр шифрлеу кілті деп аталады.
Криптология – (kryptos – құпия, logos – ғылым) – ақпаратты түрлендіру арқылы оны қорғау әдісімен және өзгертумен шұғылданатын ғылым. Ол екіге бөлінеді: криптография және криптоталдау.
Криптография – құпия жазу, ақпаратты заңсыз пайдаланушылардан қорғау мақсатымен оны түрлендіру әдістері туралы ғылым. Ол өзгертілген ақпаратты математикалық әдіспен талдау және іздеумен айналысады. Негізгі идеясы шифрленген түрде ақпаратты сақтау және байланыс каналдары арқылы құпия ақпаратты жіберуге бағытталған.
Криптоталдау – ақпаратты, оның кілтін білмей-ақ, кері шифрлеу мәселесімен айналысады. Ол шифрленген ақпаратты шифрлеу кілтінсіз талдайды.