資源簡介

(共53張PPT)
加密與解密
教學目標：
理解數據加密與解密和概念及原理。
會分析生活中由密碼引起的數據安全問題，理解對數據進行保護的意義。
了解數據加密的歷史
會用Python實現簡單的加密算法
愷撒密碼的加密與解密算法。
教學重難點
【教學重點】 愷撒密碼的加密與解密算法。
【教學難點】
用窮舉法破解密碼 愷撒密碼的加密與解密算法。
一、引入
學生預習，閱讀第77頁“任務一 解開網站賬號被盜之謎”之“活動1 防范‘盜竊’行為”，填寫第78頁的表3.4.1。
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式
字典破解
暴力破解
一、引入
學生預習，閱讀第77頁“任務一 解開網站賬號被盜之謎”之“活動1 防范‘盜竊’行為”，填寫第78頁的表3.4.1。
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式 我們可以在輸入密碼時遮擋自己的操作過程，防止別人偷看密碼信息；或者確定環境安全后再進行操作
字典破解 密碼不要用生日、姓名及拼音縮寫、手機號、簡單數字組合、單詞、身份證號、用戶Id
暴力破解 同時包含大小寫字母、數字、特殊符號，不少于8個字符
二、密碼
1、密碼的定義：
密碼是指用來核對用戶ID以驗證用戶就是本人的一組字符。
2、設置安全密碼
運行“數據安全性測試.py”并測試窮舉搜索一個5位、7位和9位的數字密碼，分別需要多長時間，填寫表3.4.2。
密碼長度 密碼值 破解時間
5位 12567 1.0毫秒
98302 15.6毫秒
7位

9位

概念與原理
密碼者，密之碼也！
【活動一：概念與原理分析】
【活動一：概念與原理分析】
明文
密文
【活動一：概念與原理分析】
明文
密文
密文
明文
解密
加密與解密的概念
加密
原始信息稱為明文，加密后的信息稱為密文。
加密是將原始信息（數據）隱匿起來，使之在缺少特殊信息
（數據）時不可讀。
將密文還原成明文的過程稱為解密（或解碼）。
HAPPY
明文 密文
KDSSB
【活動二：體驗窮舉法破解密碼】
如何提高密碼的安全性？
password
123456
123456789
guest
qwerty
12345678
111111
12345
col12345
123123
【活動二：體驗窮舉法破解密碼】
如何提高密碼的安全性？
1.密碼長度盡可能長。
2.不要使用極其簡易的數字組合。比如12345、666666、888888888等。
3.盡量使用字母、數字和特殊字符等組合密碼。
4.不要使用姓名、生日、電話號碼、身份證號碼等個人信息作為密碼。
5.不要使用常見詞語作為密碼。
password
123456
123456789
guest
qwerty
12345678
111111
12345
col12345
123123
愷撒加密算法
知己知彼，百戰不殆。
古老的“隱身術”——陰書
把書信拆成三部分，分派三人發出，每人拿一部分，只有三部分合在一起才能讀懂信的內容。
古老的“隱身術”——代碼法
北宋進士曾公亮將常用的40個軍事短語，分別用40個字代替，然后編出一首40個字的詩，作為破譯的“密碼本” 。
古老的“隱身術”——愷撒密碼
古羅馬時期，愷撒曾經使用密碼來傳遞信息，即所謂的 “愷撒密碼”。
【活動3：探究愷撒加密算法】
在密碼學中，愷撒密碼是一種最廣為人知的加密技術。它是一種替換加密的算法。明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文。例如：當偏移量是向右偏移3的時候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，以此類推。X變成A，Y變成B，Z再變為C。據傳該加密算法是古羅馬愷撒大帝發明的，是用來保護重要軍情的加密技術?！皭鹑雒艽a”因此得名。
揭秘“隱身術 ”——愷撒密碼加密原理
愷撒密碼：將明文中的每一個字母用字母表中該字母后的第3個字母替換。
1）若明文字母在’A’和’W’之間，則直接后移三位得到相應密文字母；
2）否則，如果明文字母在’X’和’Z’之間，則返回字母表的開頭按順序后移。
明文 A B C D E F G H I J K L M
密文 D E F G H I J K L M N O P
明文 N O P Q R S T U V W X Y Z
密文 Q R S T U V W X Y Z A B C
【活動3：探究愷撒加密算法】
明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文。
明文：HAPPY 密文: KDSSB
明文 密文
H I J K
A B C D
P Q R S
P Q R S
Y Z A B
揭秘“隱身術 ”——分析愷撒密碼原理
活動2 揭秘“隱身術” —— 分析愷撒密碼加密原理
明文：ON SUNDAY 密文：RQ VXQGDB
明文字母 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
密
文
字
母
D
G
Q
R
V
X
B
E
L
F
H
I
J
K
M
N
O
P
S
T
U
W
Y
Z
A
C
分析愷撒密碼加密原理：
N
O
R
Q
S
V
U
X
D
G
A
D
Y
？
？
06
【活動3：探究愷撒加密算法】
1. 根據愷撒加密算法，推算出密文為“LORYHFKLQD“的明文？
【活動3：探究愷撒加密算法】
ILOVECHINA
1. 根據愷撒加密算法，推算出密文為“LORYHFKLQD“的明文？
“愷撒密碼”
輸入明文： ON SUNDAY
觀察分析：“愷撒密碼”的加密原理
對應密文：
RQ VXQGDB ？
【活動3：探究愷撒加密算法】
2.參照流程圖，請將程序斷補充完整。
【活動3：探究愷撒加密算法】
2.參照流程圖，請將程序斷補充完整。
【活動3：探究愷撒加密算法】
3. 閱讀以下愷撒加密算法程序，思考劃線處語句的作用。
探尋密碼史
密碼潛藏在人類文明史上的每一個轉角處！
【活動4：探尋密碼史】
1. 明確任務
【活動4：探尋密碼史】
2. 學習資源
【活動4：探尋密碼史】
3. 具體要求
(1) 探究活動限時10分鐘。
(2) 相關學習資源鏈接，請查閱“課程資源包”。
(3) 各小組要共同完成知識分享報告的填寫。
(4) 組長做好分工與合作，統一協調，注意核查
最終的知識分享報告！
(5) 組長要進行現場展示學習成果。
密碼與安全
密碼國之重器，因密而安！
第1次世界大戰可以稱為化學戰。
第2次世界大戰可以稱為物理戰。
如果有第3次世界大戰的話，那一定是信息的戰爭。
密碼值 破解用時 超級密碼（字符串）.py 超級密碼（列表）.py
！876 151.009毫秒 0秒98.006毫秒
AbY5 13秒860.793毫秒 7秒9.401毫秒
Z$*m 24秒170.383毫秒 12秒231.7毫秒
z)0< 39秒539.261毫秒 19秒39.089毫秒
~ x= 39秒539.26毫秒 19秒946.14毫秒
注：表中測試數據是筆者使用的電腦測試所得，電腦配置不同，測試數據會有不同。
《中華人民共和國密碼法》由十三屆全國人大常委會第十四次會議于2019年10月26日表決通過，自2020年1月1日起施行。
★ 堅持中國共產黨對密碼工作的領導。中央密碼工作領導機構對全國密碼工作實行統一領導。
★ 任何組織或者個人不得利用密碼從事危害國家安全、社會公共利益、他人合法權益等違法犯罪活動。
《中華人民共和國網絡安全法》由全國人民代表大會常務委員會于2016年11月7日表決通過，自2017年6月1日起施行。
★ 任何個人和組織不得從事非法侵入他人網絡、干擾他人網絡正常功能、竊取網絡數據等危害網絡安全的活動；不得提供專門用于從事侵入網絡、干擾網絡正常功能及防護措施、竊取網絡數據等危害網絡安全活動的程序、工具。
《中華人民共和國刑法修正案（十一）》由中華人民共和國第13屆全國人大常委會第24次會議于2020年12月26日通過，自2021年3月1日起施行。
★ 違反國家規定，對計算機信息系統功能進行刪除、修改、增加、干擾，造成計算機信息系統不能正常運行，利用計算機實施金融詐騙、盜竊、貪污、挪用公款、竊取國家秘密或者其他犯罪的，致使用戶信息泄露，造成嚴重后果的等行將進行量刑定罪。
防止密碼被盜----其他手段
防止密碼被盜
1. 限制登錄次數
2. 使用驗證碼
3. 使用用戶具有排他性的自然特征（如指紋、人臉等）
4.
對數據采取二次加密
什么是加密？如何對數據進行加密呢？
活動1 古老的“隱身術” —— 加密與解密
將原始信息（數據）隱匿起來，使之在缺少特殊信息（數據）時不可讀就是加密。
將密文還原成明文的過程稱為解密（或解碼）。
原始信息（數據）稱為明文。
加密后的信息（數據）稱為密文。
控制加密和解密的過程進行的是密鑰。
04
加密總結
信息安全責任
要善于網上學習,不瀏覽不良信息。
要誠實友好交流,不辱罵欺詐他人。
要增強自我保護意識,不隨意約會網友。
要維護網絡安全,不破壞網絡秩序。
要有益身心健康,不沉溺虛擬時空。
要樹立良好榜樣,不違反行為準則。
自覺遵守“全國青少年網絡文明公約”：
課堂練習
王同學在申請微信賬號時設置的密碼哪個更安全（ ）
練習1
C.設置了一個8位的純數字密碼
B.用字母、數字和特殊字符組成的8位以上的密碼
A.用生日作為密碼方便好記
D.將密碼與用戶名設置成相同的
B
在信息社會中，密碼成為保障我們財產安全的第一道枷鎖，因此我們需要提高自身的防盜意識，以下說法正確的是：（ ）
練習2
C.在安全級別較高的區域內，處理個人敏感信息
B.綁定手機號碼對賬號進行認證
A.不點擊、不回復、不打開不知情鏈接
D.以上說法都對
D
課堂練習
練習3
課堂練習
加密和解密本質上是對數據進行的某種交換，控制加密和解密過程進行的是（ ）
A 密鑰
B 明文
C 密文
D 信息
A
練習4
課堂練習
為保證信息安全，信息需要加密傳輸，其原理如下所示。
現將10個數字按圖示排成一圈，并設置一種信息加密規則——加密鑰匙為“n&3”， “n&3” 表示把明文n換成圖中從它開始順時針跳過3個數字后的那個數字，例如明文是5時，它對應的密文是9.若收到的密文是6452，那么通過解密，它對應的
明文是（ ）
A 2017
B 2018
C 3219
D 3216
密文：6 4 5 2
明文：
B
2
0
1
8
單選題
1. 原始信息（數據）稱為 ，加密后的信息
（數據）稱為 。（
） （單選）
A．明文
B．加密
C．明文
D．密碼
答案： C
暗文
解密
密文
加密
解析：本題考查的是明文密文的概念。
單選題
2. 將明文轉換成密文的過程稱為 ，將密文還原成明文的過程稱為 。
A．明文
B．加密
C．明文
D．密碼
答案： B
暗文
解密
密文
加密
解析：本題考查的是加密解密的概念。
判斷題
3. 加法密碼又被稱為移位密碼。在加法密碼算法中，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文。（ ）
答案： 對 解析：本題考查的是加法密碼（移位密碼）的概念。
判斷題
3. 加法密碼又被稱為移位密碼。在加法密碼算法中，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文。（ ）
答案： 對 解析：本題考查的是加法密碼（移位密碼）的概念。
加密是將原始信息隱匿起來，使之在缺少特殊信息時不可讀。
開始
輸入明文c
將密文b置初值為空
c介于’A’
到’W’之間
輸出密文b
結束
是
明文c在密碼表后移3位，得到密文b
明文c后移3 位， 超出字母表， 返回表頭按順序后移， 得到密文b
否
明文 A B C D E F G H I J K L M
密文 D E F G H I J K L M N O P
明文 N O P Q R S T U V W X Y Z
密文 Q R S T U V W X Y Z A B C
明文：‘X’
→ 密文：‘A’
答案解析
判斷題
5． 密文“X”使用愷撒密碼解密，密鑰為3時，解密后得到的明文是“U”。( )
答案： 對
解析：本題考查的是愷撒密碼的解密過程。
將密文還原成明文的過程稱為解密（解碼）。
明文 A B C D E F G H I J K L M
密文 D E F G H I J K L M N O P
明文 N O P Q R S T U V W X Y Z
密文 Q R S T U V W X Y Z A B C
密文:‘X
’→ 明文： ‘U’
開始
輸入密文b
將明文c置初值為空
b介于’D’
到’Z’之間
輸出明文c
結束
是
密文b在密碼表前移3 位，得到明文c
密文b前移3 位，超出字母表， 跳到表尾按順序前移，得到明文c
否
答案解析
任務一
解開網站賬號被盜之謎
任務二
讓數據“隱身”
項目：
神秘密碼之謎
1
活動1 設置安全密碼
2
活動2 防范”盜竊“行為
1
活動1 古老的“隱身術”
2
活動2 揭秘“隱身術”
課堂小結
加密與解密
密碼
加密與解密
密碼是指用來核對用戶ID以驗證用戶就是本人的一組字符。
加密：加密就是將原始信息（數據）隱匿起來
解密：將密文還原成明文的過程稱為解密。
創建安全密碼的一般技巧
“2”要
“3”不要

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