青少年加密貨幣競賽的挑戰
我正在我們大學為青少年（大約 16 歲）舉辦密碼學研討會。作為研討會的一部分，我計劃舉辦一場有獎的加密貨幣競賽：會有不同的任務，每個任務都會產生積分，獲勝者將獲得糖果。
然而，在我打算用這款遊戲殺死的時間裡，我仍然需要一兩個挑戰。到目前為止，我所擁有的是：
- Scytale：一個帶字母的帶子和四個潛在對象 - 找出哪個是正確的對象，這樣您就可以閱讀消息並獲得解決方案。
- 凱撒密碼：找出字母被移動了多少以獲得解決方案。
- 轉置密碼（將文本寫入矩形然後讀取列的密碼）。
- 一種是頻率分析（他們得到了字母的頻率表和一個較長的文本，我選擇它至少非常接近最常見的值）。
如您所見，這些都是可以手工完成的非常基本的東西。我真的不想做任何需要孩子們進行任何程式的事情，儘管我想我可以做一些事情，比如在一台舊電腦上安裝 Cryptool2 並將其作為一個工作站，如果有人有一個需要電腦幫助的好主意.
我希望，在這裡的加密專家和愛好者社區中，你們中的一些人可能有為兒童和青少年舉辦此類比賽的經驗，並且可能能夠提出一些好的挑戰。如果您以前組織過類似的活動，並且知道一些我還沒有想到的合適的挑戰，請分享它們！
也許你可以用 Visual Cryptography 做點什麼。也許是這樣的：
- 收集一些低解析度圖像（符號或短文本片語），可能比你有孩子的圖像多一些
- 使用視覺密碼學將每個圖像分成 2 個看起來隨機的圖像，並將每個看起來隨機的圖像列印在自己的一張透明紙上
- 將一堆透明紙洗牌
- 不知何故，讓孩子們找到匹配的透明膠片對，顯示原始符號或片語。
有沒有辦法讓孩子們在沒有電腦的情況下“手工”製作視覺密碼圖像對？
連結和進一步閱讀：
你可以挑戰他們為諸如“沃爾多在哪裡？”之類的遊戲設計低技術、*物理的零知識證明（知識）。*和數獨，然後向他們展示一些真正有效的方法以及原因。我以前和高中 CS 學生做過這個，他們似乎真的很喜歡。
對於“沃爾多在哪裡？” 可以準備一張大紙（每個維度至少是拼圖頁的兩倍），並從中剪出沃爾多的形狀。“證明者”將紙片放在拼圖上，這樣只有沃爾多才能顯示出來，而沒有透露拼圖在紙片下是如何對齊的。“驗證者”觀察到 Waldo 正在顯示，並得出結論，證明者知道 Waldo 在哪裡——但沒有學到更多，例如，關於 Waldo 在頁面上的位置（除了 Waldo 實際存在的事實）。這個和另一個解決方案來自“應用兒童密碼學：” http://www.wisdom.weizmann.ac.il/~naor/PUZZLES/waldo_sol.html
對於數獨，這裡有一個簡單的“剪切和選擇”方法。
證明者和驗證者就要解決的難題達成一致（某些數字已經佔據了某些方格），並且證明者知道解決方案。
證明者選擇一個隨機排列 $ \pi $ 的位數 $ {1,\ldots,9} $ ，並用“置換”解決方案私下填充一個新的空白網格（即，它替換每個出現的 $ i \in {1,\ldots,9} $ 和 $ \pi(i) $ ）。證明者用不透明的晶片覆蓋網格的每個方格，從而隱藏數字。
然後驗證者在兩個可能的挑戰之間隨機選擇：要麼（0）要求證明者透露 $ \pi $ 並移除對應於原始拼圖佔據的方格的籌碼，或 (1) 要求證明者移除對應於單個隨機選擇的行、列或 3×3 塊的籌碼。
- 在情況 (0) 中，驗證者檢查 $ \pi $ 確實將原始拼圖的每個佔用方格中的數字映射到相應顯示的方格中的數字。
- 在情況（1）中，驗證者檢查每個數字 $ {1,\ldots,9} $ 在行/列/塊中只出現一次。
協議是完整的：顯然，知道解決方案並按照上述方式行事的證明者將始終說服驗證者，無論它提出什麼挑戰。
該協議是合理的：如果原始難題沒有解決方案，那麼根據定義，證明者不可能準備一個網格，以便可以滿意地回答驗證者的所有可能挑戰：要麼某些行/列/塊不會讓所有 9 個數字恰好出現一次，否則佔據的方塊中的值將與原始拼圖不一致。因此，驗證者至少有一個 $ 1/(2 \cdot 27) $ 抓住證明者的機率。通過使用新的排列和網格多次重複該協議，可以使擷取證明者的機率非常接近 1。
最後，協議是零知識：當協議在可解謎題上執行時，如果 (0) 驗證者只看到原始數字的均勻隨機排列，而如果 (1) 驗證者只看到均勻隨機排列的 $ {1,\ldots,9} $ 在顯示的行/列/塊中。特別是，在這兩種情況下，驗證者都沒有了解到關於原始拼圖的任何未佔用方格中實際屬於哪些值的任何新資訊。