u1s1 你想参加少年黑客马拉松大赛吗？

他用 37 个视频记录下自己从设计研究、制作到测试发射和回收火箭的全过程。

梦想未来用火箭送快递的“普通”大学生刘上从初中时就对航天、火箭充满兴趣，甚至在那时他就已经尝试发射过自制火箭了。

刘上因此被 友评为“不是‘后浪’是‘海啸’”。事实上，从“八岁小学生教你学编程”到日本和美国的高中生自制应用程序在疫情中为人们提供帮助，越来越多的“后浪”们开始成长为“巨浪”，走向世界的中央舞台。

邀你登上

最闪耀的黑客舞台

GeekPwn2020 精心准备了一场别开生面的少年黑客马拉松大赛，为 10 至 16 周岁的少年黑客们提供一展技术才华和无限创意的舞台。

本次少年黑客马拉松大赛分为“少年黑客加密破解挑战赛”和“少年黑客生活卫士开放赛”两个单项赛，选手可以分别 名参赛。比赛设有不同奖项，免费 名参赛提交方案或作品即可参与评奖获得证书，入围决赛更有大奖最高奖学金 5000 元人民币！

名方式如下：

2、线上初审：收到 名信息后，主办方将联系 名选手和指导老师。根据 名的单项赛，选手须以视频、文档、源代码等方式提供过往作品、参赛设计和原型等作为初审依据，主办方进行初审决定选手是否获得现场比赛资格。选手通过初审获得现场比赛资格后，可以继续优化比赛思路。

3、现场比赛：过初审的选手参与现场比赛，比赛日期为 2020 年 10 月 24 日，地点在上海 GeekPwn 大赛现场。

赛事常见问答

关于“少年黑客加密破解挑战赛”，这里梳理了四条包括知识点在内的常见答疑。看完就有收获！（学生朋友们可以在老师或者家长的陪伴下一起阅读）

Q1：“少年黑客加密破解挑战赛”需要具备哪些计算机和信息安全知识？

A：参加“少年黑客加密破解挑战赛”，需要对以下基础信息技术知识有一定的了解：

· 树莓派的基本功能，连接鼠标、键盘、显示器，以及利用树莓派、面包板、杜邦线、电阻连接常见的传感器如 LED 灯、光敏电阻等

· 在树莓派上用 Python 或其他编程语言进行编程，通过 GPIO 引脚读取传感器数据

· 密码学基础入门知识和常见古典加密算法原理和破解方法

· 摩尔斯 Morse 编码知识

Q2：“少年黑客加密破解挑战赛”里使用的古典加密方法是什么？

A：古典加密方法是密码学中的一个类型，主要是相对于现代加密方法而言。其大部分加密方法都是基于替换或移位方式，或者是两者的混合。古典加密方法主要在历史中经常使用，在现代加密方法出现之后已经很少使用了。不过古典加密方法理论仍然具有很高的学习价值。通过学习古典加密方法，可以了解前人设计密码的基本思路，及其成功经验和失败教训，从而更好的了解密码学的发展。

密码学中的一些常见术语：

明文：没有进行加密，能够直接代表原文含义的信息。

密文：经过加密处理处理之后，隐藏原文含义的信息。

加密：将明文转换成密文的实施过程。

解密：将密文转换成明文的实施过程。

密钥：分为加密密钥和解密密钥，二者可以相同也可以不同。

古典加密方法一般使用替换和移位方法。替换指的是明文的字母用其他字母所代替。最著名的替代算法是相传为凯撒大帝发明的恺撒密码（Caesar Cipher）。凯撒密码的原理很简单，就是把明文字母按字母表顺序用它后面某个位数的其他字母代替。这个位数只有加密和解密的双方知道，成为恺撒密码的秘钥。

如果代替的字母超过了字母表中最后一位，就从字母表从头重新开始。例如，对于字母表“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ”，位数为 3 的话，明文的 A 将被替换为 D，B 将会被替换为 E，C 将会被替换为 F，D 将会被替换为 G，依次类推，到字母表的最后 X 会被替换为 A，Y 会被替换为 B，Z 会被替换为 C。按照这种替换方法，明文“HIT”会被转换为密文“KLW”。假如要解密的话，只需要将密文中的字母按照约定的替换位数反向逆推回来就行。

移位指的是把明文中的字母重新排列，字母本身不变，但其位置改变了，这样形成的密码称为置换密码。最简单的置换密码是把明文中的字母顺序倒过来，然后截成固定长度的字母组作为密文。例如：

明文：明晨 5 点发动攻击。

MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG

密文：GNOGN AFGNO DAFNA IDUWN EHCGA IM

很容易看出上面介绍的古典加密替换和移位方法都很容易被破解。为了改进古典加密方法的安全性，人们又发明了很多基于替代和移位方法的变种。有兴趣的同学可以去 上搜索关于古典密码的更多信息来进一步学习。

比赛中使用的古典加密方法，也是使用类似的加密方式。进入现场决赛的同学将会获得比赛所用加密方法的更多描述信息。根据这些信息在现场通过编程就可以对加密信息进行破解。

Q3：“少年黑客加密破解挑战赛”里怎么通过信 灯亮灭的方式表示 Morse 编码？

A：“少年黑客加密破解挑战赛”通过信 灯亮灭的方式表示 Morse 编码。信 灯亮代表信 发出，灯灭代表信 间隔或没有信 。灯亮的时间长度代表信 的长度。Morse 编码规则可以参考下表。其中“-”表示划，“·”表示点。划一般是三个点的时间长度；点划之间的间隔是一个点的时间长度；字符之间的间隔是三个点的时间长度；单词之间的间隔是七个点的时间长度。一个点的具体时间长度在决赛现场确定。

英文字符 A~Z

数字字符 0~9

以“MORSE CODE”这段文字作为例子，转换成 Morse 码是这样的：

上面这段消息的发 时间可以如下表示（=表示有信 ，.代表无信 ，每个=和.代表一个点的时间长度)

除上述 Morse 编码外，比赛中不使用其他特殊 Morse 编码。如果信 超过 10 秒没有发生变化，可以视为信 传输结束。

Q4：“少年黑客加密破解挑战赛”里可以使用哪些硬件和软件？

A：“少年黑客加密破解挑战赛”现场比赛用到的硬件器材由主办方提供，主要包括树莓派 4B、树莓派兼容摄像头、发光二极管、光敏电阻等，以及其他外设和连接器材如显示器、鼠标、键盘、面包板、杜邦线等。树莓派 4B 预装 Raspbian 系统，其自带的 Python3.0 和功能库就能够实现比赛目标。除了指定的树莓派硬件外，如果选手对主办方提供的传感器型 有疑问，或想使用其他的传感器，或其他的编程语言和功能库等，可以与主办方确认和协商，在不违反比赛规则的前提下，主办方会提前准备好相关的硬件和软件。

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