основы криптографии

Введение
1. Теоретическая часть
1.1 Криптография
1.1.1 История криптографии
1.1.2 Основные понятия криптографии
1.1.3 Классификация методов криптографического скрытия
1.2 Изучение криптографии в школе
1.2.1 Анализ Государственных образовательных стандартов
1.2.2 Анализ примерных программ по информатике и ИКТ
1.2.3 Анализ современных учебников по информатике и ИКТ
1.2.4 Программы элективных курсов по криптографии
1.3 Требования к разработке электронного учебника
2. Практическая часть
2.1 Структура электронного учебника
2.1.1 Определение требований к электронному учебнику
2.1.2 Архитектурная схема электронного учебника
2.1.3 Определение макета страниц электронного учебника
2.1.4 Разработка системы навигации
2.2 Средства разработки электронного учебника
2.3 Образцы страницучебника
Заключение
Приложение

основы криптографии

История криптографии;
Криптология: криптография и криптоанализ, шифрование, код, ключ, стойкость шрифта, криптосистемы;
Классификация шифров (алгоритмов шифрования);
Симметричное шифрование (с единым ключом):
Шифры перестановки;
Шифры замены
Моноалфавтная замена – шифр Цезаря;
Полиалфавитная замена – шифр Вижинера;
Составные шифры (DES, ГОСТ 28147-89);
Несимметричное шифрование – с открытым ключом (RSA);
Электронная подпись: назначение, схема функционирования
1.3 Требования к разработке электронного учебника
В качестве основных требований к разработке электронных учебников выделяют:
Требования к текстовой информации;
Требования к графической информации;
Требования к компоновке учебного материала.
Требования к текстовой информации
Электронный учебник должен содержать толькоминимум текстовой информации, в связи с тем, что длительное чтение текста с экрана приводит к значительному утомлению и как следствие к снижению восприятия и усвоения знаний.
Существенное значение имеет размер и начертание шрифта. Электронный вариант учебника позволяет выделить отдельные слова или фразы цветом и фоном, что улучшает наглядность, позволяет акцентировать внимание на главном.
Электронный учебник должен содержать гиперссылки по элементам учебника и возможно иметь ссылки на другие электронные учебники и справочники.
Желательно иметь содержание с быстрым переходом на нужную страницу.
Требования к графической информации
Электронный учебник должен содержать большое количество иллюстративного материала. Причем, графические изображения должны быть, как можно более просто оформлены (не более чем девять линий и одно понятие на одно изображение) и соответствовать размерам экрана или окна на экране.
Графически следует представлять:
последовательные кадры, рисунки, которые показывают движение, причинные связи или структуру, диаграммы процессов, временные графики;
диаграммы или рисунки, на которых опущены определенные частности для того, чтобы выделить особенности изображаемого явления, такие как сечения, чертежи, рисунки машин;
качественное представление числовых данных, такое как линейные графики, диаграммы, пиктограммы;
физические, политические и специализированные карты;
диаграммы или рисунки, на которых опущены определенные частности для того, чтобы выделить особенности изображаемого явления, такие как сечения, чертежи, рисунки машин;
таблицы и диаграммы или разного рода матричные представления словесных и числовых данных, такие как расписания, таблицы спортивных результатов,
диаграммы для сравнения;
статические фотографии, которые хороши для привлечения внимания,
демонстрации подлинников, введения в контекст.
Требования к компоновке учебного материала
Исключительное дидактическое значение имеет компоновка текстового, графического и другого материала. Качество восприятия новой информации, возможность обобщения и анализа, скорость запоминания, полнота усвоения учебной информации в значительной мере зависят как от расположения информации на странице (экране компьютера), так и от последовательности идущих друг за другом страниц. Электронный учебник должен позволять делать закладки в любом месте, отображать список закладок, отсортировав их в любом порядке.
В электронном учебнике должен быть список рекомендованной литературы, изданной традиционным, печатным способом. Список литературы может быть дополнен не только ссылками на статьи в журналах, сборниках научных конференций и др., но также и на электронные публикации, размещенные на серверах учебного заведения или в сети Интернет (6).
В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных обучающих систем. Как и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов:
1. Определение целей и задач разработки.
2. Разработка структуры электронного учебника.
3. Разработка содержания по разделам и темам учебника.(7)
При разработке содержания по разделам и темам электронного учебника необходимо:
выделить основное ядро учебного материала;
выделить второстепенные моменты в изучении учебного материала;
выделить связи с другими темами учебного курса;
подобрать практические разноуровневые многовариантные задания по каждой теме;
подобрать иллюстрации, графики, демонстрации. (8, 432)
4. Подготовка сценариев отдельных структур электронного учебника.
5. Реализация.
6. Апробация.
7. Корректировка содержания электронного учебника по результатам апробации.
8. Подготовка методического пособия для пользователя. (7)
2. Практическая часть
2.1 Структура электронного учебника
2.1.1 Определение требований к электронному учебнику
Согласно методике разработки электронных учебных пособий (см. п. 1.3) и с учетом средств разработки электронного учебника (язык гипертекстовой разметки HTML, каскадные таблицы стилей CSS и язык JavaScript), основными требованиями к электронному учебнику являются:
электронный учебник по основам криптографии должен представлять собой комплекс взаимосвязанных гипертекстовых страниц и графических элементов, используемых в оформлении страниц и доступный в локальном использовании и для использования через Интернет посредством стандартных Web-браузеров.
электронный учебник должен иметь многостраничную и многоуровневую;
компоновка страницы и ее интерактивные компоненты должны сохранять максимальное подобие своего внешнего вида и работоспособность при просмотре в различных программах просмотра (браузерах) различных фирм изготовителей, при адаптивном разрешении экрана;
программный код электронного учебника должен соответствовать требованиям безопасности обязательным для Web-сайтов государственных и муниципальных учреждений;
страницы электронного учебника должны представлять собой единый информационно взаимосвязанный комплекс;
страницы электронного учебника, содержащие значительное количество текстового и/или графического материала, должны иметь локальную навигацию, переходы на другие разделы;
страницы и графические элементы должны быть соответствующим образом оптимизированы с целью минимизации времени на загрузку страницы с Web-сервера на компьютер пользователя.
Требования к графическому дизайну электронного учебника:
дизайн электронного учебника по основам криптографии должен быть консервативным - использовать неброские, неяркие, пастельные цвета и тона;
допускается использование небольших графических элементов (пиктограмм, «визуалов») в оформлении контента;
Требования к шрифтовому оформлению электронного учебника:
основными шрифтовыми гарнитурами, допустимыми для оформления являются гарнитуры Arial, Verdana, Times New Roman и Futura;
размер (кегль) шрифтов должен обеспечивать удобство восприятия текста при минимально допустимом размере экрана.
Требования к средствам просмотра электронного учебника. Программный код учебника должен обеспечивать корректное отображение данных в следующих браузерах:
Internet Explorer (версия 5.5 и выше);
Opera (версия 7.0 и выше);
Mozilla Firefox (версия 3.0 и выше).
Требования к компоновке страниц электронного учебника:
Компоновка страниц электронного учебника должна обеспечивать автоматическое масштабирование страниц в зависимости от ширины рабочего поля браузера пользователя. Минимальный размер (ширина) рабочего поля браузера, при котором необходимо обеспечить полноценное отображение страниц (без полосы горизонтальной прокрутки), составляет 1024 пиксела.
Для расчетов адаптивного коэффициента мониторов принимать во внимание типовые разрешения мониторов и соотношения сторон:
Для мониторов ЭЛТ 15" характерны размеры сторон:
600х800 = 480 000 пикселей;
800/600 = 1,333 (соотношение сторон).
Для мониторов 17" ЭЛТ и 15" LCD характерны размеры сторон:
768х1024 = 786 432 пикселей;
1024/768 = 1,333 (соотношение сторон).
Для мониторов 19" ЭЛТ и 17" LCD характерны размеры сторон:
1024х1280 = 1 310 720 пикселей.
1280/1024 = 1,25 (соотношение сторон).
Разрешающая способность монитора 1024х1280 и 600х800 различаются в 2,731 раза.
1 310 720 / 480 000 = 2,731
Дополнительные требования:
Каждая страница электронного учебника должна содержать наименование раздела и темы, отражаемой в текущий момент времени. В каждой теме необходимо предусмотреть практические задания для закрепления материала, представленного в теме. Каждая статья должна содержать ссылку перехода «наверх» страницы.
2.1.2 Архитектурная схема электронного учебника
Для определения архитектурной схемы электронного учебника использовались результаты исследования, проведенного в ходе реализации первой части курсовой работы (см. п. 1.1-1.3). При построении архитектуры электронного учебника учитывался принцип «интуитивной понятности», который предписывает выстраивание архитектуры электронных учебных пособий таким образом, чтобы учащемуся не приходилось тратить время на поиск интересующей его информации - расположение основных элементов учебника «типично» для пособий аналогичной не только тематической, но и целевой направленности.
Рис. 3 Архитектурная схема электронного учебника
2.1.3 Определение макета страниц электронного учебника
Руководствуясь принципом «интуитивной понятности», а также принципом «максимальной привычности» сайта для пользователя было принято решение о формировании макета страниц электронного учебника по так называемой классической схеме «Шапка – N*Колонка - Подвал» в упрощенном варианте.
Рис. 4 Классический вариант структуры страниц электронных пособий
Контекстное наполнение элементов при использовании классической структуры страницы:
Шапка (хедер, header), в которую могут входить, хотя и не обязательно:
Название учебника (учебной дисциплины);
Наименование раздела / подраздела дисциплины;
Название темы;
Номер урока.
Основная часть страницы:
Меню навигации по тематическим разделам
Меню навигации (по разделам)
Основная текстовая и графическая информация
Подвал (footer)
Ссылки «наверх», «на главную»;
Кнопки переходов;
Дубль меню навигации.
Исходя из вышеизложенного и согласно требованиям, сформулированным к электронному учебнику по основам криптографии, в качестве макета структуры страниц электронного учебника был выбран стандартный упрощенный вариант (рис. 4б):
Рис. 5 Структура страниц электронного учебника
2.1.4 Разработка системы навигации
Для формирования системы навигации электронного учебника по основам криптографии был выбран вариант в виде вертикального выпадающего меню.
Существует несколько различных методик создания меню для сайта:
меню, созданное с использованием скриптов (например, JavaScript);
меню созданное средствами специальных редакторов;
меню на основе карт изображений,
flash-меню и т.д.
Однако наиболее «легким» для воспроизведения браузером и наименее затратным по ресурсам считается меню, созданное с использованием CSS. Такое меню формируется на основе обычного маркированного списка с «настроенными» свойствами каждого пункта.
Html-код задания структуры списка меню:
Описание
<ul id="navmenu-v">
<li><a href="index.html">Об учебнике</a>
<li><a href="#">Криптография</a>
<ul>
<li><a href="#">История криптографии</a></li>
<li><a href="#">Основные термины</a></li>
<li><a href="#">Классификация шифров</a></li>
<li><a href="#">Задания по теме</a></li>
</ul></li>
<li><a href="#">Шифрование откр.ключом</a>
<ul>
<li><a href="#">Общие сведения</a></li>
<li><a href="#">Шифры перестановок</a></li>
<li><a href="#">Шифр Цезаря</a></li>
<li><a href="#">Шифр Вижинера</a></li>
<li><a href="#">Составные шифры</a></li>
<li><a href="#">Задания по теме</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="#">Шифрование закр.ключом</a>
<ul>
<li><a href="#">Общие сведения</a></li>
<li><a href="#">Задания по теме</a></li>
</ul>
<li><a href="#">Цифровая подпись</a>
<ul>
<li><a href="#">Общие сведения</a></li>
<li><a href="#">Задания по теме</a></li>
</ul>
<li><a href="#">Ссылки</a>
<li><a href="#">Список литературы</a>
<li><a href="#">Упражнения по курсу</a>
</ul>
Примечание:
Все «#» в дальнейшем заменяются на реальные адреса страниц
CSS файл с настройками свойств меню (style1.css):
ul#navmenu-v,
ul#navmenu-v li,
ul#navmenu-v ul {
margin: 0;
border: 0 none;
padding: 0;
width: 200px;
list-style: none;
z-index:0;
}
ul#navmenu-v:after {