Lange Nacht der Wissenschaften 2019
Zur Langen Nacht der Wissenschaften 2019 wurde unter dem Veranstaltungsnamen “Die Zufallsmaschine” eine Ausstellung der Abschlussprojekte des Wintersemesters 2018/19 durchgeführt. Dabei wurden nachstehende Poster präsentiert. Beachte, dass die A0 Poster zum Teil größere Speicherkapazität brauchen und nicht sofort im Browser angezeigt werden - lade zuerst die PDF herunter, um es dir schneller anzuschauen.
Das Tripel-Pendel alias “Chaos-Pendel”
YouTube-Video des Tripel-Pendels
Auf folgender Seite befindet sich eine ausführliche Beschreibung der Theorie sowie einer Simulation eines Trippelpendels. Diese Seite wurde nicht im Rahmen unseres Q-Tutoriums erstellt, sie dient lediglich als Referenz:
http://jakevdp.github.io/blog/2017/03/08/triple-pendulum-chaos/
Mitmachspiele
Berechne mithilfe der Monte-Carlo-Integration und experimentell erzeugten Zufallszahlen per Hand die Zahl Pi !
Die Caesar-Verschlüsselung ist eine der ältesten und einfachsten Methoden, Nachrichten zu verschlüsseln. Das Problem: Man kann die originale Caesar-Verschlüsselung recht einfach knacken! Warum? Wie funktioniert die Ceasar-Verschlüsselung?
Man startet mit einer Nachricht, zum Beispiel “Hallo Welt”. Nun denkt man sich einen Schlüssel aus, zum Beispiel “3”. Der Schlüssel kann an sich jede beliebige ganze Zahl sein, allerdings bringen hier größere Zahlen kein höheren nutzten, denn bei der Entschlüsselung reicht es den Modulus des Schlüssels durch die Anzahl der Zeichen zu kennen. Bei 26 Buchstaben (hier mal die Satz- und Leerzeichen unverschlüsselt) ergibt also 3,29 und 55 (3 = mod(29,26) = mod(55,26)) das selbe Entschlüsselungsverfahren.
Ok!
Du hast nun also eine Nachricht und ein Schlüssel. Nun wird jeder Buchstabe um den Schlüssel im Alphabet verschoben:
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A -3-> D
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B -3-> E
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C -3-> F
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H -3-> K
So wird aus der Nachricht “Hallo Welt” dann “KDOOR ZHOW”. Entschlüsseln funktioniert nun ganz einfach, indem man den den Schlüssel einfach rückwärts anwendet, also A <-3- D
Versuch dein Glück und schau ob du es schaffst unser Rätsel zu knacken !
[Tipps] - comming soon
Erstelle eine mathematisch 100% sicher-verschlüsselte Nachricht und schlage der NSA ein Schnippchen. Das One-Time-Pad, kurz OTP, ist ein mächtiges Werkzeug und wurde auch schon im Kalten-Krieg von einer viel Zahl von Spionen genutzt.
Folgende Bilder zeigenen einige historische Verwirklichungen, wie OTPs verwendet werden konnten. Vielen Dank für die Bereitstellung der Bilder und einer ausführlichen Erklärung an Jens Raeder und seinem Museum.
Ein Spion konnte 100% sicher mit seinem Geheimdienst kommunizieren indem er und die Basis den selben Satz an Zufallszahlen verwendeten. Dazu wurde eine (hier zu sehen) große Ausgabe und eine Briefmarken große Version eines Buches mit Zufallszahlen erstellt. Diese bestanden aus wasserlöslichem Papier und konnten so in Gefahrensituationen leicht vernichtet werden.
Automatisiert konnte man via OTP kommunizieren, indem man ein Fernschreiber verwendet. Hier zu sehen ist ein Verschlüsselungsmodul um Nachrichten mit Zufallszahlen “gespeichert” im weißen Lochband zu verschlüsseln und per Fernschreiber zu versenden. Die unverschlüsselte Nachrricht ist auf dem gelben Lochband gespeichert. Durch verwendung einer Kasette (hier nicht mehr vorhanden) konnte man sicherstellen, dass die Zufallszahlen nur einmal verwendet werden konnten.
Wie findet man heraus, ob ein Würfel gezinkt ist. Jaja man kann ihn sich anschauen, das Trägheitsmoment betrachten und feststellen: “Ja ne - er taumelt.. ein nicht-gezinkter Würfel taumelt nicht.”, aber was ist, wenn du nur die Zahlen gesagt bekommst oder dein gegenüber den Würfel nicht rausrücken will…
Was?! - Korrelation?! - hab ich noch nie gehört… Es ist Zufall, dass neue Hitzerekorde gemessen werden, genau dann, wenn das Klima politisch ein Thema ist.
Poster über Korrelationen und Scheinkorrelationen