Mi portafolio Unidad 3 - Pensamiento computacional

TEORIA DE INFORMACIÓN

 La Teoría de la Información formaliza el concepto de información y establece las bases para la comunicación, compresión de datos, detección y corrección de errores, y criptografía. Shannon estableció una definición matemática para la información, donde la medida de información (I) de un mensaje (m) es igual al logaritmo en base 2 de la inversa de la probabilidad del mensaje (P(m)). Esta teoría es fundamental en la computación y otras áreas científicas. Además, se menciona que el acceso a la información es vital en la sociedad actual, y el pensamiento computacional ayuda a discernir qué información es confiable y qué información se debe desechar.

La Teoría de la Información es una rama de las matemáticas y la informática que estudia la cuantificación, almacenamiento y comunicación de información.

Transferencia de información: La transferencia de información se refiere al proceso de enviar información de un punto a otro. La cantidad de información que se puede transferir está limitada por el ancho de banda del canal de comunicación.

Compresión de datos: La compresión de datos es el proceso de reducir el tamaño de un archivo sin perder información. Existen varios algoritmos de compresión, como los algoritmos de Huffman y de Lempel-Ziv.

Validación de datos: La validación de datos es el proceso de verificar que los datos sean correctos y completos. Existen varias técnicas de validación, como los códigos de verificación de redundancia cíclica (CRC) y los códigos de Hamming.

Encriptación: La encriptación es el proceso de transformar datos de forma que solo puedan ser leídos por personas autorizadas. Existen varios algoritmos de encriptación, como el AES y el RSA.

TALLER “COMPRENSIÓN, VALIDACIÓN Y ENCRIPTACIÓN”

Desarrollado por: SANTIAGO GIRALDO AGUDELO

•Los 3 primeros renglones de la Figura mediante la representación de secuencias de bits tiene una longitud de 54 bits: 000000000000000000, 000000000000000000, 000000111111000000.

Mediante la representación de números de bloques de ceros y unos, es: 18, 18, 6, 6, 6, la misma representación en términos de bits es: 10010, 10010, 00110, 00110, 00110 y tiene una longitud de 25 bits.

Escribe en binario la imagen completa (los 19 renglones). 

000000000000000000

000000000000000000

000000111111000000

000011000000110000

000100000000001000

001000000000000100

001000100001000100

011000000000000110

010000000000000010

010000000000000010

010000000000000010

001000100001000100

001000011110000100

000100000000001000

000011000000110000

000000111111000000

000000000000000000

000000000000000000

000000000000000000

342bits

Representa la imagen del problema anterior mediante la compresión en bloques de ceros y unos por renglón.

18= 10010

18= 10010

6,6,6= 00110, 00110, 00110

4,2,6,2,4= 0100, 1010, 00110, 1010, 0100

3,1,10,1,3= 0011, 0001, 1010, 0001, 0011

2,1,12,1,2= 0010, 0001, 1100, 0001, 0010

2,1,3,1,4,1,3,1,2= 0010, 0001, 0011, 0001, 0100, 0001, 0011, 0001, 0010

1,2,12,2,1= 0001, 0010, 1100, 0010, 0001

1,1,14,1,1= 0001, 0001, 1110, 0001, 0001

1,1,14,1,1= 0001, 0001, 1110, 0001, 0001

1,1,14,1,1= 0001, 0001, 1110, 0001, 0001

1,1,14,1,1= 0001, 0001, 1110, 0001, 0001

2,1,3,1,4,1,3,1,2= 0010, 0001, 0011, 0001, 0100, 0001, 0011, 0001, 0010

2,1,4,4,4,1,2= 0010, 0001, 0100, 0100, 0100, 0001, 0010

3,1,10,1,3= 0011, 0001, 1010, 0001, 0011

4,2,6,2,4= 0100, 1010, 00110, 1010, 0100

6,6,6= 00110, 00110, 00110

18= 10010

18= 10010

¿Cuántos bits requiere la imagen original y cuántos la comprimida?

Original:

La longitud de bits de las tres primeras líneas es 54 bits en total. Para las 16 líneas restantes:

16 líneas * 18 bits por línea (cada línea tiene 18 ceros/unos) = 288 bits

Por lo tanto, si las tres primeras líneas ya ocupan 54 bits, y las 16 líneas restantes ocupan 288 bits, la longitud total de bits para la imagen completa de las 19 líneas sería:

54 bits (las tres primeras líneas) + 288 bits (las 16 líneas restantes) = 342 bits.

Comprimida:

Organizando el resultado anterior en grupos de 5 secuencias

10010, 10010, 00110, 00110, 00110 -> 5 + 5 + 5 + 5 + 5 = 25 bits

0100, 1010, 00110, 1010, 0100 -> 4 + 4 + 5 + 4 + 4 = 21 bits

0011, 0001, 1010, 0001, 0011 -> 4 + 4 + 5 + 4 + 4 = 21 bits

0010, 0001, 1100, 0001, 0010 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0010, 0001, 0011, 0001, 0100 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 5 = 21 bits

0001, 0011, 0001, 0010, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0010, 1100, 0010, 0001, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0001, 1110, 0001, 0001, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0001, 1110, 0001, 0001, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0001, 1110, 0001, 0001, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0001, 1110, 0001, 0001, 0010 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 5 = 21 bits

0001, 0011, 0001, 0100, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 5 + 4 = 21 bits

0011, 0001, 0010, 0010, 0001 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 20 bits

0100, 0100, 0100, 0001, 0010 -> 4 + 4 + 4 + 4 + 5 = 21 bits

0011, 0001, 1010, 0001, 0011 -> 4 + 4 + 5 + 4 + 4 = 21 bits

0100, 1010, 00110, 1010, 0100 -> 4 + 4 + 5 + 4 + 4 = 21 bits

00110, 00110, 00110, 10010, 10010 -> 5 + 5 + 5 + 5 + 5 = 25 bits

Sumando la cantidad de bits de cada secuencia:

25 + 21 + 21 + 20 + 21 + 20 + 20 + 20 + 20 + 20 + 21 + 21 + 20 + 21 + 21 + 25 = 330 bits

Según el ejemplo de la imagen:

 construya su propio ejemplo del esquema de paridad.

Solución: Palabra “MARIMBA”

M -> 01001101 1

A -> 01000001 0

R -> 01010010 0

I -> 01001001     1

M -> 01001101 1

B -> 01000010 1

A -> 01000001 0

       11101011

Escriba el título de su canción favorita, defina una clave y luego encríptelo. Tambien publiquelo en su blog

Se usa la página : https://cifraronline.com/descifrar-aes Con los siguientes párametros

Se obtiene:

dfzMR1hagXX5uxGOXbEVp10HYMQ8QCklVUu+z1Cq4aB2PjyEo+Oa8j+8dEjBqcO5

Clave: Astrix

Resumen: "Cómo Mandar un Mensaje Secreto con Física Cuántica"

Alice quiere enviar un mensaje confidencial a Bob, pero teme la interceptación. Para encriptarlo, considera alterar el abecedario y reemplazar letras tras desplazarlas. El problema radica en compartir la clave de desplazamiento, vulnerable a ser interceptada por un tercero, comprometiendo la seguridad del canal de comunicación.

Un método más seguro es el "One Time Pad" (libreta de un solo uso). Se comparten libretas con números aleatorios para encriptar y desencriptar un mensaje. Sin la página correspondiente, es imposible descifrar el mensaje, brindando una seguridad superior.

Alice recuerda la criptografía cuántica. En el protocolo BB84, se generan claves ultra seguras usando qubits. Alice genera una cadena de bits y los traduce a qubits, cada uno con elecciones en los ejes X y Z. Bob elige aleatoriamente un eje para medir cada qubit, determinando el resultado sin afectar el estado original del qubit. Este proceso crea una clave segura para encriptar el mensaje.

En el protocolo B92, Bob decide medir los qubits recibidos de Alice sin conocer la preparación original. Bob hace públicos los ejes de medición, no los resultados, y Alice hace lo mismo con los ejes de preparación. Ambos eliminan las mediciones coincidentes, ya que generan resultados aleatorios y no transmiten información. Comparan públicamente algunos ejes para verificar la coherencia entre sus mediciones. 

Si los resultados difieren, podría indicar interferencia externa o espionaje. Un ejemplo: si Eva interfiere midiendo el qubit antes de que Bob lo haga, su acción dejaría rastros. Si Eva induce un error en la medición de Bob, revelaría la interferencia. Así, Alice y Bob detectan intentos de espionaje, preservando la seguridad del canal de comunicación cuántica

Conclusiones y reflexión.

La criptografía cuántica es una rama de la criptografía que utiliza las propiedades de la mecánica cuántica para proporcionar una seguridad robusta contra el espionaje. El protocolo BB84 es uno de los protocolos de criptografía cuántica más conocidos y seguros.

El video destaca cómo el protocolo BB84 ofrece una seguridad robusta contra el espionaje. El protocolo funciona utilizando fotones cuánticos para transmitir información. Si un intruso intenta interceptar la información, alterará el estado cuántico de los fotones, lo que será detectado por el receptor.

La reflexión del video recae en la complejidad aparente del protocolo BB84 y su aplicación en la vida cotidiana. El protocolo es complejo porque utiliza conceptos avanzados de la mecánica cuántica. Sin embargo, la tecnología cuántica se acerca cada vez más a la realidad, y es probable que los dispositivos que implementan el protocolo BB84 se vuelvan más asequibles y fáciles de usar en el futuro.

El video concluye que, aunque pueda parecer exagerado el nivel de protección proporcionado por el protocolo BB84, la seguridad que brinda es insuperable. La capacidad de detectar intrusiones con alta precisión, la versatilidad para convertir datos y la posibilidad de delegar el proceso a máquinas demuestran la aplicabilidad y el potencial de la criptografía cuántica.