בעלי אופניים מכירים את השיטות למנוע גניבה שלהן. מאופניים מכוערות שאייש לא ירצה לגנוב ועד לאופניים קלות, שניתן לשאת בקלות הביתה או למשרד - הכל כבר נוסה ומאד לא נוח. אבל אופניים שלא ניתנים לגניבה הוא פרוייקט שנכשל פעם אחר פעם.

"אופני יֶרקה" שפיתחו סטודנטים להנדסה מאוניברסיטה בצ'ילה, מציע אופניים עם שלדה מתפרקת, שהמסגרת שלהם משמשת כמנעול. כשרוצים לנעול את האופניים, מפרקים את מסגרת האופניים ומרכיבים אתה כמנעול, על עמוד או עץ. הגנב שיפרק או ישבור את המסגרת כדי לגנוב אותם, יגלה שהאופניים לא שימושיות יותר.

חוץ מנעילה בעזרת מפתח, בכוונת המפתחים לייצר אופניים כאלה עם מנעול קוד ובנעילה ופתיחה מאפליקציה בסמארטפון של הבעלים.


הנה אופני "יֶרקה" שאין טעם לגנוב:

http://youtu.be/22PzvXpOhT0


כך משתמשים בהם:

https://youtu.be/1pWYu8t5o4o


הנה הסיפור מפי אחד ממפתחי אופני ירקה:

https://youtu.be/7A4eOsAyQcw

מנעול המספרים, מנעול קוד, או בשמו המדויק מנעול קומבינציה (Combination Lock), הוא מנעול שבמקום מפתח יש בו נעילה המבוססת על קוד של מספרים או אותיות. רק כשמזינים למנעול את רצף המספרים הנכון, הוא ייפתח.

בדרך כלל מנעולי קומבינציה הם מנעולים קטנים ותלויים, עגולים או מרובעים, המשמשים לנעילת חפצים שונים, כמו אופניים, תיקים וארונות.

יש כמה סוגים של מנעולי קומבינציה. במנעול המספרים הקלאסי יש חוגה מסתובבת של מספר דיסקים עם ספרות. בכל דיסק כזה יש ספרות, מ-0 עד 9.

הדיסקים הללו הם הרכיבים שנועלים או פותחים את הנעילה. סיבוב הדיסקים לקוד הפתיחה הנכון הוא שיפתח את המנעול.


#איך נפתח מנעול המספרים?
במנעול קומבינציה קלאסי אין מפתח. רק ידיעת הקוד שלו (קומבינציית המספרים) היא שמאפשרת את פתיחתו. החוכמה היא המערכת הפנימית שלו שבנויה כך:

בתוך מנעול קומבינציה ישנן מספר טבעות פנימיות, במספר זהה לספרות הקוד של המנעול. הטבעות הללו עוטפות זיזים קטנים, הבולטים מצידו הפנימי והארוך של אנקול או מוט קטן. על כל טבעת יש שקע אחד, שנועד להתייצב מול אחד מהזיזים שעל המוט.

כל אחת מאותן טבעות פנימיות עטופה בטבעת נוספת - טבעת מספרים שאנו רואים בצדו החיצוני של המנעול ויכולים לסובב כדי לבחור את הספרה הנכונה.

ממש כמו במנעול עם מפתח שעליו זיזים קטנים - פתיחת מנעול הקומבינציה תתאפשר רק כשכל השקעים יתיישרו אל מול כל הזיזים, בעת שאנו מסובבים לקוד הנכון את סדרת הטבעות החיצוניות הללו.

מה שיאפשר את יישור השקעים מול הזיזים הללו הוא סיבוב טבעות המספרים לקומבינציה הנכונה, כלומר לאותו קוד נכון של פתיחת המנעול. הקוד הזה הוא שימקם נכון את סדרת הטבעות החיצוניות, מול הטבעות הפנימיות ויפתח את המנעול.

כשהמנעול הסגור נפתח הוא יאפשר את השחלת המנעול החוצה ופתיחת החפץ או הדלת הסגורים.


כך פועל המנעול (מתורגם):

https://youtu.be/sftkP4CjjZs


כך מקודדים את המנעול (עברית):

https://youtu.be/iPF37OHoBRU

בשדות התעופה ובתחנות רכבת רבים בעולם המערבי ניתן למצוא מכשירי שיקוף (Luggage Scanner) שמראים את תוכן התיקים והמזוודות של הנוסעים. מכשירים אלו הם גלאי אבטחה מתקדמים, המופעלים כדי למנוע פיגועים במטוסים וברכבות, כמו גם בתחנות ובנמלי תעופה הומי-אדם.

מכשיר השיקוף הומצא בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת, כשמכה של חטיפות מטוסים הכריחה את אנשי הביטחון למצוא דרך מהירה ויעילה לבדוק מה הנוסעים מנסים להעלות איתם למטוסים.

מכשירי השיקוף המודרניים שוכללו עוד יותר לאחר הפיגועים הנוראים של ה-9/11. הם דיגיטליים ומזהים בזמן אמת את תכולת המזוודות והתיקים. חלקם כה מתקדמים עד שפורסם לא פעם שהם חושפים גם את גופם של הנבדקים מתחת לבגדיהם, ביחד עם זיהוי כלי הנשק שהם עלולים לשאת עימם.

אבל איך עובד מכשיר השיקוף של שדות התעופה? - כמו מכשיר הרנטגן בבית החולים, גם המכשיר הזה יורה קרני רנטגן על המזוודות והחפצים שלכם, שמוכנסים לתוכו. בצדו השני מותקנים בו חיישנים מיוחדים, הקולטים את קרני הרנטגן הללו ומעבירים את המידע שנאסף בהם למחשב.

המחשב מתרגם את תכולת המזוודות והחפצים לתמונה צבעונית של ממש. כל סוג של חומר מקבל צבע משלו. כך זוכים חומרים אורגניים, כמו בגדים ומזון, להופיע בדרך כלל על המסך בכתום. פלסטיק וזכוכית מופיעים לרוב בכחול או ירוק ומתכת לרוב תופיע בשחור.

באופן זה יכול הבודק לראות על המסך את תכולת כל התיק שלכם, מבלי לפתוח אותו. ואגב, הצבעים שעל המסך, של סוגי החומרים שבתיק, יכולים אולי להשתנות מיצרן ליצרן, אבל העיקרון יישאר דומה.

המערכות החדישות אפילו יותר מתקדמות - יש להן תוכנה שיודעת לזהות אוטומטית דברים חשודים, אפשר להגדיל את התמונה כדי לראות פרטים קטנים, וכמו במשחק מחשב, ניתן אפילו לראות את החפץ מכמה זוויות שונות.

ומה עם הקרינה של מכשירי השיקוף? אז התשובה הקצרה היא שאין מה לדאוג. המכשירים הללו בטוחים לחלוטין. רמת הקרינה שלהם היא כ-1/10,000 מזו של צילום רנטגן רפואי, עשירית האלפית קרינה מזו של הרנטגן בבית החולים. זו קרינה כה חלשה שאפילו סרטי הצילום בתיק לא ייפגעו. מיגון מיוחד מסביב למכשיר נועד להוסיף לבטיחותו ובדיקות בטיחות מתבצעות בו בקביעות.

גם הבודקים שמפעילים את המכשירים הללו הם מומחים שעברו הכשרה מיוחדת. עליהם לדעת בדיוק איך נראים סוגים ומינים שונים של חפצים על המסך ולזהות תוך שניות דברים חשודים. מדובר העבודה שמחייבת ריכוז רב ותשומת לב לפרטים.

מן הסתם, הדורות הבאים של מכשירי השיקוף (אולי הנוכחיים בזמן קריאת הערך) יהיו מצוידים גם ביכולות AI שיסייעו וייתנו התראה נוספת, לצורך איתור של חפצים חשודים כאלה.


הנה מכשירי השיקוף המודרניים:

https://youtu.be/WeqUjlhRvoE


מכשיר השיקוף מקרוב:

http://youtu.be/N47S-T4Xfh0


ומכשירי השיקוף שמשתפרים כל הזמן:

https://youtu.be/nyG8XAmtYeQ

איך תורמת מערכת רקאפצ'ה לאנושות?
מהי מערכת רקאפצ'ה?


מערכת reCAPTCHA היא תוכנה שמעלה אל הרשת, בשיטת הקאפצ'ה, מילים שתוכנות סריקה לא הצליחו לפענח, מסריקות של ספרים דיגיטליים, עיתונים ומסמכים היסטוריים. מילים אלה מוצגות בהרשמה לאתרים ובפניות שונות לאתרי אינטרנט והמשתמשים. הייחוד של רה-קאפצ'ה על קאפצ'ה הוא שבמקום לרשום מה מוצג בתמונה של אותיות סתמיות שעוותו על ידי מחשב, כותבים ברקאפצ'ה מה כתוב במילים הלא ברורות של חומרים שחשוב לסרוק בשביל התרבות האנושית.

במערכת הרה-קאפצ'ה הצליחו להשיג מפתחי הטכנולוגיה מאוניברסיטת קרנגי-מלון האמריקאית (שהם גם מי שפיתחו את קאפצ'ה המקורית) גם את קידום האנושות בסריקה נכונה של אוצר הידע העולמי לפורמט דיגיטלי וגם חסכו כסף רב, שהוקדש בעבר ליצירת אותן תמונות קאפצ'ה מעוותות למערכת. זוהי דוגמה מצוינת לשימוש ראוי בשיטת "חוכמת ההמונים" למען האנושות. אגב, משתי המילים שמופיעות לפניכם אחת ידועה להם ואחת לא. זו שידועה מסייעת לאמת שהעזרה שלכם תסייע לפרויקט.

לאחר שהחברה נמכרה לגוגל, החלו המפתחים להשתמש ברה-קאפצ'ה כדי להיעזר בגולשים לתרגום של מילים.


הנה סרטון בעברית על הקאפצ'ה וההתפתחות שלה בדמות הרה-קאפצ'ה (עברית):

https://youtu.be/cJpd9VAIC3M?t=1m22s&end=4m2s


והרצאה ארוכה שבה מסביר ממציא השיטות הללו על שיטת הרה-קאפצ'ה (מתורגם):

http://youtu.be/-Ht4qiDRZE8

הצופן (Code) הוא רצף של סימנים שאינו מובן לאיש ומסתיר מלל סודי.

את הצופן יוצרים באמצעות הצפנה, פעולה שהיא עיוות מכוון של המידע, שנועד להקשות את תהליך הקריאה שלו, בתהליך שרק מי שמכיר אותו יוכל להבינו.

הצופן אינו ניתן לפענוח, אלא רק למי שבידיהם המפתח לשחזור הטקסט המוצפן למצבו הקריא, מפתח שהוא מעין אלגוריתם הכרחי לפענוח הצפנים מסוג זה. כך יכולים להבין אותו רק מי שיודעים לפענח אותו, כלומר להפוך את הצופן למסר ברור ובעל משמעות.

בצפנים עושים שימוש כבר אלפי שנים דיפלומטים, מרגלים, צבאות, פושעים, אנשי מסתורין ושלל גורמים אחרים שזקוקים להעברת מסרים סודיים זה לזה. בין הצפנים המפורסמים בהיסטוריה ניתן להזכיר את מברק צימרמן שהביא להתערבות ארצות הברית במלחמת העולם הראשונה ופיצוח צופן האניגמה הנאצי על ידי הבריטים, שהיה גורם מכריע בניצחון בנות הברית במלחמת העולם השנייה.

הענף המדעי שעוסק במחקר שיטות הצפנה שכאלה נקרא קריפטוגרפיה. כיום הוא אחד התחומים הטכנולוגיים המדוברים והמצליחים ביותר, במיוחד לאחר הצלחת מטבעות הקריפטו, דוגמת הביטקוין והאת'ריום והמיחשוב המבוזר, שמתבסס על קריפטוגרפיה.


הנה ההצפנה:

https://youtu.be/AQDCe585Lnc


צפנים מפורסמים בהיסטוריה:

https://youtu.be/QEcZZPLOM30


הי ימים שבהם תקשר המוסד הישראלי עם מרגלים באמצעות מסרים שעברו בתכניות רדיו (עברית):

https://youtu.be/QmMhovKpHO4


כתב סתרים גם הוא סוג של צופן (עברית):

https://youtu.be/1Q_120ZwN2w


תכנית חינוכית על צפנים והצפנה (עברית):

https://youtu.be/ojQCnFv9aUc?long=yes


והרצאת וידאו על יסודות ההצפנה (עברית):

https://youtu.be/SBnFiuH6nZc?long=yes

מהי מערכת קאפצ'ה?


מערכת קאפצ'ה היא שיטה לאבטחה באינטרנט. רובנו פוגשים את הקאפצ'ה כשאנו נדרשים להקלדה של אותיות מעוותות בזמן ההרשמה לאתרי אינטרנט. היא נועדה למניעת דואר זבל, קניות ספסריות, פריצה לאתרי בנקים והצפה של מסרים ופניות חסרי משמעות למערכות האתרים. מאות מיליוני קאפצ'ות מופעלות ביום ברחבי העולם.

שיטת הקאפצ'ה נועדה לוודא שהשולח או המקליד הוא בן אדם ולא מערכת מחשב שנועדה לפרוץ או להשתמש באופן לא רצוי במערכות אינטרנטיות. בזכותה אנחנו מקבלים הרבה פחות דואר זבל ויכולים לוודא שאנו מתקשרים ברשת עם אנשים אמיתיים ולא תוכנות מחשב שמופעלות על ידי גורמים שרוצים להרע לנו.

הנהלות של אתרי אינטרנט נחשפות לא פעם לפורצי מחשב, האקרים, שמנסים להלביש תוכנות פריצה לאתרים או לתוכנות מקוונות. התוכנות הללו, בוטים בשפת אנשי הטכנולוגיה, מבצעות פעולות של התחזות לבני אדם, כדי ליצור משתמשים רבים בשירותי מייל, לנסות לפרוץ לאתרים סגורים ועוד. הקאפצ'ה מקשה על הרשמות כאלה. את הטקסט המעוות קשה יהיה לתוכנה לפענח ולעומת זאת בן-אדם יכול להבין. כשאנו מצליחים להקליד את מה שנראה בתמונה, אנו מוכיחים למערכת שאנו בני-אדם ולא בוטים המנסים להשתמש במערכת בצורה לא-אנושית.

במסגרת מה שנקרא "חוכמת ההמונים" משמשות מערכות כאלה גם לצרכים מדעיים וטכנולוגיים, כמו תרגום מילים לטובת מערכות תרגום מקוונות ופיענוח מילים מספרים ותעודות היסטוריות שבהם חלק מהמילים דהויות או קשות לקריאה. ראו באאוריקה בתגית "רה-קאפצ'ה".


הנה הקאפצ'ה וההתפתחות שלה (עברית):

https://youtu.be/cJpd9VAIC3M?t=1m22s&end=4m2s


מה קורה למי שלא מצליח בקאפצ'ה:

http://youtu.be/kNdDROtrPcQ


וסרטון תעודי קצר עם הרחבה על הקפצ'ה והרה-קאפצ'ה:

http://youtu.be/ITrNU5fpiSo?long=yes

חיישן ביומטרי לזיהוי טביעת האצבע (Fingerprint sensor) הוא רק אחת מהטכנולוגיות בתחום של טכנולוגיות הזיהוי הביומטרי. טכנולוגיות אלה הפכו מאד נפוצות בשנים האחרונות באבטחה וזיהוי, בתחומים שונים.

החל מבקרות כניסה למתחמים פיזיים ולמכשירים שונים כמו מחשבים וטלפונים חכמים ועד לזיהוי אישי בשעוני נוכחות שנהוגים במקומות עבודה - זיהוי טביעת האצבע באמצעות חיישן הוכיחה את עצמה כיעילה ושימושית מאד.

בטלפונים ניידים מותקנים כיום לא מעט חיישנים כאלה. חיישנים סורקי טביעות-אצבע משמשים כאמצעי זיהוי ייחודיים לכל משתמש ומשתמש וקשה יותר לזייפם או לפרוץ אותם מאשר סיסמאות קלות, או טלפונים חסרי סיסמה.

הראשונה להשתמש בחיישני טביעת-אצבע הייתה חברת Apple. החברה חשפה את האייפון 5S עם סורק טביעות האצבע הראשון וכינתה אותו TouchID. במהרה יצאו חיישנים מתחרים למכשירים של יצרנים מתחרים רבים. בשנת 2019 המתחרה הגדולה סמסונג הייתה הראשונה להשתמש בחיישן אצבע תלת מימד שמוטמע על המסך עצמו.

החיישן בטלפונים החכמים מאפשר להשתמש בטביעת האצבע כדי לבטל את נעילת הטלפון החכם. במכשירים שונים הוא יכול לשמש גם כדי לאשר רכישות בכסף או לפתוח אפליקציות שנבחרו לפתיחה אישית בלעדית של המשתמש.

עם זאת, האקרים כבר הראו שהעתק פיזי של טביעת האצבע יכול לשמש לביטול נעילת הטלפון. הדבר הופך את נעילת הטלפון באמצעות טביעת אצבע לפחות חזקה מסיסמאות חזקות. יש לכך פתרונות שמצאו יצרני סמארטפונים מסוימים. אחרים פחות הצליחו וחלקם עברו לטכנולוגיות אחרות, כמו זיהוי פנים באמצעות המצלמה הקדמית (מצלמת בסלפי).

אבל איך פועל החיישן הביומטרי לטביעת אצבע?

אם מדובר על חיישן של טלפון חכם, ראשית יש ללמד את החיישן כיצד נראות טביעות אצבעותיו של המשתמש. עושים זאת על ידי הנחת האצבע על הכפתור עם החיישן, שוב ושוב ובזוויות וצידי האצבע השונים, עד שאנימציית טביעת האצבע שעל מסך הטלפון מתמלאת בצבע אדום. באייפון למשל, ניתן להוסיף עד 6 טביעות אצבעות לכניסה למכשיר.

אחרי שלמד את טביעת האצבע של בעל הטלפון, משתמש החיישן במידע שנשמר במכשיר ומשווה כל טביעת אצבע לתמונת טביעת האצבע שברשותו. אם טביעת האצבע זהה, המכשיר ייפתח. אם היא שונה - הוא יישאר נעול.


הנה חיישן טביעות אצבע של האייפון:

https://youtu.be/jaKS9zFOMDY


כך עובד החיישן הביומטרי לזיהוי טביעת האצבע:

https://youtu.be/CLdrbn8XYIw


חיישן טביעות האצבע של מכשיר סמארטפון Galaxy S5:

https://youtu.be/dKVdJ9U8sm4


וכך גורמים לחיישן זיהוי טביעת אצבע Touch ID של מכשירי אייפון לזהות אותך:

https://youtu.be/MXYTD8UJaJo

כדי לגלות עצמים ממתכת הקבורים באדמה משתמשים גלאי מתכות בשדות מגנטיים. המשדר שבגלאי שולח פולס מגנטי קצר ויוצר שדה מגנטי שמתפשט במרחב וחודר לאדמה.

כשהשדה המגנטי פוגש בעצם מתכתי, מתחילים האלקטרונים שבמתכת לנוע במעין מערבולת זרם, שיוצרת שדה מגנטי חדש המתפשט החוצה ושהמקלט המובנה בגלאי המתכות מזהה בעזרתו את העצם המתכתי הקבור.

בדיוק כמו שעטלפים משתמשים בגלי קול כדי לנווט בחושך, כך מסייע השדה המגנטי לזהות את הבלתי נראה שמתחת לאדמה. כך מצליחים לאתר עצמים תת-קרקעיים, מאוצרות שהוטמנו בעבר בקרקע, דרך ממצאים ארכיאולוגיים ועד לזיהוי מוקשים צבאיים.


כך פועל מגלה מתכות (עברית):

https://youtu.be/qejH8cHjFNw


הסבר באנגלית:

https://youtu.be/41jYkRHf-As


אוצר שנמצא באנגליה בעזרת גלאי מתכות פשוט (עברית):

http://youtu.be/w9ZG962eT9A


מחפש אוצרות המשתמש בגלאי מתכות לחיפושים:

http://youtu.be/33Jc_tnnpa4


מחפשת חופים מחפשת מציאות בשקט:

http://youtu.be/8A7v5u0QSi8


כתבה על מחפשי האוצרות, המטבעות והתכשיטים (עברית):

https://youtu.be/HvTNb_U2Oww


והסבר מקיף על פעולת מגלה המתכות:

https://youtu.be/QVGlyGoLk6I?long=yes