Mes premiers algorithmes Niveau 3, Tome 1: Codes et chiffrement

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Mes premiers algorithmes Niveau 3, Tome 1: Codes et chiffrement
CM1-CM2
Primaire

Le cahier d'activités "Mes premiers algorithmes" offre à votre enfant un moment de concentration et de logique à travers des exercices ludiques et défis éducatifs autour des algorithmes. Nos cahiers d'activités sont conçus par niveau de classe, en phase avec le programme pédagogique de l'éducation nationale.

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Mes premiers algorithmes Niveau 3, Tome 1: Codes et chiffrement

Chapitre 1: Codes et chiffrement

C'est lorsqu'on est détendu, que l'on apprend le mieux. Alors prê(e) pour ta première leçon avec Owlly ?

Codes et chiffrement

Note d'explications

Grâce au langage binaire et aux algorithmes, il est possible de stocker de manière très efficace un grand nombre d'informations: des images, des couleurs, du texte... Et c'est bien là, le grand pouvoir des ordinateurs en plus de leur gigantesque mémoire.

En général, les ordinateurs stockent aussi pour nous des informations importantes et personnelles comme nos photos, nos dossiers médicaux, nos comptes bancaires... C'est pourquoi il est très utile de pouvoir utiliser les codes binaires et autres clés de chiffrement algorithmiques pour protéger nos données. C’est ce qu’on appelle la cryptographie : l’ensemble des techniques utilisées pour transformer un message clair en un code secret. Et pour cela, les algorithmes des ordinateurs sont devenus les meilleurs moyens pour protéger des informations top secrètes.

Alors, si tu veux apprendre à devenir un cryptologue en herbe, commence à t'entraîner avec ces premières activités.

Le saviez vous ?

La cryptographie est utilisé par les hommes depuis la nuit des temps. Le plus ancien message chiffré connu date de 8000 ans: un potier y avait inscrit sa recette secrète en supprimant des consonnes et en modifiant l'orthographe des mots !

Dans l’Antiquité, l’une des plus célèbres manières de coder un message était aussi l'une des plus anciennes : il s'agit du chiffre de César. Jules César utilisait plusieurs clés de chiffrement dans ses correspondances militaires. Le plus connu est le décalage de 3 rangs : il consistait à décaler toutes les lettres d'un message, de 3 lettres plus loin dans l'ordre de l'alphabet. Astucieux non ?

decalage-3-rangs-cesar

Puis, à partir du 20ème siècle, les hommes ont commencé à utiliser l’ordinateur et les algorithmes pour déchiffrer plus rapidement les codes des ennemis. Pendant la seconde guerre mondiale, ce sont des cryptologues anglais dont le célèbre Alan Turing, qui ont déchiffré les messages militaires que codaient les allemands avec la machine "Enigma".

Fiche d'activité n°1: images en stock

Pour encoder plus rapidement des images binaires, il peut être astucieux d’utiliser une technique de compression des images : au lieu de compter et décoder chaque point (c’est-à-dire chaque pixel), on compte le nombre de pixels blancs et noirs qui se suivent et on encode leur emplacement. C’est ce qu’on appelle le RLE : le codage par plage (Run-Length Encoding ena nglais).

Voici un exemple de comment cela fonctionne :

codage par plage
Codage par plage ou RLE (Run-Length Encoding)

La 1ère ligne contient 2 pixels blancs, 1 pixel noir, 2 pixels blancs Elle est donc représentée par la suite « 2, 1, 2 »La 2ème ligne contient 1 pixel blanc, 3 pixels noirs, 1 pixel blanc Elle est donc représentée par la séquence « 1, 3, 1 »Attention : le 1er nombre représente toujours le nombre de pixels blancs. Si le premier pixel est noir, la ligne commencera donc par un 0, comme dans l’exemple de la 3ème ligne.

Maintenant c’est à toi de jouer !

Fiche d'activité n°1: Défi A

Ecris le code de stockage de ces 2 images en utilisant la méthode de compression RLE

code par plage defi A
Le codage par plage - défi A

Fiche d'activité n°1: Défi B

Voici maintenant 2 images à décoder et afficher comme sur l’écran d’un ordinateur. À toi de décrypter le code RLE et l’emplacement de chaque pixel. Astuce : utilise plutôt un crayon à papier, ce qui te permettra de gommer en cas de bug

code par plage defi B
Le codage par plage - défi B

Fiche d'activité n°2: Le code RVB

Le noir et blanc c’est bien joli, mais les couleurs c’est encore mieux ! Alors si nous voulons que chaque pixel puisse afficher des couleurs autres que le noir et blanc, nous devons utiliser plus de nombres, c'est-à-dire plus de chiffres binaires.

D’ailleurs si tu regardes un écran de très très près, tu verras qu’en réalité les pixels ont 3 couleurs : rouge, vert et bleu. C’est ce qu’on appelle le code « RVB »: le code que les ordinateurs utilisent pour afficher des images en couleur.

Sur une machine, chaque couleur est donc représentée par 3 valeurs qui sont les quantités de rouge, de vert et de bleu qu'elle contient pour l’obtenir, et chaque point d’une image (le pixel) porte le code de ces coordonnées.

code rvb
Le code RVB pour les couleurs

Fiche d'activité n°2: Défi A

En utilisant ce tableau RVB simplifié, devine quelle image en couleurs se cache derrière cette grille d’écran d’ordinateur.

code rvb defi A
Le code RVB - défi A

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