Ben jij een cryptokraker?

• Wiskunde
• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4,5

Introduction

'Ben jij een cryptokraker?' is een digitale les waarin leerlingen op speelse wijze leren over versleuteling en informatiebeveiliging. Leerlingen gaan in teamverband aan de slag met het oplossen van een misdaadzaak. Dit doen ze door middel van encrypten en decrypten. Daarnaast leren ze ook over informatiebeveiliging, waarbij de nadruk ligt op wachtwoordgebruik.

Instructions

Voorkennis van leerlingen

Leerlingen hebben geen specifieke voorkennis nodig. 

Voorbereiding voor docent

Werkbladen afdrukken. 

Bepalen of je de les klassikaal wilt doen of leerlingen zelfstandig door de les wilt laten gaan. In het tweede geval kun je de les delen via een LessonUp-klas én een link. Nadat je een les met een LessonUp-klas hebt gedeeld, verschijnt een link. Deze link kun je plaatsen in een ELO of ander platform (mail, sociale media). Alleen leerlingen die zijn aangemeld bij de klas (en zijn ingelogd in LessonUp) hebben toegang tot deze link. Op die manier kunnen leerlingen zelfstandig door de les. 

Leerdoelen/vaardigheden

Na deze les...

• ...kun je tekst versleutelen en ontcijferen met het Ceasar- en Vigenèrecijfer.
• ...kun je uitleggen hoe je de versleutelde tekst kunt ontcijferen zonder dat je de sleutel weet (kraken).

Aansluiting curriculum 

Deze les sluit aan bij de volgende onderwerpen uit het curriculum van informatica:

• Security

Instructions

Crack the Code uitwerkingen.pdf

Worksheets

Crack the Code antwoordenblad.pdf

Ondertitel

Ben jij een cryptokraker?

Digitale experience over encrypten, decrypten en informatiebeveiliging

Les 1. Wat is creativiteit?

Informatie voor de docent

Vooraf

Lees vooraf de notities bij de dia's door en print de bijbehorende antwoordbladen (één werkblad per tweetal).

Benodigdheden

Iconen

Zet het vinkje 'toon bij leerling' aan

Toon notities bij elke dia

Navigeren door de les

Vergroot een afbeelding

Klik hier

Hotspot met meer informatie

laptop voor elke leerling

Uitgeprinte antwoordbladen (en eventueel een kladblad) 

Les 1. Wat is creativiteit?

Leerdoelen

Na deze les...

• ...kun je tekst versleutelen en ontcijferen met het Ceasar- en Vigenèrecijfer.
• ...kun je uitleggen hoe je de versleutelde tekst kunt ontcijferen zonder dat je de sleutel weet (kraken).

Les 1. Wat is creativiteit?

Waarom codes kunnen kraken belangrijk is

Bij opsporingsonderzoek is tegenwoordig codes kraken niet meer weg te denken. Er worden vaak genoeg telefoons gevonden, die een vorm van beveiliging hebben. 

Codetaal komt het meest voor bij georganiseerde (drugs)criminaliteit, cybercrime en kinderporno. Zeer belangrijk om te weten hoe je codes kan kraken dus!

Deze slide kan je als docent gebruiken om het belang van codes kraken toe te lichten

Les 1. Wat is creativiteit?

Een misdaad oplossen

Wat gaan jullie doen?

Jullie gaan je tijdens deze les richten op een onopgeloste misdaad bij de politie. Dit doen jullie door bewijsmateriaal, gevonden op de plaats delict, te doorzoeken. 

Door te encrypten (versleutelen), te decrypten (ontcijferen) en door dingen te berekenen kun je steeds meer informatie vrijspelen.  

Introduceer de opdracht aan de leerlingen. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Zijn jullie er 

klaar voor? Succes!

Wacht tot je docent zegt dat je van start mag gaan!

!

Laat de leerlingen in groepen van 2/3 leerlingen zitten. Zodra iedereen klaar is kan je de leerlingen zelf door de rest van de slides laten gaan. Antwoorden zullen ze bij de docent moeten inleveren. 

Les 1. Wat is creativiteit?

De misdaad

Er is een gewapende overval gepleegd! 

De plaats delict is volledig onderzocht door de politie. Daar is de telefoon van de dader gevonden! Het lukt de politie alleen niet om de telefoon te kraken en daarom is deze vrijgegeven aan de buitenwereld. 

Kunnen jullie de dader achterhalen en het bewijsmateriaal vinden op de telefoon, of zal deze misdaad voor altijd onopgelost blijven? 

Les 1. Wat is creativiteit?

Wat wil de politie van jullie weten?

1. De dader: 

De politie verdenkt vier personen van deze misdaad.​ Achterhaal van wie de telefoon is, en wie dus de dader is.  

2. De kluiscode:

De politie heeft tijdens hun onderzoek ook een kluis gevonden die vermoedelijk bewijsmateriaal bevat. De kluiscode hiervan is nog onbekend. Wie weet kunnen jullie iets hierover op het mobieltje vinden? 

Les 1. Wat is creativiteit?

Mogelijke daders

• Uitgaan: Naar clubs
• Hobby: Fortnite
• Locatie dag van de misdaad: Was thuis en bij de supermarkt

• Uitgaan: Nooit
• Hobby: Tekenen en gitaar spelen
• Locatie dag van de misdaad: Was de hele dag op school

• Uitgaan: Naar de kroeg
• Hobby: Tekenen en lezen
• Locatie dag van de misdaad: Was op school en bij de supermarkt

• Uitgaan: Naar clubs
• Hobby: Fortnite
• Locatie dag van de misdaad: Was op school en bij de supermarkt

Les 1. Wat is creativiteit?

Let op!

Lees alle informatie die je in de telefoon vindt goed door! Alleen zo kan je achterhalen van wie de telefoon is en wie dus de dader is.

Check je antwoorden op de gevraagde momenten bij de docent. Doe je dit niet dan ben je gediskwalificeerd. Je mag altijd terug in de slides maar pas vooruit als je antwoord is gecheckt bij de docent.

Werk samen in je team. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Opdracht 1: Telefoon ontgrendelen

Dit is de telefoon die de politie op de plaats delict heeft gevonden. 

Lukt het je om de ontgrendelcode van de telefoon te vinden?

Les 1. Wat is creativiteit?

Wat is de ontgrendelcode? 

Check het antwoord 

bij de docent voordat je verder gaat.

!

Les 1. Wat is creativiteit?

Telefoon ontgrendeld!

Het is je gelukt de telefoon te ontgrendelen! Nu kan je verder met je onderzoek naar de dader en kluiscode. Helaas zijn veel berichten en bestanden versleuteld (encryptie) en is het aan jou om dit te ontcijferen (decryptie). Maar hoe werkt dat? Ga snel verder voor de uitleg. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: encryptie en decryptie

Bij encryptie (versleutelen) wordt informatie op zo'n manier gecodeerd dat het onleesbaar wordt gemaakt, zodat alleen iemand met de juiste sleutel (key) het kan ontcijferen. 

Bij decryptie (ontcijferen) ga je versleutelde tekst ontcijferen zodat de informatie weer leesbaar wordt. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: versleutelen met Caesarcijfer

Het Caesarcijfer vervangt elke letter door een letter die een vast aantal plaatsen verderop in het alfabet staat. Dit wordt ook wel shifting (opschuiven) genoemd.  Het aantal plaatsen dat een letter opschuift, heet de key (sleutel).

Voorbeeld:

Origineel alfabet:    

Verschuiven met key 3:

De letter B wordt hier dus een E, de letter Y een B, etc.  

Tip!

Ontcijferen met key 3, werkt het precies omgekeerd van versleutelen. Dan ga je drie stapjes naar links in het alfabet i.p.v. naar rechts. De letter E wordt dan een B en de letter B wordt dan een Y. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Opdracht 2: Whatsapp decrypten & codewoord sturen 

Op de telefoon staat een verdacht bericht van ene Jonathan. Wat vraagt Jonathan? En wat is het codewoord?

Tip!

Ontcijfer het bericht van Jonathan met Ceasar cijfer. Ga in de telefoon op zoek naar de key. Je mag terug naar de vorige slide voor de theorie over Ceasar cijfer.

Les 1. Wat is creativiteit?

Wat vraagt  Jonathan en wat is het codewoord? 

Check het antwoord 

bij de docent voordat je verder gaat.

!

Les 1. Wat is creativiteit?

Codewoord verstuurd!

Direct na het sturen van het juiste versleutelde codewoord stuurt Jonathan een berichtje terug. Hij laat je het wachtwoord weten van de beveiligde bestanden op de gevonden telefoon, dat zou hopelijk veel informatie kunnen vrijgeven! 

Er is wel een probleem: het wachtwoord moet je eerst ontcijferen met het Vigenèrecijfer. Maar hoe werkt dat? Ga snel verder voor de uitleg. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Versleutelen met Vigenèrecijfer 

Het Vigenèrecijfer is een klassieke encryptiemethode die voortbouwt op het Caesarcijfer en gebruikmaakt van een sleutelwoord in plaats van een enkele sleutel. Hierbij worden de verschuivingen letter voor letter bepaald door de letters van het sleutelwoord, dat steeds herhaald wordt over de tekst. 

Dit zorgt voor een complexere en sterkere codering dan het eenvoudige Caesarcijfer.

Op de volgende slide staat een voorbeeld van het Vigenèrecijfer.

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: voorbeeld Vigenèrecijfer 

Elke letter van de tekst wordt verschoven volgens de corresponderende letter in het sleutelwoord (key). Bijvoorbeeld:

Bij een langere tekst herhaal je het sleutelwoord:

TEKST:	ABCDEF
KEY:	THEKEY (19-7-4-10-4-24)
VERSLEUTELING	TIGNID

TEKST:	HOE GAAT HET
KEY:	THEKEY (19-7-4-10-4-24)
KEY TOEPASSEN	THE KEYT HEK
VERSLEUTELING	AVI QEYM OID

Tip!

Bij het Ceaser cijfer ging je ontcijferen door middel van een key. De key was een cijfer die stond voor het aantal stappen verschuiving in het alfabet. Hier is de key een woord en bepaal je de bijbehorende cijfers door het correspondeerde getal in het alfabet. A = 1, B=2, C=3, etc. Bijvoorbeeld Key AAN = 1, 1, 14. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Opdracht 3: Wachtwoord voor beveiligde bestanden 

Ga op zoek naar het wachtwoord voor de beveiligde bestanden app.

Tip!

Maak gebruik van de ontcijfertabel die je van je docent hebt gekregen om sneller te kunnen ontcijferen. 

Zet ook een screenshot achter notities. Dat zou iets grappigs kunnen zijn (dat er verder niet toe doet. Je zou er ook een versleuteling in kunnen stoppen waarmee je verder niets kunt, als je zoiets zou willen). 

Ook hier zou ik de vraag wat geheimzinniger stellen. Dus niet: 'Wat is het wachtwoord om in de beveiligde bestanden app te komen?' 

maar eerder: 'Lukt het je om het wachtwoord voor de beveiligde bestanden app te vinden?' of 

'Ga op zoek naar het wachtwoord voor de beveiligde bestanden app.'

Les 1. Wat is creativiteit?

Wat is het wachtwoord?

Check het antwoord 

bij de docent voordat je verder gaat.

!

Les 1. Wat is creativiteit?

Wachtwoord   correct!

Het is je gelukt om de map met de beveiligde bestanden binnen te komen. Kijk eens rond wat je allemaal tegenkomt. 

Snel na het kraken van de map komt er een bericht binnen van Jonathan. Ga door om dit bericht te bekijken. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Jonathan zegt dat het Goochelaccount van de telefoon wellicht gehackt is. Hij heeft het over hashes, maar wat zijn dat eigenlijk? Ga snel verder voor de uitleg. Misschien lukt het je dan wel om in te loggen in het account.

Gehackt?!

Link

Zet ook een screenshot achter notities. Dat zou iets grappigs kunnen zijn (dat er verder niet toe doet. Je zou er ook een versleuteling in kunnen stoppen waarmee je verder niets kunt, als je zoiets zou willen). 

Ook hier zou ik de vraag wat geheimzinniger stellen. Dus niet: 'Wat is het wachtwoord om in de beveiligde bestanden app te komen?' 

maar eerder: 'Lukt het je om het wachtwoord voor de beveiligde bestanden app te vinden?' of 

'Ga op zoek naar het wachtwoord voor de beveiligde bestanden app.'

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Wachtwoorden veilig opslaan 

Als je een wachtwoord maakt voor een account op een website moet het wachtwoord ergens veilig worden opgeslagen, zonder dat de beheerder van de website jouw wachtwoord kan lezen. Daarom slaan gebruikers van de meeste websites wachtwoorden op als hash. Dat is een versleuteling die niet meer terug te rekenen is. Het is geheel willekeurig. Bijvoorbeeld:

WACHTWOORD	HASH
soepstengel	f7a3f80
soepstengel2	21886f3
heellangwachtwoord1234	4d6741

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Wachtwoorden achterhalen

Je kan een hash niet terugrekenen om het originele wachtwoord te achterhalen, maar je kan wel onthouden bij welk wachtwoord welke hash hoort. Er bestaan bijvoorbeeld lijsten (lookup tables      )      met veelgebruikte wachtwoorden waarvan de hashes bekend zijn. Op die manier kan je toch wachtwoorden achterhalen. Een standaard wachtwoord gebruiken is daarom niet zo veilig. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Met welk mailadres en bijbehorend wachtwoord kan je inloggen in Goochel?  

Opdracht 4: Inloggen bij Goochel 

Tip!

Wat is de bijnaam van de persoon van de telefoon? Denk eens na over hoe hij eerder door Jonathan werd begroet. Gebruik vervolgens de tabellen op de vorige slides voor het achterhalen van het mailadres en wachtwoord.

Les 1. Wat is creativiteit?

Met welk mailadres kan je inloggen in Goochel?

Check het antwoord 

bij de docent voordat je verder gaat.

!

Les 1. Wat is creativiteit?

Ingelogd!

Hoera! je bent ingelogd in Goochel. Is hier nog nieuwe informatie over de dader te vinden? Klik daarna/anders door naar de volgende slide.

Les 1. Wat is creativiteit?

Je hebt al veel apps en bestanden in kunnen zien door gebruik te maken van encryptie en decryptie. Hierdoor weet je als het goed is al veel over de dader. Maar wat is de kluiscode die de politie zoekt? In de mail vind je hier meer informatie over, maar er zitten wel wat nieuwe begrippen in. Ga snel verder voor de uitleg. 

De tijd begint te tikken

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Asymmetrische versleuteling 

Bij asymmetrische versleuteling gebruiken zender en ontvanger verschillende sleutels (keys): De zender gebruikt een openbare (public) key en de ontvanger een geheime (private) key. 

Dat werkt als volgt:

1. Versleuteling: Om een boodschap te versleutelen, gebruikt de zender het openbare deel van de sleutel.
   
2. Ontcijferen: De ontvanger gebruikt het eigen (geheime) deel van de sleutel om de boodschap te ontcijferen. Niemand anders dan de ontvanger kan daardoor de boodschap ontcijferen. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Modulo

Bij asymmetrische versleuteling wordt vaak gebruik gemaakt van de "modulo" (%) operatie om een origineel of versleuteld getal te vinden. Dat is een wiskundige berekening die de rest van een deling geeft.

Stel je hebt een modulo operator van 5 die je gaat toepassen op het getal 17 (17 % 5). Als je 17 deelt door 5 dan krijg je een deeltal van 3 (17 ÷ 5 = 3) en een rest van 2 (17 - 5 = 2). Dit betekent: 17 modulo 5 = 2.

Dus, de modulo operatie vertelt je wat er overblijft na de deling. Maar hoe wordt dit gebruikt bij versleuteling? Kijk snel verder. 

Les 1. Wat is creativiteit?

Theorie: Modulo bij versleuteling

Met de modulo operator kunnen we een getal omzetten in een versleuteld getal of andersom. De modulo operator is een algemeen getal waar de publieke en geheime sleutel op zijn gebaseerd. Wanneer je dit getal hebt doorgekregen kan je versleutelde en originele getallen berekenen:

• Versleuteld getal = (originele getal + public key) % modulo operator
• Origineel getal = (versleuteld getal + private key) % modulo operator

Les 1. Wat is creativiteit?

Zoek de juiste versleutelde  kluiscode en ontcijfer deze door gebruik te maken van de eerder gevonden private key en  modulo operator.

Opdracht 5: Kluiscode

De andere hotspots mogen ook precies dezelfde flyer krijgen, maar dan met een andere code, met andere kluiscodes, die verkeerd zijn. Er moet dus steeds een andere qr code worden geplakt over die qr code heen.

Les 1. Wat is creativiteit?

• Uitgaan: Naar clubs
• Hobby: Fortnite
• Locatie dag van de misdaad: Was thuis en bij de supermarkt

• Uitgaan: Nooit
• Hobby: Tekenen en gitaar spelen
• Locatie dag van de misdaad: Was de hele dag op school

• Uitgaan: Naar de kroeg
• Hobby: Tekenen en lezen
• Locatie dag van de misdaad: Was op school en bij de supermarkt

• Uitgaan: Naar clubs
• Hobby: Fortnite
• Locatie dag van de misdaad: Was op school en bij de supermarkt

Eindopdracht 6: Informatie aan de politie 

Zijn jullie erachter? kunnen jullie de politie helpen? Wie is de dader? En wat is de kluiscode? 

Les 1. Wat is creativiteit?

Wie is de dader en wat is de kluiscode?

Schrijf je eindantwoord op je antwoordenblad en lever dit in bij de docent.

!

Les 1. Wat is creativiteit?

Misdaad opgelost?!

Is het jou gelukt om de misdaad op te lossen? 

Dit ga je zo horen van je docent! 

Les 1. Wat is creativiteit?

In deze les hebben jullie met behulp van decrypten en encrypten een misdaad opgelost en een kijkje genomen naar hoe je ervoor zorgt dat je wachtwoord moeilijk te kraken is. 

Nu kun je:

- tekst versleutelen en ontcijferen met het Ceasar- en Vigenèrecijfer.

- uitleggen hoe je de versleutelde tekst kunt ontcijferen zonder dat je de sleutel weet (kraken).

Gefeliciteerd!

Les 1. Wat is creativiteit?

Geïnspireerd?

Wellicht vond je dit een interessante les. 

Klik dan eens op onderstaande vervolgopleidingen:

Computer Science and Engineering

Delft: https://www.tudelft.nl/onderwijs/opleidingen/bachelors/cse/bsc-computer-science-and-engineering Eindhoven: https://www.tue.nl/studeren/bachelor-college/bachelor-computer-science-and-engineering   

Technical computer science (WO)

https://www.utwente.nl/onderwijs/bachelor/opleidingen/technical-computer-science/

ICT (HBO)

Eindhoven: https://www.fontys.nl/Studeren/Opleidingen/HBO-ICT.htme Enschede: https://www.saxion.nl/opleidingen/voltijd/bachelor/hbo-ict?gad_source=1&gclid=Cj0KCQjws-S-BhD2ARIsALssG0bcOFHypfiVeRALxr7ZhxpVHkJUNcjniBBbc3DRJ3O29lPb8tdi7ykaAgW4EALw_wcB 

Toelichting

Deze dia is bedoeld om leerlingen te helpen zich te oriënteren op vervolgopleidingen, hoewel dat vaak nog een ver-van-mijn-bed-show is. Onbekend maakt onbemind en op deze manier maken ze kennis met wellicht onbekende studierichtingen.

Les 1. Wat is creativiteit?

De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd

ut.onl/leerling4tu

Vragenlijst voor leerlingen

Les 1. Wat is creativiteit?

De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd

Vragenlijst voor docenten

ut.onl/docent4tu

Les 1. Wat is creativiteit?

Check www.4tuschools.nl voor meer inspirerende lessen!