資源簡介

(共32張PPT)
第11課
數據備份與加密
（浙教版）八年級
上
01
教學目標
02
新知導入
03
數據備份
04
數據備份
05
拓展延伸
07
課堂小結
06
課堂練習
08
板書設計
01
教學目標
1、信息意識：能夠理解數據備份的基本概念和技術原理，掌握常見的數據備份方法及其應用場景。
2、計算思維：能夠運用邏輯思維對數據備份過程進行系統化分析和優化，展示計算思維在數據備份中的應用成效。
3、數字化學習與創新：能夠利用在線資源和平臺進行數據備份技術的自主學習，實踐數據備份技術的綜合應用。
4、信息社會責任：能夠理解數據安全與隱私保護的重要性及其法律法規，增強信息安全意識，防范數據泄露和濫用行為。
02
新知導入
通過體驗數據備份的不同方式，掌握數據備份的方法，具備數據備份的意識;通過學習替代加密法，掌握數據加密的簡單算法，知道數據加密對保護數據安全的作用。
探究：
1、你用過的數據備份方法有哪些
2、數據加密對保護數據安全有什么作用
02
新知導入
互聯網應用不斷發展，在線交流、在線協同、電子支付等網絡應用會產生大量的數據，與此同時，也面臨著相應的風險，隨時可能會出現網絡泄密、病毒感染、硬件損壞等問題，造成重要數據的丟失或破壞，從而影響人們的日常生活與工作。
03
數據備份
數據安全是指通過采取必要措施，確保數據處于有效保護和合法利用的狀態，以及具備保障持續安全狀態的能力。良好的數據備份機制，可在數據被破壞或造成損失時，在一定范圍內盡快地恢復，減少損失。
03
數據備份
數據備份一般包括本地數據備份、異地數據備份等。相對地，本地數據備份比較便捷，備份與還原的效率高;異地備份對技術和成本要求高，但抵御風險能力比較強，安全性也較高。云備份是異地備份的一種方式，使用日益廣泛。它能實現實時備份與同步，效率較高，對個人來說成本較低，但仍存在數據泄露的風險。因此，可以根據不同需求來選擇相應的備份方式。
03
數據備份
親身體驗
運用不同的備份方式對重要數據進行備份，分析不同備份方式的特點。
1、完全備份（Full Backup）
特點：完全備份是對整個系統或選定文件夾進行一次性完整拷貝，包括所有數據和系統文件。
2、增量備份（Incremental Backup）
特點：增量備份僅備份自上次備份（包括完全備份、增量備份或差異備份）以來新增或修改的數據。
03
數據備份
新知拓展
你用過的數據備份方法有哪些
1、差異備份（Differential Backup）
定義與特點：差異備份是對自上一次完全備份之后所有發生變化的數據進行備份。其優點在于恢復速度較快，只需最近一次完全備份和最后一次差異備份即可恢復所有數據。
2、快照備份（Snapshot Backup）
定義與特點：快照備份是一種即時捕獲數據狀態的方法，它記錄了某一時刻數據的映像。
03
數據備份
新知拓展
03
數據加密
數據加密是指通過加密算法和加密密鑰將明文轉變為密文，保護數據不被非法竊取。數據加密目前仍是計算機系統對數據保護的一種可靠的方法，它利用密碼技術對數據進行加密，實現保護數據安全的目的。在日常生活中，有各種數據需要保護，包括用戶賬號和密碼、用戶重要文件等，這些重要數據要做好個人防護，可以對其進行加密保護。
03
數據加密
密鑰 原有的信息稱為明文，明文經過加密變換后的形式稱為密文。由明文變為密文的過程稱為加密，由密文還原成明文的過程稱為解密。密鑰(Key)是指在密碼算法中引進的控制參數，對一個算法采用不同的參數值，其解密結果就不同。加密算法中的控制參數稱加密密鑰，解密算法中的控制參數稱解密密鑰。
知識連接
03
數據加密
簡單加密算法一般包括替代加密法、換位加密法等。替代加密法的基本思想是將明文中的每個位置的字符用其他字符替代;換位加密法的基本思想是將明文中的字符位置通過一定的規則重新排列。
03
數據加密
以替代加密法為例，通過將明文中所使用的字母表按照一定的字數“平移”進行加密，其中平移的字母數量相當于密鑰。如表11-1所示，密鑰為3的替代加密法，英文字母“A”向后平移3位變成“D”，“B”變成“E”“Z”變成“C”這樣就把有意義的明文變成無意義的密文，從而保護數據安全。
明文 X Y Z A B C D E F .......
密文 A B C D E F G H I .......
03
數據加密
該算法的自然語言描述如下:
初始:初始化密文變量miwen。
輸人:明文mingwen。
處理:若明文中的字母介于“A~W”之間，則該字母向后3位;若明文中的字母介于“X~Z”之間，則該字母向前移23位。
輸出:密文miwen。
算法流程圖如圖11-2所示
圖11-2
03
數據加密
溫馨提示
在Python中，字符可以先用ord()函數將字符轉換為ASCII碼進行計算，計算完成之后再用chr()函數將ASCII碼轉換為字符。
輸出結果是：
The ASCII value of 'A' is: 65
The character corresponding to ASCII value 65 is: A
The ASCII value of 'B' is: 66
After adding 1 to the ASCII value of 'B', we get: 67
The character corresponding to the new ASCII value is: C
03
數據加密
參考代碼如圖11-3所示。
03
數據加密
for循環語句 for循環語句是通過遍歷某一序列對象來構建循環，循環結束的條件就是對象遍歷完成。遍歷是指根據數據之間的邏輯結構，遵循一定的順序，依次對數據的所有元素做一次且僅做一次訪問。
ord函數 ord函數 是Python的內置畫數的一種。它可以對應一個長度為1的字符串返回相對應的Unicode值或者ASCII值。
知識連接
03
數據加密
親身體驗
根據替代加密法，利用Python編寫程序將明文轉換成密文
03
數據加密
數據安全需要每一位應用者從國家、社會與合格公民的角度出發，增強數據安全風險防范意識，提高數據安全防范技術水平，以確保數據安全得到重視。
03
數據加密
隨堂練習
1.自定義密鑰規則，利用Python語言編寫一個加密程序，將輸入的明文轉換成密文。
03
數據加密
隨堂練習
2.思考并討論數據解密的過程
1、解密過程是將密文轉換回明文。在這個例子中，我們使用了一個簡單的凱撒密碼（Caesar cipher），它是一種替換加密技術，通過將字母表中的每個字母向前或向后移動固定數量的位置來加密文本。解密過程就是將這個過程反向進行。
2、解密過程中，我們需要知道用于加密的密鑰。我們知道密鑰是3，所以我們可以直接使用相同的密鑰來解密密文。解密后的文本應該與原始明文相同。
03
數據加密
新知拓展
數據加密對保護數據安全有什么作用
1、保密性：數據加密通過將明文（即原始數據）轉換成密文（即不可讀的形式），確保只有擁有正確密鑰的人才能訪問和理解數據。這防止了未經授權的訪問和竊取，即使攻擊者能夠截獲數據傳輸或存儲的數據，也無法解讀其內容。
2、完整性：加密技術不僅保護數據的機密性，還幫助確保數據的完整性。通過使用哈希函數和數字簽名等技術，可以檢測數據在傳輸過程中是否被篡改。任何對數據的未授權修改都會導致哈希值的變化，從而可以被系統檢測到。
06
拓展延伸
1、通信密鑰
06
拓展延伸
2、加密和解密對于生活有哪些影響？
（1）保護隱私：加密技術確保個人數據如銀行賬戶信息、醫療記錄和個人通信在傳輸和存儲過程中的安全性。例如，當你使用網絡購物或在線銀行服務時，你的個人信息通過加密得到保護，防止被黑客竊取。
（2）安全通信：加密技術使得人們可以通過互聯網進行安全的通信。例如，電子郵件服務提供商使用加密來保護用戶郵件的內容不被第三方讀取。
（3）數字交易安全：在電子商務中，加密技術確保了支付信息的安全。
06
拓展延伸
3、加密技術對社會有哪些好處和壞處？
好處：
提高安全性：加密技術顯著提高了數據傳輸和存儲的安全性，減少了數據泄露的風險。
壞處：
復雜性和成本：加密技術的實施可能會增加系統的復雜性和成本，尤其是對于資源有限的小型企業來說。
06
拓展延伸
4、青少年如何學好加密和解密？
（1）學習基礎知識：從理解基本的加密概念開始，如對稱加密和非對稱加密，以及它們是如何工作的。
（2）實踐操作：通過實際編寫簡單的加密和解密程序來加深理解。可以從Python等編程語言開始，嘗試實現凱撒密碼或更復雜的RSA算法。
（3）參加競賽和挑戰：參與在線的加密挑戰和CTF（Capture The Flag）比賽，這些活動可以提高解決實際安全問題的能力
07
課堂練習
請回答對于信息加密未來發展趨勢？
1、量子計算的影響：隨著量子計算的發展，現有的加密算法可能面臨威脅，因為量子計算機能夠在相對較短的時間內破解當前的加密算法。因此，研究人員正在開發抗量子計算的加密方法。
2、同態加密的應用：同態加密允許在密文狀態下對數據進行處理，這意味著可以在不解密的情況下對數據進行分析和計算。這種技術的發展將使云計算更加安全，因為它可以保護數據在云端處理時的隱私。
08
課堂小結
通過數據的備份與加密課程，我們深刻體會到了數據備份的重要性。我們掌握了數據備份的基本方法和技巧。我們親身體驗了數據備份的全過程，感受到了備份帶來的安全感。我們也認識到數據備份并非一勞永逸的事情。隨著數據的不斷更新和變化，我們需要定期進行備份以確保數據的安全。同時，在選擇備份介質時也需要考慮其安全性和可靠性。
09
板書設計
數據備份與加密
一、數據備份
二、數據加密
課后作業
1、回家和父母以游戲的方式簡單模仿加密和解密的原理，并寫一份體驗報告。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine中小學教育資源及組卷應用平臺
信息技術 第11課 數據備份與加密
課題 數據備份與加密 單元 第三單元 學科 信息技術 年級 八年級
教材分析 《數據備份與加密》該課時教材編排了“數據備份—數據加密”的系列學習活動，旨在讓學生通過體驗數據備份的不同方式，掌握數據備份的方法，具備數據備份的意識;通過學習替代加密法，掌握數據加密的簡單算法，知道數據加密對保護數據安全的作用。教材編排合理，教學環節注重實踐與理論相結合，教材內容貼近學生生活實際，符合八年級學生認知特點。
教學目標 1、信息意識：能夠理解數據備份的基本概念和技術原理，掌握常見的數據備份方法及其應用場景。 2、計算思維：能夠運用邏輯思維對數據備份過程進行系統化分析和優化，展示計算思維在數據備份中的應用成效。 3、數字化學習與創新：能夠利用在線資源和平臺進行數據備份技術的自主學習，實踐數據備份技術的綜合應用。 4、信息社會責任：能夠理解數據安全與隱私保護的重要性及其法律法規，增強信息安全意識，防范數據泄露和濫用行為。
重點 一、數據備份二、數據加密
難點 1、數據加密
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 通過體驗數據備份的不同方式，掌握數據備份的方法，具備數據備份的意識;通過學習替代加密法，掌握數據加密的簡單算法，知道數據加密對保護數據安全的作用。探究：1、你用過的數據備份方法有哪些 2、數據加密對保護數據安全有什么作用 互聯網應用不斷發展，在線交流、在線協同、電子支付等網絡應用會產生大量的數據，與此同時，也面臨著相應的風險，隨時可能會出現網絡泄密、病毒感染、硬件損壞等問題，造成重要數據的丟失或破壞，從而影響人們的日常生活與工作 觀看通過老師講解和學生之間的相互討論生活中的數據備份的運用場景。 幫助學生理解數據備份的概念，打開課堂。
講授新課 一 、數據備份數據安全是指通過采取必要措施，確保數據處于有效保護和合法利用的狀態，以及具備保障持續安全狀態的能力。良好的數據備份機制，可在數據被破壞或造成損失時，在一定范圍內盡快地恢復，減少損失。數據備份一般包括本地數據備份、異地數據備份等。相對地，本地數據備份比較便捷，備份與還原的效率高;異地備份對技術和成本要求高，但抵御風險能力比較強，安全性也較高。云備份是異地備份的一種方式，使用日益廣泛。它能實現實時備份與同步，效率較高，對個人來說成本較低，但仍存在數據泄露的風險。因此，可以根據不同需求來選擇相應的備份方式。親身體驗運用不同的備份方式對重要數據進行備份，分析不同備份方式的特點。新知拓展你用過的數據備份方法有哪些 二 、數據加密數據加密是指通過加密算法和加密密鑰將明文轉變為密文，保護數據不被非法竊取。數據加密目前仍是計算機系統對數據保護的一種可靠的方法，它利用密碼技術對數據進行加密，實現保護數據安全的目的。在日常生活中，有各種數據需要保護，包括用戶賬號和密碼、用戶重要文件等，這些重要數據要做好個人防護，可以對其進行加密保護。知識連接密鑰 原有的信息稱為明文，明文經過加密變換后的形式稱為密文。由明文變為密文的過程稱為加密，由密文還原成明文的過程稱為解密。密鑰(Key)是指在密碼算法中引進的控制參數，對一個算法采用不同的參數值，其解密結果就不同。加密算法中的控制參數稱加密密鑰，解密算法中的控制參數稱解密密鑰。簡單加密算法一般包括替代加密法、換位加密法等。替代加密法的基本思想是將明文中的每個位置的字符用其他字符替代;換位加密法的基本思想是將明文中的字符位置通過一定的規則重新排列。以替代加密法為例，通過將明文中所使用的字母表按照一定的字數“平移”進行加密，其中平移的字母數量相當于密鑰。如表11-1所示，密鑰為3的替代加密法，英文字母“A”向后平移3位變成“D”，“B”變成“E”“Z”變成“C”這樣就把有意義的明文變成無意義的密文，從而保護數據安全。該算法的自然語言描述如下:初始:初始化密文變量miwen。輸入:明文mingwen。處理:若明文中的字母介于“A~W”之間，則該字母向后3位;若明文中的字母介于“X~Z”之間，則該字母向前移23位。輸出:密文miwen。算法流程圖如圖11-2所示溫馨提示在Python中，字符可以先用ord()函數將字符轉換為ASCII碼進行計算，計算完成之后再用chr()函數將ASCII碼轉換為字符。參考代碼如圖11-3所示。知識連接for循環語句 for循環語句是通過遍歷某一序列對象來構建循環，循環結束的條件就是對象遍歷完成。遍歷是指根據數據之間的邏輯結構，遵循一定的順序，依次對數據的所有元素做一次且僅做一次訪問。ord函數 ord畫數是Python的內置畫數的一種。它可以對應一個長度為1的字符串返回相對應的Unicode值或者ASCII值。親身體驗根據替代加密法，利用Python編寫程序將明文轉換成密文數據安全需要每一位應用者從國家、社會與合格公民的角度出發，增強數據安全風險防范意識，提高數據安全防范技術水平，以確保數據安全得到重視。隨堂練習1.自定義密鑰規則，利用Python語言編寫一個加密程序，將輸入的明文轉換成密文。2.思考并討論數據解密的過程新知拓展數據加密對保護數據安全有什么作用 三 、知識拓展 1、通信密鑰2、加密和解密對于生活有哪些影響？3、加密技術對社會有哪些好處和壞處？4、青少年如何學好加密和解密？四、課堂練習 請回答對于信息加密未來發展趨勢？ 學生之間互相討論在我們日常生活中的數據備份的應用場景有哪些。學生通過觀看課件和聽老師講解，了解數據加密的運用場景。 學生通過觀看視頻和自我思考我們生活中數據編碼與解碼的運用。學生查找資料，相互討論對于本堂課中老師提出的問題進行解答。 幫助學生積極融入課堂，提高學生學習積極性。 學生通過邊看邊聽的形式，了解數據加密的實現原理。讓學生通過視頻思考，進一步加深對課堂所學內容的理解。 讓學生鞏固了解本堂課的內容，加深學生對所學知識的印象。
布置作業 回家和父母以游戲的方式簡單模仿加密和解密的原理，并寫一份體驗報告。 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 通過數據的備份與加密課程，我們深刻體會到了數據備份的重要性。我們掌握了數據備份的基本方法和技巧。我們親身體驗了數據備份的全過程，感受到了備份帶來的安全感。我們也認識到數據備份并非一勞永逸的事情。隨著數據的不斷更新和變化，我們需要定期進行備份以確保數據的安全。同時，在選擇備份介質時也需要考慮其安全性和可靠性。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、數據備份二、數據加密 學習、記憶及勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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