資源簡(jiǎn)介

(共23張PPT)
3.4加密與解密
121%
0
本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)
了解數(shù)據(jù)加密和解密的概念及原理
了解數(shù)據(jù)加密的歷史
會(huì)用Python實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的加密算法
會(huì)分析生活中由密碼引起的數(shù)據(jù)安全問題，理解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的意義
不少人有密碼被盜的經(jīng)歷，這往往導(dǎo)致個(gè)人信息泄露，甚至是財(cái)產(chǎn)損失。你是否有過賬號(hào)密碼被盜的經(jīng)歷呢？
導(dǎo)入
任務(wù)一、揭開網(wǎng)站賬號(hào)被盜之謎
不少人有密碼被盜的經(jīng)歷，這往往會(huì)導(dǎo)致個(gè)人信息泄露，甚至是財(cái)產(chǎn)損失。
根據(jù)表3.4.1中的盜竊方式，分析出對(duì)應(yīng)的防盜竊的措施。
盜竊方式 防盜措施
肩窺方式 我們可以在輸入密碼時(shí)遮擋自己的操作過程，防止別人偷看密碼信息;或者確定環(huán)境安全后再進(jìn)行操作
字典破解
暴力破解
肩窺攻擊是指通過窺看用戶的鍵盤輸入,鼠標(biāo)移動(dòng)等方式來獲取用戶口令。
字典破譯是利用人們習(xí)慣用人名、地名或者常見的詞語設(shè)置成密碼的習(xí)慣進(jìn)行破譯，有好的字典是關(guān)鍵。
暴力破解是一個(gè)一個(gè)的嘗試（窮舉）。
密碼同時(shí)包含大小寫字母、數(shù)字、特殊符號(hào)，不少于8位
密碼不要用生日，姓名及拼音縮寫，手機(jī)號(hào)、簡(jiǎn)單數(shù)字組合，單詞、身份證號(hào)，用戶ID等。
任務(wù)一、揭開網(wǎng)站賬號(hào)被盜之謎
1-1
活動(dòng)一、防范“盜竊行為”
我看
我猜
我試
1-2
任務(wù)一、揭開網(wǎng)站賬號(hào)被盜之謎
密碼長(zhǎng)度 密碼值 破解時(shí)間
5位 12567 1.0ms
98302 1.0ms
7位 1234567
9784302
9位 123456789
321809456
具體結(jié)果會(huì)因計(jì)算機(jī)性能不同而有所不同
體驗(yàn)活動(dòng)1 “暴力破解”----純數(shù)字
請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)行“數(shù)據(jù)安全性測(cè)試.py”,測(cè)試破解一個(gè)5位、7位和9位的純數(shù)字密碼，分別需要多長(zhǎng)時(shí)間，然后填寫下表。
流程圖
數(shù)據(jù)安全性測(cè)試——無可視化界面
數(shù)據(jù)安全性測(cè)試——可視化界面
Varin.get()
Varout.set()
接收文本框中的數(shù)據(jù)
在文本框中顯示輸出數(shù)據(jù)
結(jié)論1：密碼越長(zhǎng)，破解時(shí)間越長(zhǎng)
結(jié)論2：密碼每位可選擇的字符數(shù)越多
，破解的時(shí)間越長(zhǎng)
活動(dòng)1 設(shè)置安全密碼
防御“暴力破解”
可行方案：
提高密碼的復(fù)雜度
增加密碼的長(zhǎng)度
測(cè)試四位超級(jí)密碼的破解時(shí)間
數(shù)字+字母+特殊字符
J@4q
數(shù)字+字母+特殊字符
3R8@!cn
數(shù)字+字母+特殊字符
HxA7Lj@9!
19*943
19*945
19秒143毫秒
0.5年
4421年



使用長(zhǎng)度不少于8位字符的密碼。密碼長(zhǎng)度越長(zhǎng)越不容易被破解。
密碼長(zhǎng)度
多種符號(hào)組合
在可能的情況下，盡量使用字母、數(shù)字、特殊字符（例@、￥、#、%）相結(jié)合的密碼。
不要用
不包含個(gè)人信息（電話號(hào)碼、身份證號(hào)、等）；
不包含用戶ID；
不包含字典中的詞語，字母次序顛倒的常用詞語。
創(chuàng)建安全密碼的一般技巧
1
2
3
4
限制登錄次數(shù)
使用驗(yàn)證碼
使用用戶具有排他性的自然特征
（如指紋、人臉等）
限對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密
防止密碼被盜的其他手段
什么是加密？如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密呢？
加密、解密的概念與過程
將原始信息（數(shù)據(jù)）隱匿起來，使之在缺少特殊信息時(shí)不可讀
將密文還原成明文的過程
密匙：控制加密與解密過程的進(jìn)行，加密算法操作中的一組數(shù)字
解密
加密
HAPPY
明文 密文
KDSSB
加密后的信息（數(shù)據(jù)）
原始信息（數(shù)據(jù)）
1
2
3
683年——拆字法
將明文中的文字進(jìn)行組合生成新的字，即為密文，比如“十二月”合起來為“青”。
北宋——代碼法
北宋進(jìn)士曾公亮曾搜集了40個(gè)常用軍事短語，然后對(duì)其進(jìn)行順序編碼：一、請(qǐng)弓;二、請(qǐng)箭;三、請(qǐng)刀;四、請(qǐng)甲;五、請(qǐng)槍旗;六、請(qǐng)鍋幕;七、請(qǐng)馬;八、請(qǐng)衣賜;九、請(qǐng)糧料……四十、戰(zhàn)小勝。軍隊(duì)出征前，指揮機(jī)關(guān)將用上述短語編碼的密碼本發(fā)給將領(lǐng)，并約定用一首不含重復(fù)文字的40字五言律詩與密碼相對(duì)應(yīng)。
公元前五世紀(jì)——移位法
希羅多德的《歷史》中記載了公元前五世紀(jì)，希臘城邦和波斯帝國發(fā)生多次沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)。這些戰(zhàn)爭(zhēng)中希臘城邦中廣泛使用了移位法進(jìn)行加密處理戰(zhàn)爭(zhēng)通訊信息，使波斯帝國難以獲得希臘城邦的軍事情報(bào)，也就無法提前做軍事部署。希臘城邦用來傳輸軍事信息、命令的每段文字都有固定的字?jǐn)?shù)，解密者手中會(huì)有一份文字移位說明.解密者拿到密文后，根據(jù)文字移位說明進(jìn)行解密，從而破解其中的軍事命令或消息
古羅馬時(shí)期——“愷撒密碼”
所謂的“愷撒密碼”，它是一種替代密碼，通過將字母按順序推后起3位起到加密作用，如將字母A換作字母D，將字母B換作字母E，因據(jù)說凱撒是率先使用加密函的古代將領(lǐng)之一，因此這種加密法被稱為凱撒密碼。
第二次世界大戰(zhàn)——“密碼機(jī)”
密碼機(jī)。在第二次世界大戰(zhàn)期間，德國軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機(jī)，密碼學(xué)在戰(zhàn)爭(zhēng)中起著非常重要的作用
活動(dòng)二、古老的“隱身術(shù)“
4
5
了解數(shù)據(jù)加密的發(fā)展歷史
數(shù)據(jù)加密發(fā)展歷史
02
活動(dòng)二、揭秘“隱身術(shù)“
“愷撒密碼”：典型的加法密碼（移位密碼）
將明文中的每一個(gè)字母用字母表的該字母后的第三個(gè)字母替換，例：a->d，b->e，…z->c
在python中常用ASCII碼來對(duì)字符進(jìn)行編碼存儲(chǔ)。
愷撒密碼的密鑰為3，像這種加密和解密使用同一個(gè)密鑰，被稱為對(duì)稱加密體制。
ASCII碼+3
ASCII碼+3
ASCII碼-23
ASCII碼-23
chr(ord(c[i])+3)
chr(ord(c[i])-23)
Len函數(shù)：獲取字符串字符的個(gè)數(shù)
Ord函數(shù)：將字符轉(zhuǎn)換成數(shù)值
Chr函數(shù)：將數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符
凱撒密碼
from tkinter import *
root = Tk()
root.title("凱撒加密")
root.geometry('300x200')
def CaesarCipher(): #“加密”按鈕激發(fā)函數(shù)
c=mingwen.get("0.0", "end")[:-1] #獲取明文內(nèi)容
b=""
miwen.delete("0.0", "end") #清空miwen對(duì)象的內(nèi)容
for i in range(len(c)): #明文長(zhǎng)度
if 'a'<=c[i]<='w' or 'A'<=c[i]<='W':
b=b+chr(ord(c[i])+3) #生成密文
elif 'x'<=c[i]<='z' or 'X'<=c[i]<='Z':
b=b+chr(ord(c[i])-23) #生成密文
else:
b=b+c[i] #字母以外的明文不變
miwen.insert("0.0",b) #在miwen對(duì)象中顯示結(jié)果
Label(root, text='請(qǐng)輸入明文', font=('Arial', 10)).pack()
mingwen=Text(root,width=300,height=4)
mingwen.pack()
mingwen.focus_set() #獲得焦點(diǎn)
Button(root, text="加密", command=CaesarCipher,relief="solid",width=10).pack()
Label(root, text='凱撒密文', font=('Arial', 10)).pack()
miwen=Text(root,width=300,height=4)
miwen.pack()
root.mainloop()
明文c a~w A~W x~z X~Z 其他
密文b d~z D~Z a~c A~C 不變
規(guī)律
公式
明文c a~w A~W x~z X~Z 不變
密文b d~z D~Z a~c A~C 其他
規(guī)律
公式
加密
解密是加密的逆運(yùn)算
愷撒密碼解密
解密
ASCII碼+3
ASCII碼+3
ASCII碼-23
ASCII碼-23
不變
'a'<=c[i]<='w' or 'A'<=c[i]<='W'
'x'<=c[i]<='z' or 'X'<=c[i]<='Z'
chr(ord(c[i])+3)
chr(ord(c[i])-23)
c[i]
ASCII碼-3
ASCII碼-3
ASCII碼+23
ASCII碼+23
不變
'd'<=b[i]<='z' or 'D'<=b[i]<='Z'
'a'<=b[i]<='c' or 'A'<=b[i]<='C'
chr(ord(b[i])-3)
chr(ord(b[i])+23)
b[i]
運(yùn)行“凱撒密碼.py”，
體驗(yàn)加密算法。
愷撒密碼安全性能如何？
可以說，保密性能極差，很容易被解密。就算將明文字符前移或后移一個(gè)固定的長(zhǎng)度d（稱為密鑰）發(fā)生變化，也最多只需25次嘗試d的值，就能破解。
擴(kuò)展思考
一種可行的改進(jìn)方式是，建立一個(gè)明文字符與密文字符之間的一一映射表，即“密表”。如：
明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密文：QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM
加密時(shí)，A→Q，B→W，…；解密時(shí)Q→A，W→B，…。其小寫字母對(duì)應(yīng)法則也相同，即a→q，b→w，…。這樣保密性能大大提升，破解難度大大增加。另外，這個(gè)“密表”也可以按需要改變。
藏頭詩
達(dá)芬奇密碼
拓 展：古代中外經(jīng)典加密算法
加密與解密
密碼
加密與解密
密碼是指用來核對(duì)用戶ID以驗(yàn)證用戶就是本人的一組字符。
加密：加密就是將原始信息（數(shù)據(jù)）隱匿起來
解密：將密文還原成明文的過程稱為解密。
創(chuàng)建安全密碼的一般技巧
“2”要
“3”不要
課堂小結(jié)
單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
10110100 (2) = ( )(10)
3D(16) = ( )(10)
255(10) = ( )(16)
100(10) = ( )(2)
E2(16) = ( )(2)
11100101(2) = ( )(16)
180
61
FF
1100100
11100010
E5
任意R進(jìn)制數(shù)( R為大于等于2且不等于10的正整數(shù)，下同)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，都可采用 方法。十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)時(shí)，都可采用 方法。
基數(shù)權(quán)重展開法
除R取余法
單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
一段時(shí)長(zhǎng)為1分鐘，采樣頻率為44.1kHz,量化位數(shù)為16位，雙聲道立體聲的無壓縮音頻(如基于PCM編碼的wav格式)，占用的存儲(chǔ)空間是 MB (精確到0.1 )。
10.1
解析：采樣頻率44.1kHz,量化位數(shù)16位,意味著每秒采集數(shù)據(jù)44.1k個(gè),每個(gè)數(shù)據(jù)占2字節(jié),（量化位數(shù)是16位，按照計(jì)算機(jī)術(shù)語來看，1位指的是一個(gè)二進(jìn)制位，就是1bit，8bit是一字節(jié)，那么16位就是2字節(jié)）這是一個(gè)聲道的數(shù)據(jù),雙聲道再乘以2,最后結(jié)果再乘以60秒,就是44.1×1000×2×2×60=10584000字節(jié),
1MB=1024×1024=1048576字節(jié),所以一分鐘的存儲(chǔ)容量為10584000/1048576=10.09MB,約為10.1MB。
單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
3. 人、狼、羊、菜過河問題:有一個(gè)人帶著一只狼、一只羊和一捆白菜，來到一條河邊，河邊只有一條小船，人每次過河最多只能帶一樣， 如果人不在現(xiàn)場(chǎng)，狼就要吃羊，羊就要吃菜。他應(yīng)該怎樣安排過河呢？請(qǐng)完成下面的“樹”結(jié)構(gòu)分析圖,幫他找到可行的過河方案。
提示:可約定對(duì)象在左岸用0表示，在右岸用1表示。
121%
0
拜拜！

展開更多......

收起↑