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信息技術(shù) 第12課 數(shù)據(jù)解密
課題 數(shù)據(jù)解密 單元 第三單元 學(xué)科 信息技術(shù) 年級 八年級
教材分析 《數(shù)據(jù)解密》該課時教材編排了“數(shù)據(jù)解密的過程-數(shù)據(jù)解密的算法—我國商用密碼的發(fā)展”的系列學(xué)習(xí)活動，旨在讓學(xué)生通過對數(shù)據(jù)解密的分析，理解數(shù)據(jù)解密的一般過程，掌握數(shù)據(jù)解密的簡單算法;了解我國商用密碼的發(fā)展歷史，認識到發(fā)展自主可控技術(shù)的必要性。教材編排合理，教學(xué)環(huán)節(jié)注重實踐與理論相結(jié)合，教材內(nèi)容貼近學(xué)生生活實際，符合八年級學(xué)生認知特點。
教學(xué)目標 1、信息意識：能夠掌握數(shù)據(jù)加密與解密的基礎(chǔ)理論，認識到保護數(shù)據(jù)安全的重要性，并掌握基本的密碼學(xué)知識。 2、計算思維：能夠通過編寫程序來解決特定問題的過程可以幫助學(xué)生理解條件語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)等基本概念。 3、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠利用計算機算法的原理來分析和解決問題的能力，加深對數(shù)據(jù)解密原理的理解。 4、信息社會責(zé)任：能夠了解不同工具和技術(shù)的適用場景和局限性，以便在面對不同的安全需求時能夠做出合理的選擇。
重點 一、數(shù)據(jù)解密的過程二、數(shù)據(jù)解密的算法三、我國商用密碼的發(fā)展
難點 1、我國商用密碼的發(fā)展
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課 通過對數(shù)據(jù)解密的分析，理解數(shù)據(jù)解密的一般過程，掌握數(shù)據(jù)解密的簡單算法;了解我國商用密碼的發(fā)展歷史，認識到發(fā)展自主可控技術(shù)的必要性。探究：1、對一個加密過的數(shù)據(jù)進行解密，其過程是如何實現(xiàn)的 2、對于重要的數(shù)據(jù)，你會怎樣做好數(shù)據(jù)保護 重要數(shù)據(jù)經(jīng)過加密后轉(zhuǎn)換為密文，當人們使用這些數(shù)據(jù)時，需要將密文進行解密，還原為原來的數(shù)據(jù)。 學(xué)生之間的相互討論生活中的數(shù)據(jù)解密的運用場景。 幫助學(xué)生理解網(wǎng)頁代碼的概念，打開課堂。
講授新課 一 、數(shù)據(jù)解密的過程數(shù)據(jù)經(jīng)過加密后，所有的訪問者和數(shù)據(jù)的擁有者，都無法直接查看和使用數(shù)據(jù)，需要對其進行解密。解密是加密的逆過程，如圖12-1所示。加密后的數(shù)據(jù)經(jīng)過解密后，還原為“增強數(shù)據(jù)安全意識，預(yù)防個人隱私泄露。”的明文。日積月累在數(shù)據(jù)解密過程中，密鑰起著關(guān)鍵的作用，如果其他人獲得用于解密的密鑰，密文的機密性將無法得到保證。密鑰管理是信息安全的基礎(chǔ)，管理和保護好密鑰，關(guān)系個人隱私保護、企業(yè)商業(yè)秘密甚至國家安全。開動腦筋在日常生活中，哪些數(shù)據(jù)需要通過加密解密來保障安全 新知拓展對一個加密過的數(shù)據(jù)進行解密，其過程是如何實現(xiàn)的 軟件解密二 、數(shù)據(jù)解密的算法數(shù)據(jù)解密的算法，一般都涉及由發(fā)送方與接收方共同約定的密鑰。根據(jù)不同的加密算法，相應(yīng)解密算法也隨之不同。例如，在替代加密法的解密過程中，使用與加密時相同的密鑰，按照字母表進行反向的平移操作。接收者收到密文“Sbwkm”，由于密文看不懂，需要解密。接收者已知密鑰為3，只要將密文中的每個字母用反向移3位后的字母替代即可得到明文，如圖12-2所示為“S”的解密過程。密文解密的算法用自然語言描述如下:初始:初始化明文變量mingwen。輸入:密文miwen。處理:若密文中的字母介于“a~c”或“A~C”之間，該字母向后移23位;若密文中的字母介于“d~z”或“D~Z”之間，該字母向前移3位。輸出:明文mingwen。解密流程圖如圖12-3所示。解密參考代碼如圖12-4所示。親身體驗小組內(nèi)制訂一張26個字母與本身建立一--對應(yīng)的替換表，對照替換表嘗試將一段明文轉(zhuǎn)換成密文，再對加密的密文進行解密，查看解密后的內(nèi)容是否與明文相同。新知拓展國產(chǎn)密碼算法三、我國商用密碼的發(fā)展我國商用密碼的發(fā)展起步于20世紀90年代開啟的“金字”工程，商用密碼技術(shù)、產(chǎn)品開始出現(xiàn)，在各個行業(yè)得到初步應(yīng)用。2008~2018年，受電子政務(wù)、電子商務(wù)等數(shù)字化社會經(jīng)濟新模式的不斷帶動，政務(wù)、金融等重要領(lǐng)域的商用密碼應(yīng)用需求快速增長。與此同時，商用密碼的技術(shù)標準體系不斷完善，自主創(chuàng)新能力不斷增強，這些都為商用密碼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。2019年《中華人民共和國密碼法》頒布，商用密碼發(fā)展進入了有法可依的新歷史時期，該法律按照國家發(fā)展與改革的要求，大力促進商用密碼產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。目前我國密碼算法領(lǐng)域已經(jīng)迅速崛起，算法理論研究與國際同步，如SM2、SM3、SM4等算法逐步成為國際標準。我國這些政策法律的頒布和密碼技術(shù)的進步，為保護重要數(shù)據(jù)作出了重大貢獻。日積月累國產(chǎn)商密算法是我國自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列密碼算法，具有較高安全性，由國家密碼局公開并大力推廣。我國公開的國產(chǎn)商用密碼算法包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9及祖沖之算法，其中SM2、SM3、SM4最為常用，用于對應(yīng)替代RSA、DES、3DES、SHA等國際通用密碼算法體系隨堂練習(xí)通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)《中華人民共和國密碼法》，做一份密碼法宣傳資料。新知拓展對于重要的數(shù)據(jù)，你會怎樣做好數(shù)據(jù)保護 四 、知識拓展 1、經(jīng)典加密算法2、加密算法的發(fā)展對國家的影響？3、加密算法對數(shù)據(jù)保護有哪些好處和壞處？4、數(shù)據(jù)加密在社會上有哪些運用？五、課堂練習(xí)請回答數(shù)據(jù)加密在未來應(yīng)該在哪些地方有所加強？ 學(xué)生之間互相討論數(shù)據(jù)解密的過程，以及數(shù)據(jù)解密有哪些運用。學(xué)生通過觀看課件和聽老師講解，了解數(shù)據(jù)解密算法的運用場景。 學(xué)生之間相互交流日常生活中有哪些商用密碼運用場景。學(xué)生通過觀看視頻和自我思考我們生活中數(shù)據(jù)解密的運用。學(xué)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(xué)生積極融入課堂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。 學(xué)生通過邊看邊聽的形式數(shù)據(jù)解密的算法的實現(xiàn)原理。 幫助學(xué)生進一步理解商用密碼的運用場景。讓學(xué)生通過視頻思考，進一步加深對課堂所學(xué)內(nèi)容的理解。 讓學(xué)生鞏固本堂課的內(nèi)容，加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象。
布置作業(yè) 回家下載在父母的陪同下查看有關(guān)于數(shù)據(jù)加密和解密的原理，并寫一篇文章說明你對于數(shù)據(jù)解密的看法。 完成作業(yè) 培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結(jié) 通過數(shù)據(jù)解密課程，我們掌握了數(shù)據(jù)解密的技能，還樹立了正確的價值觀和社會責(zé)任感。我們深刻理解到，數(shù)據(jù)解密技術(shù)如果被濫用，可能會侵犯他人的隱私權(quán)和信息安全。因此，我們必須在使用這些技術(shù)時遵循法律法規(guī)，尊重他人的權(quán)利。我們期待在接下來的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索數(shù)據(jù)解密的奧秘，并將其應(yīng)用于實際問題的解決中。 分組總結(jié)歸納 鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、數(shù)據(jù)解密的過程二、數(shù)據(jù)解密的算法三、我國商用密碼的發(fā)展 學(xué)習(xí)、記憶及勾畫知識點 明確教學(xué)內(nèi)容及重點和難點
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第12課
數(shù)據(jù)解密
（浙教版）八年級
上
01
教學(xué)目標
02
新知導(dǎo)入
03
數(shù)據(jù)解密的過程
04
數(shù)據(jù)解密的算法
05
我國商用密碼的發(fā)展
06
拓展延伸
08
課堂小結(jié)
07
課堂練習(xí)
09
板書設(shè)計
01
教學(xué)目標
1、信息意識：能夠掌握數(shù)據(jù)加密與解密的基礎(chǔ)理論，認識到保護數(shù)據(jù)安全的重要性，并掌握基本的密碼學(xué)知識。
2、計算思維：能夠通過編寫程序來解決特定問題的過程可以幫助學(xué)生理解條件語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)等基本概念。
3、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠利用計算機算法的原理來分析和解決問題的能力，加深對數(shù)據(jù)解密原理的理解。
4、信息社會責(zé)任：能夠了解不同工具和技術(shù)的適用場景和局限性，以便在面對不同的安全需求時能夠做出合理的選擇。
02
新知導(dǎo)入
通過對數(shù)據(jù)解密的分析，理解數(shù)據(jù)解密的一般過程，掌握數(shù)據(jù)解密的簡單算法;了解我國商用密碼的發(fā)展歷史，認識到發(fā)展自主可控技術(shù)的必要性。
探究：
1、對一個加密過的數(shù)據(jù)進行解密，其過程是如何實現(xiàn)的
2、對于重要的數(shù)據(jù)，你會怎樣做好數(shù)據(jù)保護
02
新知導(dǎo)入
重要數(shù)據(jù)經(jīng)過加密后轉(zhuǎn)換為密文，當人們使用這些數(shù)據(jù)時，需要將密文進行解密，還原為原來的數(shù)據(jù)。
03
數(shù)據(jù)解密的過程
數(shù)據(jù)經(jīng)過加密后，所有的訪問者和數(shù)據(jù)的擁有者，都無法直接查看和使用數(shù)據(jù)，需要對其進行解密。解密是加密的逆過程，如圖12-1所示。加密后的數(shù)據(jù)經(jīng)過解密后，還原為“增強數(shù)據(jù)安全意識，預(yù)防個人隱私泄露。”的明文。
圖12-1
03
數(shù)據(jù)解密的過程
在數(shù)據(jù)解密過程中，密鑰起著關(guān)鍵的作用，如果其他人獲得用于解密的密鑰，密文的機密性將無法得到保證。密鑰管理是信息安全的基礎(chǔ)，管理和保護好密鑰，關(guān)系個人隱私保護、企業(yè)商業(yè)秘密甚至國家安全。
日積月累
03
數(shù)據(jù)解密的過程
開動腦筋
在日常生活中，哪些數(shù)據(jù)需要通過加密解密來保障安全
1、個人身份信息：包括身份證號、護照號碼、駕駛證號等，這些信息一旦泄露可能會導(dǎo)致身份盜竊或欺詐行為。
2、金融賬戶信息：如銀行賬號、信用卡號、支付密碼等，這些信息的泄露可能導(dǎo)致經(jīng)濟損失或財產(chǎn)被盜。
3、健康記錄：包括病歷、診斷結(jié)果、治療方案等敏感信息，保護這些數(shù)據(jù)的隱私對于維護患者的尊嚴和信任至關(guān)重要。
03
數(shù)據(jù)解密的過程
新知拓展
對一個加密過的數(shù)據(jù)進行解密，其過程是如何實現(xiàn)的
1、獲取密文：這是已經(jīng)通過加密算法處理過的數(shù)據(jù)，它對未經(jīng)授權(quán)的訪問者來說是不可讀的。
2、確定解密算法：需要知道用于加密數(shù)據(jù)的算法，因為解密過程必須使用相同的算法來逆轉(zhuǎn)加密過程。
3、獲取密鑰：對于對稱加密，解密方必須擁有與加密方相同的密鑰；對于非對稱加密，解密方需要有一對公鑰和私鑰中的私鑰。
03
數(shù)據(jù)解密的過程
新知拓展—軟件解密
04
數(shù)據(jù)解密的算法
數(shù)據(jù)解密的算法，一般都涉及由發(fā)送方與接收方共同約定的密鑰。根據(jù)不同的加密算法，相應(yīng)解密算法也隨之不同。例如，在替代加密法的解密過程中，使用與加密時相同的密鑰，按照字母表進行反向的平移操作。接收者收到密文“Sbwkm”，由于密文看不懂，需要解密。接收者已知密鑰為3，只要將密文中的每個字母用反向移3位后的字母替代即可得到明文，如圖12-2所示為“S”的解密過程。
圖12-2
04
數(shù)據(jù)解密的算法
密文解密的算法用自然語言描述如下:
初始:初始化明文變量mingwen。
輸入:密文miwen。
處理:若密文中的字母介于“a~c”或“A~C”之間，該字母向后移23位;若密文中的字母介于“d~z”或“D~Z”之間，該字母向前移3位。
輸出:明文mingwen。
解密流程圖如圖12-3所示。
圖12-3
04
數(shù)據(jù)解密的算法
解密參考代碼如圖12-4所示。
圖12-4
04
數(shù)據(jù)解密的算法
親身體驗
小組內(nèi)制訂一張26個字母與本身建立一--對應(yīng)的替換表，對照替換表嘗試將一段明文轉(zhuǎn)換成密文，再對加密的密文進行解密，查看解密后的內(nèi)容是否與明文相同。
04
數(shù)據(jù)解密的算法
新知拓展—國產(chǎn)密碼算法
04
我國商用密碼的發(fā)展
我國商用密碼的發(fā)展起步于20世紀90年代開啟的“金字”工程，商用密碼技術(shù)、產(chǎn)品開始出現(xiàn)，在各個行業(yè)得到初步應(yīng)用。2008~2018年，受電子政務(wù)、電子商務(wù)等數(shù)字化社會經(jīng)濟新模式的不斷帶動，政務(wù)、金融等重要領(lǐng)域的商用密碼應(yīng)用需求快速增長。與此同時，商用密碼的技術(shù)標準體系不斷完善，自主創(chuàng)新能力不斷增強，這些都為商用密碼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
04
我國商用密碼的發(fā)展
2019年《中華人民共和國密碼法》頒布，商用密碼發(fā)展進入了有法可依的新歷史時期，該法律按照國家發(fā)展與改革的要求，大力促進商用密碼產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。目前我國密碼算法領(lǐng)域已經(jīng)迅速崛起，算法理論研究與國際同步，如SM2、SM3、SM4等算法逐步成為國際標準。我國這些政策法律的頒布和密碼技術(shù)的進步，為保護重要數(shù)據(jù)作出了重大貢獻。
04
我國商用密碼的發(fā)展
國產(chǎn)商密算法是我國自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列密碼算法，具有較高安全性，由國家密碼局公開并大力推廣。我國公開的國產(chǎn)商用密碼算法包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9及祖沖之算法，其中SM2、SM3、SM4最為常用，用于對應(yīng)替代RSA、DES、3DES、SHA等國際通用密碼算法體系。
日積月累
04
我國商用密碼的發(fā)展
隨堂練習(xí)
通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)《中華人民共和國密碼法》，做一份密碼法宣傳資料。
1、密碼法概述：密碼法是我國首部全面規(guī)范密碼應(yīng)用和管理的專門法律，旨在規(guī)范密碼應(yīng)用和管理，促進密碼事業(yè)發(fā)展，保障網(wǎng)絡(luò)與信息安全，維護國家安全和社會公共利益，保護公民、法人和其他組織的合法權(quán)益。
2、密碼法的重要意義：密碼法的實施，對于加強我國密碼管理，提升密碼安全保障能力，促進密碼技術(shù)進步和創(chuàng)新，具有十分重要的意義。
05
我國商用密碼的發(fā)展
新知拓展
對于重要的數(shù)據(jù)，你會怎樣做好數(shù)據(jù)保護
1、分類和識別敏感數(shù)據(jù)：首先需要對數(shù)據(jù)進行分類，識別哪些是敏感信息或關(guān)鍵資產(chǎn)。這包括個人信息、財務(wù)記錄、知識產(chǎn)權(quán)等。了解數(shù)據(jù)的敏感性可以幫助確定適當?shù)谋Ｗo措施。
2、實施訪問控制：限制對敏感數(shù)據(jù)的訪問，只允許授權(quán)用戶訪問。使用強密碼策略，并定期更新密碼。考慮使用多因素認證增加額外的安全層。
3、加密數(shù)據(jù)：對存儲和傳輸中的數(shù)據(jù)進行加密，可以防止未授權(quán)訪問。
06
拓展延伸
1、經(jīng)典加密算法
06
拓展延伸
2、加密算法的發(fā)展對于國家的影響？
（1）國家安全：隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露事件的增加，強大的加密算法對于保護國家的敏感信息至關(guān)重要。例如，政府通信、軍事機密和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)都需要通過加密來確保安全。
（2）經(jīng)濟影響：加密技術(shù)在金融行業(yè)中廣泛應(yīng)用，如在線銀行、電子支付和股票交易等。這些應(yīng)用的安全性直接關(guān)系到國家的經(jīng)濟穩(wěn)定和發(fā)展。
（3）法律與監(jiān)管：隨著技術(shù)的發(fā)展，國家需要制定相應(yīng)的法律法規(guī)來規(guī)范加密技術(shù)的使用和管理。
06
拓展延伸
3、加密算法對數(shù)據(jù)保護有哪些好處和壞處？
好處：
安全性提升：加密算法可以有效地防止未授權(quán)訪問和數(shù)據(jù)泄露，提高數(shù)據(jù)的安全性。
壞處：
性能開銷：加密和解密過程需要消耗計算資源，可能會影響系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。
06
拓展延伸
4、數(shù)據(jù)加密在社會上有哪些運用？
（1）通信安全：如電子郵件、即時通訊工具等使用加密技術(shù)來保護用戶之間的通信內(nèi)容不被第三方竊聽。
（2）電子商務(wù)：在線購物和電子支付平臺使用加密技術(shù)來保護用戶的交易信息和個人隱私。
（3）云存儲：云服務(wù)提供商使用加密技術(shù)來保護存儲在云端的用戶數(shù)據(jù)不被非法訪問。
07
課堂練習(xí)
請回答數(shù)據(jù)加密在未來應(yīng)該在哪些地方有所加強？
1、量子抗性加密：隨著量子計算的發(fā)展，現(xiàn)有的許多加密算法可能會變得不再安全。因此，研究和開發(fā)能夠抵御量子攻擊的加密算法是未來的重點方向之一。
2、同態(tài)加密：同態(tài)加密允許在密文上直接進行計算并得到正確的結(jié)果，而無需先解密再加密。這種技術(shù)對于云計算和大數(shù)據(jù)處理非常有用，因為它可以在不暴露原始數(shù)據(jù)的情況下進行計算。
08
課堂小結(jié)
通過數(shù)據(jù)解密課程，我們掌握了數(shù)據(jù)解密的技能，還樹立了正確的價值觀和社會責(zé)任感。我們深刻理解到，數(shù)據(jù)解密技術(shù)如果被濫用，可能會侵犯他人的隱私權(quán)和信息安全。因此，我們必須在使用這些技術(shù)時遵循法律法規(guī)，尊重他人的權(quán)利。我們期待在接下來的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索數(shù)據(jù)解密的奧秘，并將其應(yīng)用于實際問題的解決中。
09
板書設(shè)計
數(shù)據(jù)解密
一、數(shù)據(jù)解密的過程
二、數(shù)據(jù)解密的算法
三、我國商用密碼的發(fā)展
課后作業(yè)
1、回家下載在父母的陪同下查看有關(guān)于數(shù)據(jù)加密和解密的原理，并寫一篇文章說明你對于數(shù)據(jù)解密的看法。
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