資源簡介

(共28張PPT)
（義務(wù)教育版）五年級(jí)
全一冊
第9課
互傳密信有訣竅
學(xué)習(xí)目標(biāo)
激趣導(dǎo)入
學(xué)習(xí)活動(dòng)
思考-討論
課堂練習(xí)
課堂小結(jié)
拓展與提升
單元主題
單元主題
單元名稱 課名稱 核心內(nèi)容
第三單元 用算法解決問題 第 9 課　互傳密信有訣竅 移位密碼的加密算法，加密算法在保護(hù)信息安全方面的作用。
第10 課　猜數(shù)游戲有捷徑 從猜數(shù)游戲中知道二分法查找的對(duì)象、范圍和判斷條件，二分法用于解決實(shí)際問題。
第11 課　閏年平年我知道（1） 算法的多分支結(jié)構(gòu)，判斷閏年的規(guī)則。
第12 課　閏年平年我知道（2） 明確判斷處理的條件以及輸入、輸出的內(nèi)容，能夠用程序驗(yàn)證與實(shí)現(xiàn)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
激趣導(dǎo)入
在古羅馬，有一位非常厲害的將軍叫愷撒。那時(shí)候，他經(jīng)常要指揮軍隊(duì)去很遠(yuǎn)的地方打仗。有一天，愷撒需要給遠(yuǎn)方的軍隊(duì)發(fā)送一條重要的消息，比如 “今晚偷襲敵軍營地”?？墒牵⒃趥鬟f的途中很可能會(huì)被敵人攔截。
于是，愷撒想出了一個(gè)巧妙的辦法。他把消息里的每個(gè)字母都往后移動(dòng)了 3 個(gè)位置。比如字母 A 變成了 D，B 變成了 E。這樣原來的消息就被隱藏起來了，變成了一串看起來很奇怪的字符。
信使帶著加密后的消息出發(fā)了。敵人很狡猾，他們截獲了信件。但是看著信上的內(nèi)容，敵人一頭霧水，完全不知道寫的是什么。
而愷撒的軍隊(duì)收到信后，因?yàn)樗麄兪孪戎懒诉@個(gè)秘密，把每個(gè)字母都往前移動(dòng) 3 個(gè)位置，就又得到了原來的消息 “今晚偷襲敵軍營地”。然后，他們按照計(jì)劃行動(dòng)，打了一場大勝仗。
激趣導(dǎo)入
同學(xué)們，你們想不想知道愷撒是怎么做到的呢？
這背后其實(shí)隱藏著一門很有趣的知識(shí) —— 密碼學(xué)。今天，我們就一起來學(xué)習(xí)神秘又有趣的凱撒密碼。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
學(xué)習(xí)活動(dòng)
活動(dòng)1：認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
一
學(xué)習(xí)活動(dòng)
一、認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
凱撒密碼采用的是一種簡單的移位加密算法。規(guī)則是把明文中的每個(gè)字母按照一定的規(guī)則移動(dòng)，從而生成密文。
明文中的所有字母在字母表中向右移動(dòng)指定位后被替換成密文。例如，當(dāng)字母表中的字母向右移動(dòng)三位時(shí)，A替換成D，B替換成E，以此類推。如果移動(dòng)后的字母超過了字母表最后的字母Z，則需要回到字母表的開頭，繼續(xù)向右移動(dòng)。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
一、認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
學(xué)習(xí)活動(dòng)
一、認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
明文 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 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
移動(dòng)三位時(shí)明文與密文的對(duì)應(yīng)關(guān)系
學(xué)習(xí)活動(dòng)
一、認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
解密是加密的反向操作。
例如，將加密時(shí)的向右移動(dòng)三位改為向左移動(dòng)三位，就可以解密。如果移動(dòng)后的字母超過了字母表的最前面一個(gè)字母 A，則需要回到字母表的最后，繼續(xù)向左移動(dòng)。
密文 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
明文 X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
密文與明文的對(duì)應(yīng)關(guān)系
學(xué)習(xí)活動(dòng)
一、認(rèn)識(shí)簡單的移位密碼
上述移動(dòng)三位的加密算法，可以用自然語言描述如下。
第 1 步：輸入要傳送的明文。
第 2 步：查看第一個(gè)字母，將字母向右移動(dòng)三位并輸出對(duì)應(yīng)的字母。
第 3 步：重復(fù)第 2 步操作，分別判斷并輸出第二個(gè)字母、第三個(gè)字母、第四個(gè)字母……直到處理完成原文中的所有字母。
可以看出，以上構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的算法。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
活動(dòng)2：與同學(xué)互傳中文密信
二
學(xué)習(xí)活動(dòng)
二、與同學(xué)互傳中文密信
要求：兩個(gè)同學(xué)一組，利用移位加密的規(guī)則，給對(duì)方寫一封簡單的中文密信，然后解密并相互驗(yàn)證。
具體的操作過程如下。
第 1 步：依據(jù)自己所寫密信的字?jǐn)?shù)，確定一個(gè)多行多列的方格，把明文依次放入方格中。設(shè)定的行數(shù)、列數(shù)成為密鑰的第一部分。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
二、與同學(xué)互傳中文密信
例如，把原文“計(jì)算機(jī)的能力主要依賴極高的算力、巨量的數(shù)據(jù)以及人類積累起來的豐富算法。”放入 6 行 6 列的方格中。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
二、與同學(xué)互傳中文密信
第 2 步：選定要移位的列和移位的方式，如奇數(shù)列、下移 3 行。這是密鑰的第二部分。
第 3 步：把奇數(shù)列的文字依次下移 3 行，找到對(duì)應(yīng)的方格填入，下移超過最后一行的文字，回到第一行繼續(xù)下移替換，構(gòu)成密文。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
二、與同學(xué)互傳中文密信
第 4 步：兩位同學(xué)互傳加密后的密信，并嘗試解密。
解密時(shí)，按照加密的規(guī)則反向操作。例如，將加密時(shí)向下移動(dòng)改為向上移動(dòng)?？梢越o對(duì)方一些提示，如自己所用的方格數(shù)，移位的行數(shù)等，也可以雙方共享密鑰。
學(xué)習(xí)活動(dòng)
活動(dòng)3：討論交流：信息加密與信息安全
三
學(xué)習(xí)活動(dòng)
三、討論交流：信息加密與信息安全
在信息傳輸過程中，為確保信息安全，發(fā)送方往往需要把原文信息進(jìn)行加密后再傳輸，接收方收到信息后通過解密，獲得原文信息。
思考-討論
三、討論交流：信息加密與信息安全
以小組討論方式進(jìn)行交流。
1. 為信息加密時(shí)，在字母表中改變移動(dòng)的位數(shù)，如果不是移動(dòng)三位，而是移動(dòng)五位、七位等，是不是更安全？
2. 如果不知道移動(dòng)的位數(shù)，如何破解移位密碼？
3. 加密時(shí)，把英文字母替換成指定中文段落中的文字，或者把中文替換成字母表中指定的字母，是不是更安全？
思考-討論
三、討論交流：信息加密與信息安全
進(jìn)一步思考：學(xué)習(xí)了移位加密算法后，有同學(xué)說，以后給自己或家長設(shè)置密碼時(shí)，也要運(yùn)用所學(xué)的算法規(guī)則。先想一個(gè)自己很容易記住的密碼，然后利用移位、替換等方式，變成不容易被別人猜到的密碼。
你認(rèn)為這個(gè)做法好嗎？與小組同學(xué)交流看法。
1、移位密碼中，將字母向后移動(dòng) 5 位進(jìn)行加密，字母 “B” 加密后變?yōu)椋浚? C ）
A、E
B、F
C、G
D、H
課堂練習(xí)
單選題
2、移位密碼在保護(hù)信息安全方面主要起到？（ B ）
A、完全防止信息被竊取
B、增加信息被破解的難度
C、使信息無法被讀取
D、沒有任何影響
課堂練習(xí)
單選題
課堂小結(jié)
拓展與提升
1. 嘗試用所學(xué)加密算法，設(shè)計(jì)一個(gè)自己的密碼本，并用這個(gè)密碼本的加密方式，加密一則信息并傳送給同學(xué)或家長，看看他們能否順利解讀出來。
2. 嘗試通過網(wǎng)絡(luò)搜索，查詢還有哪些常用的加密算法以及這些算法的關(guān)鍵因素。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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