資源簡介

(共21張PPT)
義務(wù)教育信息科技（2024）五年級　　　　　　　　　　
第1課時(shí)
第四單元　發(fā)揮算法的優(yōu)勢
五年級上冊
第15課　簡單密碼易破解
1
2
通過分析密碼設(shè)定規(guī)則，計(jì)算破解密碼所需的重復(fù)判斷次數(shù)，估算破解密碼的大致時(shí)間。
進(jìn)一步認(rèn)識循環(huán)結(jié)構(gòu)，體會利用遍歷法解決問題的基本思路，了解密碼設(shè)置的安全性。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
第15課　課堂導(dǎo)入
回顧思考
在日常生活中，有許多地方都需要設(shè)置密碼，密碼保護(hù)著我們的個人隱私和信息安全。
第15課　簡單密碼易破解
密碼長度：四位、六位。
密碼類型：數(shù)字、 數(shù)字 + 字母、 數(shù)字 + 字母 + 符號
·應(yīng)用軟件的登錄密碼
·計(jì)算機(jī)的開機(jī)密碼
·手機(jī)鎖屏密碼
·小區(qū)門禁密碼
·行李箱密碼
·家門的智能鎖密碼
你知道哪些情況下需要設(shè)置密碼嗎？
你設(shè)定的密碼安全嗎？
如果破解需要多長時(shí)間呢？
第15課　學(xué)習(xí)活動
一 探究密碼的破解次數(shù)
三 密碼設(shè)置的安全性
二 對比不同密碼的破解時(shí)間
學(xué)習(xí)活動
第15課　學(xué)習(xí)活動
小夏家里有一個四位的數(shù)字密碼鎖，家里人忘記了密碼，請你想辦法幫忙找到密碼，思考最多需要嘗試多少次？
破解嘗試的過程是重復(fù)的，可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)來解決。
問題提出
第15課　學(xué)習(xí)活動
一、探究密碼的破解次數(shù)
任務(wù)1：四位數(shù)字密碼的破解次數(shù)
　　第1步：確定四位數(shù)字密碼的組合方式。
　　四位數(shù)字密碼的組合方式，可以從0（即0000）至9999。
　　第2步：計(jì)算需要嘗試的次數(shù)。
　　每一位數(shù)字都是0至9，每一位有10種可能性。四位數(shù)字的組合就是：
　　10×10×10×10 = 10 000種。
　　如果用循環(huán)結(jié)構(gòu)來枚舉，每種情況都需要嘗試，最多需要進(jìn)行10 000次，也就是要循環(huán)10 000次才能找到正確密碼。
第15課　學(xué)習(xí)活動
一、探究密碼的破解次數(shù)
問題分析
　　利用破解四位數(shù)字密碼的方法，可以得出破解六位數(shù)字密碼的次數(shù)。即需要6個10相乘，為一百萬次。
　　10×10×10×10×10×10 =1 000 000次
第15課　學(xué)習(xí)活動
一、探究密碼的破解次數(shù)
問題分析
　　第1步：確定六位“數(shù)字+字母”密碼的組合方式。
　　每位包括：數(shù)字0至9，共10種；
　　　　　　　大寫字母A至Z，共26種；
　　　　　　　小寫字母a至z，共26種。
　　第2步：計(jì)算一共有多少種組合，即所需的破解次數(shù)。
　　每位有10 + 26 + 26 = 62種，需要的次數(shù)是六個62相乘：
　　62×62×62×62×62×62 = 56 800 235 584（次） （也就是約568億次）
第15課　學(xué)習(xí)活動
一、探究密碼的破解次數(shù)
問題分析
任務(wù)2：六位“數(shù)字+字母”密碼的破解次數(shù)
　如果是“數(shù)字+字母+符號”的六位密碼，計(jì)算所需的破解次數(shù)。
　每位包括：數(shù)字0至9，共10種；
　　　　　　大寫字母A至Z，共26種；
　　　　　　小寫字母a至z，共26種。
　　　　　　符號：標(biāo)準(zhǔn)鍵盤常見的符號按32種計(jì)算
　每位有10+26×2+32=94種可能性，最多需要循環(huán)的次數(shù)是：
　 94×94×94×94×94×94=689 869 781 056次 （近7 000億次）。
第15課　學(xué)習(xí)活動
一、探究密碼的破解次數(shù)
進(jìn)一步探究
　　運(yùn)行名為“破解時(shí)間估算.py”的參考程序，記錄并對比不同密碼組合所需的破解時(shí)間。
這個程序利用１秒內(nèi)計(jì)算機(jī)能夠枚舉的數(shù)，通過換算來估計(jì)所需時(shí)間。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，１秒所能枚舉的數(shù)也會不同。
第15課　學(xué)習(xí)活動
二、對比不同密碼的破解時(shí)間
運(yùn)行程序?qū)Ρ?br/>破解六位數(shù)字密碼需要的時(shí)間是 _______________
破解“數(shù)字＋字母”的六位密碼需要的時(shí)間是 ________________
破解“數(shù)字＋字母+符號”的六位密碼需要的時(shí)間是 ____________
第15課　學(xué)習(xí)活動
二、對比不同密碼的破解時(shí)間
破解時(shí)間對比
　　可以看出，即使計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，在大量數(shù)據(jù)面前，也需要一定的時(shí)間才能完成。此外，密碼位數(shù)越多，組成方式就越復(fù)雜，所需的破解時(shí)間也就越長。
第15課　學(xué)習(xí)活動
二、對比不同密碼的破解時(shí)間
知識總結(jié)
　　日常生活中，我們設(shè)置密碼時(shí)，為防止被別人識破或被計(jì)算機(jī)程序破解，設(shè)置密碼時(shí)要遵循一些基本的規(guī)則。
　　小組同學(xué)交流設(shè)置密碼應(yīng)遵循的原則，分享想法。
三、密碼設(shè)置的安全性
第15課　學(xué)習(xí)活動
討論交流
　　1. 設(shè)置密碼需要一定的長度和復(fù)雜度。例如，六位以上數(shù)字、字母或字符的組合。
　　2. 密碼最好包含大小寫字母、數(shù)字和符號。
　　3. 密碼不要與姓名、生日、電話號碼等相同。
　　總之，密碼是重要的個人隱私信息，要注意保護(hù)好，不要告訴他人。
設(shè)置密碼要遵循的一些原則。
三、密碼設(shè)置的安全性
第15課　學(xué)習(xí)活動
討論交流
防止密碼被破解的方法
　　現(xiàn)實(shí)生活中，有許多防止密碼被破解的方法。
例如，人們在消費(fèi)支付時(shí)，系統(tǒng)通常會設(shè)定密碼的輸錯次數(shù)，超過指定的次數(shù)后就不能繼續(xù)操作。又如，登錄各類應(yīng)用軟件時(shí)，除了要求輸入密碼，通常還要求輸入驗(yàn)證碼，而且驗(yàn)證碼具有時(shí)效性，需要在較短時(shí)間內(nèi)輸入，否則也不能繼續(xù)操作。
三、密碼設(shè)置的安全性
第15課　學(xué)習(xí)活動
討論交流
第15課　課堂總結(jié)
　　1．通過分析密碼設(shè)定規(guī)則，可以計(jì)算出破解密碼所需的判斷次數(shù)，估算破解的大致時(shí)間。
　　2．依據(jù)循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，利用遍歷所有數(shù)據(jù)的方法，可以有效地查找數(shù)據(jù)。
　　3．設(shè)置密碼是日常生活中無法回避的內(nèi)容，知道密碼的設(shè)置的安全性要求，樹立信息安全意識。
1．有一個包括三位數(shù)字的密碼鎖，現(xiàn)在只記得中間一位數(shù)字是3。運(yùn)行配套資源中的參考程序，分析程序破解這個密碼的方法。
2．如果一個三位數(shù)，它每個數(shù)位上數(shù)字的立方之和等于它本身，那么這個數(shù)被稱為水仙花數(shù)，如1533 = 13 + 53+ 33 。
嘗試運(yùn)行配套資源中的參考程序，找到所有水仙花數(shù)。
第15課　拓展與提升
下課啦！

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