Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Informatyki (śląskie) - sieci i bezpieczeństwo

1.Sieć komputerowa

Sieć komputerowa to co najmniej dwa urządzenia połączone ze sobą (kablem lub bezprzewodowo), które mogą wymieniać dane. Dzięki sieci można współdzielić pliki, drukarkę i dostęp do Internetu, wysyłać wiadomości i wspólnie pracować w chmurze. Każde urządzenie w sieci, np. komputer, telefon czy drukarka, to host, a dane przesyła się w małych porcjach zwanych pakietami.

2.LAN, WAN i Internet

LAN (sieć lokalna) obejmuje niewielki obszar, np. dom, pracownię albo szkołę. WAN (sieć rozległa) łączy sieci na dużym obszarze, np. w różnych miastach i krajach. MAN to sieć miejska, a PAN - osobista sieć wokół jednej osoby, np. telefon ze słuchawkami Bluetooth. Internet to ogólnoświatowa sieć łącząca ogromną liczbę mniejszych sieci - „sieć sieci” i największa sieć rozległa.

3.Model klient-serwer i sieć peer-to-peer

W modelu klient-serwer serwer to komputer (lub program), który udostępnia usługi i dane, np. stronę WWW albo pocztę, a klient, np. przeglądarka, o nie prosi. W sieci peer-to-peer (P2P, „równy z równym”) wszystkie komputery są równorzędne i każdy może jednocześnie udostępniać i pobierać zasoby. Większość usług internetowych działa w modelu klient-serwer.

4.Karta sieciowa, adres MAC i przełącznik

Karta sieciowa łączy urządzenie z siecią (kablem lub przez Wi-Fi) i ma fabrycznie nadany adres MAC - 48-bitowy numer zapisywany szesnastkowo, np. 00:1A:2B:3C:4D:5E. Przełącznik (switch) łączy wiele urządzeń w jedną sieć lokalną i przesyła dane tylko do tego urządzenia, do którego są adresowane. Starszy koncentrator (hub) wysyłał dane do wszystkich podłączonych urządzeń.

5.Router, punkt dostępowy i modem

Router łączy różne sieci, np. sieć domową z Internetem, i wybiera trasę, którą pakiety dotrą do celu. Punkt dostępowy (access point) pozwala urządzeniom łączyć się z siecią bezprzewodowo przez Wi-Fi. Modem zamienia sygnał z linii dostawcy Internetu (np. telefonicznej lub kablowej) na dane dla komputera i odwrotnie. Domowy „router Wi-Fi” często łączy w jednym urządzeniu router, przełącznik, punkt dostępowy i modem.

6.Media transmisyjne

Skrętka to kabel z parami skręconych przewodów miedzianych, zakończony wtykiem RJ-45 - najczęściej używany w sieciach LAN. Światłowód przesyła dane za pomocą światła w cienkim włóknie szklanym: jest bardzo szybki, działa na duże odległości i nie zakłócają go pola elektromagnetyczne. Łączność bezprzewodowa wykorzystuje fale radiowe: Wi-Fi w sieciach lokalnych, a Bluetooth na bardzo krótkie odległości.

7.Adres IPv4

Adres IP to numer urządzenia w sieci, potrzebny, by pakiety trafiły do właściwego odbiorcy. Adres IPv4 ma 32 bity, zapisane jako 4 liczby dziesiętne oddzielone kropkami, np. 192.168.1.10. Każda z tych liczb (oktet) zajmuje 8 bitów, więc ma wartość od 0 do 255; np. 192 to binarnie 11000000. Adres 192.168.1.300 jest błędny, bo 300 nie mieści się w 8 bitach. Następcą IPv4 jest IPv6 ze 128-bitowymi adresami.

8.Maska podsieci

Maska podsieci mówi, która część adresu IP oznacza sieć, a która konkretne urządzenie (hosta). Maska 255.255.255.0 (w skrócie /24) oznacza, że pierwsze 3 liczby adresu to numer sieci. Np. dla 192.168.1.10/24 siecią jest 192.168.1.0, a urządzenia mogą mieć adresy od 192.168.1.1 do 192.168.1.254; adres z 255 na końcu służy do wysyłania danych do wszystkich naraz. Urządzenia z tą samą częścią sieciową są w jednej sieci lokalnej.

9.Adresy prywatne i publiczne, brama, DHCP

Adresy prywatne, np. 192.168.x.x albo 10.x.x.x, stosuje się wewnątrz sieci lokalnych - te same mogą występować w wielu domach. W Internecie domowy router występuje pod adresem publicznym, który musi być niepowtarzalny. Brama domyślna to adres routera, przez który komputer wysyła dane poza swoją sieć. Serwer DHCP automatycznie przydziela urządzeniom adresy IP, a adres 127.0.0.1 (localhost) oznacza „ten sam komputer”.

10.DNS i adres URL

Ludziom łatwiej zapamiętać nazwy niż liczby, dlatego DNS (system nazw domen) zamienia nazwę domeny, np. www.example.com, na adres IP serwera - działa jak książka telefoniczna Internetu. Adres URL strony składa się m.in. z protokołu (https://), nazwy domeny (www.example.com) i ścieżki do pliku (/kontakt.html). HTTPS oznacza połączenie szyfrowane - przesyłanych danych nie da się po drodze podejrzeć.

11.Topologie magistrali i pierścienia

Topologia to sposób połączenia urządzeń w sieci. W topologii magistrali wszystkie urządzenia są podłączone do jednego wspólnego kabla, zakończonego na obu końcach terminatorami; jest tania, ale uszkodzenie kabla unieruchamia całą sieć. W topologii pierścienia każde urządzenie łączy się z dwoma sąsiadami, tworząc zamknięty krąg, a dane krążą od urządzenia do urządzenia; przerwanie pierścienia w jednym miejscu może zatrzymać całą sieć.

12.Topologie gwiazdy i siatki

W topologii gwiazdy każde urządzenie ma osobny kabel do centralnego przełącznika - to najczęstszy układ w sieciach LAN. Awaria jednego kabla odcina tylko jedno urządzenie, ale awaria przełącznika - całą sieć. W topologii siatki urządzenia mają wiele połączeń między sobą, więc dane mogą popłynąć inną drogą, gdy któreś łącze się zepsuje. Tak, z wieloma zapasowymi trasami, zbudowany jest Internet.

13.Początki maszyn liczących

Najstarszym przyrządem do liczenia jest abakus (liczydło). W XVII wieku Blaise Pascal zbudował mechaniczną maszynę do dodawania i odejmowania (pascalinę), a Gottfried Leibniz - maszynę, która potrafiła też mnożyć i dzielić; Leibniz opisał również system dwójkowy. W XIX wieku Charles Babbage zaprojektował maszynę analityczną - mechaniczny pierwowzór komputera - a Ada Lovelace napisała dla niej algorytm, dlatego uważa się ją za pierwszą programistkę.

14.Enigma, Turing i pierwsze komputery elektroniczne

Enigma to niemiecka maszyna szyfrująca. Na początku lat 30. XX wieku jej szyfr złamali polscy kryptolodzy: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski. Alan Turing opisał w 1936 roku maszynę Turinga - teoretyczny model komputera - a w czasie II wojny światowej rozwijał w Wielkiej Brytanii metody łamania Enigmy. ENIAC (1946) był jednym z pierwszych elektronicznych komputerów: miał tysiące lamp elektronowych i zajmował całą salę.

15.Od tranzystora do Internetu

Wynalezienie tranzystora (1947) pozwoliło budować komputery mniejsze i bardziej niezawodne niż lampowe, a układy scalone zmieściły wiele tranzystorów w jednej płytce. Pierwszy mikroprocesor - cały procesor w jednym układzie - powstał w 1971 roku, co otworzyło drogę do komputerów osobistych. W 1969 roku uruchomiono sieć ARPANET, poprzedniczkę Internetu, a na przełomie lat 80. i 90. Tim Berners-Lee stworzył WWW - system stron połączonych odnośnikami.

16.Sztuczna inteligencja

Sztuczna inteligencja to dziedzina informatyki, która tworzy programy wykonujące zadania wymagające zwykle ludzkiej inteligencji: rozpoznawanie mowy i obrazów, tłumaczenie tekstów, prowadzenie rozmowy, podejmowanie decyzji. Przykłady z życia: asystent głosowy w telefonie, filtr spamu w poczcie, polecanie filmów i piosenek, rozpoznawanie twarzy przy odblokowywaniu telefonu, automatyczny tłumacz.

17.Uczenie maszynowe i sieci neuronowe

Uczenie maszynowe to sposób tworzenia systemów sztucznej inteligencji, w którym program nie dostaje gotowych reguł, tylko uczy się ich na wielu przykładach, czyli danych treningowych. Np. program oglądający tysiące zdjęć opisanych jako „kot” lub „pies” uczy się je rozróżniać. Sieć neuronowa to model inspirowany budową mózgu: warstwy połączonych sztucznych neuronów. Jakość wyników zależy od danych - jednostronne dane dają stronnicze odpowiedzi.

18.Duży model językowy (LLM)

Duży model językowy (ang. Large Language Model, LLM) to sieć neuronowa wytrenowana na ogromnej ilości tekstów. Działa, przewidując kolejne fragmenty tekstu (tokeny), dzięki czemu potrafi odpowiadać na pytania, streszczać, tłumaczyć i pisać kod. Polecenie wpisywane do modelu nazywa się promptem. Model może „halucynować”, czyli pewnym tonem podawać nieprawdziwe informacje, dlatego jego odpowiedzi trzeba sprawdzać w wiarygodnych źródłach.

19.Agent

Agent to system oparty na modelu językowym, który nie tylko odpowiada na pytanie, ale sam planuje i wykonuje kolejne kroki prowadzące do celu, korzystając z narzędzi, np. wyszukiwarki, kalendarza czy poczty. Przykład: agent, któremu zlecono zaplanowanie wycieczki, sam wyszukuje połączenia, porównuje ceny i układa plan. Im więcej agent może zrobić samodzielnie, tym ważniejszy jest ludzki nadzór nad jego działaniami.

20.Druk 3D - jak działa

Drukarka 3D tworzy przedmiot warstwa po warstwie (technologia przyrostowa). Najpierw powstaje cyfrowy model 3D, zwykle zapisany w pliku STL. Program zwany slicerem „kroi” model na cienkie warstwy i przygotowuje instrukcje dla drukarki (G-code). Najpopularniejsza technologia FDM polega na topieniu plastikowej żyłki (filamentu) w rozgrzanej dyszy i nakładaniu jej na stół roboczy. W technologii SLA żywicę utwardza światło UV, a w SLS laser spieka proszek.

21.Druk 3D - materiały, terminy i zastosowania

Filament to tworzywo w postaci żyłki nawiniętej na szpulę. PLA, wytwarzany z surowców roślinnych, np. kukurydzy, jest łatwy w druku i najczęściej używany w szkołach; ABS jest odporniejszy na uderzenia i wyższą temperaturę, ale trudniejszy w druku; PETG łączy łatwość druku z wytrzymałością. Podpory podtrzymują wystające elementy, a wypełnienie (infill) to wewnętrzna struktura wydruku. Zastosowania: prototypy, części zamienne, protezy i modele w medycynie, pomoce szkolne.

22.Silne hasło

Silne hasło jest długie (co najmniej 12 znaków), trudne do odgadnięcia i inne dla każdego konta. Dobrym sposobem jest fraza hasłowa z kilku przypadkowych słów, np. zielony-Rower-pije-7-chmur. Hasło nie może zawierać imienia, daty urodzenia, imienia zwierzaka ani prostych ciągów typu 123456 czy qwerty. Haseł nie podaje się nikomu, także kolegom; zapamiętać wiele różnych haseł pomaga menedżer haseł.

23.Ataki na hasła

Atak siłowy (brute force) polega na sprawdzaniu po kolei wszystkich możliwych kombinacji - każdy dodatkowy znak mnoży ich liczbę, np. 4-cyfrowy PIN ma $10^4 = 10\,000$ możliwości, a 6-cyfrowy już milion. Atak słownikowy sprawdza popularne słowa i często używane hasła. Gdy hasło wycieknie z jednego serwisu, przestępcy próbują go na innych kontach - dlatego każde konto musi mieć inne hasło.

24.Uwierzytelnianie wieloskładnikowe (MFA)

Uwierzytelnianie wieloskładnikowe (MFA, przy dwóch składnikach 2FA) wymaga potwierdzenia tożsamości co najmniej dwoma RÓŻNYMI rodzajami składników: coś, co wiesz (hasło, PIN), coś, co masz (telefon z kodem SMS lub aplikacją uwierzytelniającą, klucz sprzętowy), coś, czym jesteś (odcisk palca, twarz). Nawet gdy ktoś pozna hasło, bez drugiego składnika się nie zaloguje. Jednorazowego kodu nie podaje się nikomu.

25.Higiena cyfrowa i aktualizacje

Aktualizacje systemu i programów usuwają luki bezpieczeństwa, przez które mogą wejść przestępcy - instaluje się je jak najszybciej. Na wspólnym komputerze zawsze się wylogowuj, a odchodząc od urządzenia, blokuj ekran. W publicznej sieci Wi-Fi nie loguj się do banku. Higiena cyfrowa to też dbanie o zdrowie: przerwy od ekranu, dobre oświetlenie, prawidłowa postawa i odkładanie telefonu przed snem.

26.Kopia zapasowa (backup)

Kopia zapasowa to dodatkowa kopia ważnych plików, która ratuje dane po awarii dysku, kradzieży, przypadkowym usunięciu albo ataku ransomware. Popularna zasada 3-2-1: trzymaj 3 kopie danych, na 2 różnych nośnikach (np. dysk komputera i dysk zewnętrzny), z czego 1 w innym miejscu, np. w chmurze. Kopie robi się regularnie i sprawdza, czy da się z nich odtworzyć pliki.

27.Wirus, robak i koń trojański

Złośliwe oprogramowanie (malware) to programy działające na szkodę użytkownika. Wirus dołącza się do plików lub programów i działa dopiero po ich uruchomieniu. Robak rozprzestrzenia się sam przez sieć, bez udziału użytkownika. Koń trojański udaje pożyteczny program, np. darmową grę, a w tle wykonuje szkodliwe działania, np. otwiera przestępcom dostęp do komputera.

28.Ransomware, oprogramowanie szpiegujące i inne zagrożenia

Ransomware szyfruje pliki na komputerze i żąda okupu za ich odblokowanie - najlepszą ochroną jest aktualna kopia zapasowa, a okupu nie należy płacić. Oprogramowanie szpiegujące (spyware) potajemnie zbiera informacje o użytkowniku, a keylogger zapisuje naciskane klawisze, w tym hasła. Adware wyświetla natrętne reklamy. Zainfekowane komputery mogą zostać połączone w botnet, czyli sieć sterowaną przez przestępców.

29.Program antywirusowy i zapora sieciowa

Program antywirusowy wykrywa i usuwa złośliwe oprogramowanie: skanuje pliki i pilnuje komputera na bieżąco, dlatego musi mieć aktualną bazę zagrożeń. Zapora sieciowa (firewall) kontroluje ruch między komputerem a siecią i blokuje niedozwolone połączenia. Profilaktyka: pobieraj programy tylko z oficjalnych źródeł, nie otwieraj nieznanych załączników, nie podłączaj znalezionych pendrive'ów, a podejrzane pliki sprawdzaj antywirusem.

30.Phishing

Phishing to oszustwo, w którym przestępca podszywa się pod zaufaną instytucję lub osobę - bank, sklep, firmę kurierską, szkołę, znajomego - aby wyłudzić hasło, dane karty albo pieniądze. Wiadomość (e-mail, SMS, czat) zwykle straszy albo kusi: „Twoje konto zostanie zablokowane”, „Dopłać 1,50 zł do paczki”, „Wygrałeś telefon” - i zawiera link do fałszywej strony, łudząco podobnej do prawdziwej.

31.Jak rozpoznać phishing

Sygnały ostrzegawcze: presja czasu, prośba o hasło lub kod, nietypowy nadawca, błędy językowe i link prowadzący pod dziwny adres, np. z dopisanymi słowami albo z podmienionymi znakami (cyfra 0 zamiast litery o). Adres linku sprawdza się, najeżdżając na niego kursorem. Bezpieczniej wpisać adres serwisu samodzielnie. Kłódka (https) oznacza tylko szyfrowane połączenie, a nie uczciwość strony.

32.Deepfake

Deepfake to fałszywe nagranie wideo, zdjęcie lub głos, wygenerowane albo przerobione przez programy uczące się tak, że wydaje się prawdziwe - np. znana osoba lub ktoś bliski mówi słowa, których nigdy nie wypowiedział. Służy do oszustw (np. prośba o pieniądze podrobionym głosem bliskiej osoby), dezinformacji i nękania. Sygnały: nienaturalna mimika i mruganie, rozmyte krawędzie twarzy, ruch ust niepasujący do słów, dziwny głos.

33.Fake news (dezinformacja)

Fake news to fałszywa lub zmanipulowana informacja podawana jako prawdziwa wiadomość, często po to, by wywołać emocje, zarobić na kliknięciach albo wpłynąć na poglądy. Cechy: sensacyjny tytuł, silne emocje, brak autora i źródła, stare zdjęcie w nowym kontekście, wezwanie „udostępnij, zanim usuną”. Zanim coś udostępnisz, sprawdź, czy tę samą informację podają inne wiarygodne źródła.

34.Krytyczna ocena źródeł informacji

Oceniając informację w sieci, sprawdzaj: kto jest autorem i czy zna się na temacie, kiedy tekst powstał, czy podano źródła, czy strona jest znana i wiarygodna, czy informację potwierdzają inne, niezależne źródła i czy tekst nie jest ukrytą reklamą. Zdjęcie można sprawdzić wyszukiwaniem obrazem, żeby zobaczyć, gdzie i kiedy pojawiło się wcześniej. Odróżniaj fakty, które da się sprawdzić, od opinii.

35.Prywatność w mediach społecznościowych

Wszystko, co publikujemy, tworzy cyfrowy ślad, który trudno usunąć - ktoś mógł zrobić zrzut ekranu. Nie udostępniaj danych osobowych: adresu, numeru telefonu, nazwy szkoły, planu dnia, lokalizacji na żywo ani zdjęć dokumentów. Ustaw konto jako prywatne, przyjmuj do znajomych tylko osoby, które znasz naprawdę, i pamiętaj, że w sieci ktoś może podawać się za kogoś innego. Publikując zdjęcia innych osób, pytaj je o zgodę.

36.Cyberprzemoc

Cyberprzemoc to nękanie, ośmieszanie, zastraszanie lub szantażowanie kogoś przez Internet albo telefon: obraźliwe komentarze, publikowanie kompromitujących zdjęć, podszywanie się pod kogoś, wykluczanie z grup. Ofiara nie powinna odpowiadać agresją; trzeba zachować dowody (zrzuty ekranu), zablokować sprawcę, zgłosić treść administratorowi serwisu i powiedzieć o wszystkim zaufanemu dorosłemu.

37.Odpowiedzialne korzystanie z czatbotów

Odpowiedzi czatbota sprawdzaj w wiarygodnych źródłach, bo mogą zawierać błędy. Nie wpisuj do takich narzędzi danych osobowych, haseł ani prywatnych zdjęć - swoich i cudzych. Przestrzegaj zasad szkoły: oddanie wygenerowanego tekstu jako własnej pracy jest nieuczciwe, a korzystanie z pomocy narzędzia warto zaznaczyć. Pamiętaj, że model może powielać stereotypy z danych, na których się uczył, a ostatnie słowo zawsze należy do człowieka.

38.Prawo autorskie i własność intelektualna

Utwór (tekst, zdjęcie, muzyka, film, program komputerowy) jest chroniony prawem autorskim od chwili powstania - nie trzeba go nigdzie rejestrować. Autor ma prawa osobiste (np. do podpisania utworu swoim nazwiskiem; nie wygasają) i majątkowe (decyduje o kopiowaniu i zarabianiu; wygasają co do zasady 70 lat po śmierci autora). Korzystając z cudzego utworu, podaje się autora i źródło. Plagiat to przedstawienie cudzej pracy jako własnej.

39.Licencje oprogramowania

Licencja to umowa, która określa, jak wolno korzystać z programu. Licencja komercyjna - płacisz za prawo używania. Freeware - program darmowy, ale bez prawa do zmian. Shareware - wersja próbna, np. na 30 dni lub z ograniczeniami, potem trzeba zapłacić. Wolne i otwarte oprogramowanie (open source, np. na licencji GNU GPL) daje dostęp do kodu źródłowego, który można zmieniać i rozpowszechniać. Domena publiczna to utwory, z których każdy może korzystać bez ograniczeń.

40.Licencje Creative Commons

Licencje Creative Commons (CC) pozwalają autorom udostępniać utwory w sieci na określonych warunkach. BY - trzeba podać autora (wymagane w każdej z tych licencji); SA - na tych samych warunkach, czyli przeróbki z tą samą licencją; NC - tylko do użytku niekomercyjnego; ND - bez utworów zależnych, czyli bez przeróbek. Np. CC BY-NC oznacza: podaj autora i nie zarabiaj na utworze. CC0 to rezygnacja z praw - utwór można wykorzystać bez ograniczeń.