資源簡介

(共30張PPT)
第1單元 第3課
活動三 信息的加密與解密方法
（湘科版 ）七年級
下
1
核心素養目標
3
新知講解
5
相關知識拓展
7
板書設計
2
新知導入
4
課堂練習
6
課堂總結
課后作業
8
01
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
保障信息傳輸安全，合理用技術，保國家信息安全。
用數字化工具創新，推動信息產業發展。
運用邏輯思維和運算處理加密解密。
關注信息保護，重視加密安全風險。
02
新知導入
02
新知導入
隨著互聯網的發展，金融、商業、生產和管理等很多重要的活動都通過互聯網開展，這對信息安全提出了更高的要求。通過互聯網傳送信息基本都采用加密的方式進行。
02
新知導入
什么是信息加密？信息加密和解密的過程是怎樣實現的？
03
新知講解
一、信息加密的歷史
隨著社會的發展，信息的安全傳播成為人們關注的問題。為了安全、秘密地傳遞信息，人們發明了很多方法。
古希臘的斯巴達人用斯巴達棒來傳遞加密信息
愷撒曾用此方法與其將軍們進行聯系
愷撒密碼
03
新知講解
一、信息加密的歷史
隨著社會的發展，信息的安全傳播成為人們關注的問題。為了安全、秘密地傳遞信息，人們發明了很多方法。
藏頭詩：“千萬孤獨”表達了自已被貶永州的心境。
摩斯密碼：一種時通時斷的信號代碼
維吉尼亞密碼：是使用一系列凱撒密碼組成密碼字母表的加密算法
03
新知講解
信息加密就是把明文轉換成看起來無意義的亂碼，信息解密就是把這些亂碼還原成明文。通過對信息進行加密和解密，實現信息保密。
加密、解密過程模擬
二、信息加密和解密的過程和方法
信息加密需要具備兩個要素：加密方法（算法）和密鑰。信息發送者使用加密算法和密鑰對信息進行加密，信息接收者需要用解密算法和密鑰對信息進行解密。
03
新知講解
加密和解密有兩個基本要點。
1.發送方和接收方需要事先約定加密方法（算法），如用一組數字代表書中某個字的位置。
2.發送方和接收方需要使用同樣一本字典（密鑰）。
加密、解密一般過程
二、信息加密和解密的過程和方法
03
新知講解
在信息的加密和解密過程中，存在哪些安全風險
1、密鑰管理風險：密鑰泄露、密鑰管理不當。
2、加密算法風險：算法漏洞、算法實現不當。
3、網絡傳輸風險：中間人攻擊、重放攻擊。
4、實現層面風險：隨機數生成問題、側信道攻擊。
5、人為因素風險：安全意識不足、社會工程攻擊。
思考分析
03
新知講解
兩千多年前，羅馬凱撒大帝曾使用過一種加密輪盤，對重要的軍事信息進行加密。這是一種最簡單的加密技術。加密輪盤分為外圈和內圈，效果圖如下：
加密輪盤示意圖
小組合作
1.小組合作，查找凱撒加密輪盤加密原理的相關資料。
2.上網查找位移加密的基本算法，合作實現加密和解密過程。
探究實踐
03
新知講解
使用替換法加密一段文字，需要進行大量的字符替換工作，手工操作方式效率低、準確性不高。計算機則大大提高了加密和解密的效率。
探究實踐
1.上網搜索凱撒密碼在線加密解密工具，開展小組合作，體驗加密和解密的過程。
三、使用計算機進行加密和解密
03
新知講解
2.借助網絡在線加密解密工具，嘗試用不同的加密方法加密信息。
技術是一柄雙刃劍，計算機既能幫助人們加密信息，提高信息傳遞的安全性，也能快速地破解密碼，對信息的安全性造成威脅。
多種加密算法
探究實踐
03
新知講解
對稱加密和非對稱加密加密
對稱信息加密、解密示意圖
對稱加密
對稱加密的主要特點是加密和解密使用同一個密鑰。替換加密、移位加密等都是對稱加密。在互聯網時代，為了保證信息安全，很多信息都需要經過加密傳送。而用于解密的密鑰要在網絡中傳輸，被竊取的風險高。
03
新知講解
HTTP協議采用明文方式在瀏覽器和服務器之間傳輸信息，這些信息很容易被不法分子截取利用。因此，HTTP協議安全性不高，不適合傳輸賬號、密碼等敏感信息。為此，開發人員在HTTP協議之上增加了信息加密功能，成為HTTPS協議。對安全性要求較高的網站多采用HTTPS協議。
03
新知講解
非對稱加密
非對稱加密的加密方式的密鑰由公鑰和私鑰組成，它們互不相同且必須成對使用。
信息接收者不對外公開自己的私鑰，公鑰則發給信息發送者用于加密信息。信息接收者收到加密信息后，可以用自己的私鑰解密。用于解密的私鑰不經過網絡傳送，被竊取的風險小。
03
新知講解
多個信息發送者可以使用同一個公鑰加密，信息接收者用自己的私鑰解密，確保信息安全。這種加密方式稱為非對稱加密方式。
公鑰加密 私鑰解密非對稱加密
03
新知講解
對稱加密效率比較高，可以快速地加密解密大量信息。非對稱加密效率很低，常被用來加密一些重要信息，如賬號、密碼等，也可以用來加密對稱加密的密鑰。兩種加密方式各司其職，相互配合，共同保護信息安全。
03
新知講解
隨著網絡技術的飛速發展，信息安全問題日益凸顯，而加密算法是保障信息安全的核心技術之一。加密算法的自主可控意味著掌握了加密核心技術的自主知識產權，不受外部制約和限制，能夠自主制定標準，確保國家信息安全和利益。同時，自主可控加密算法也有助于推動我國信息產業的自主創新發展，提升國際競爭力。
信息鏈接
04
課堂練習
1、信息加密的兩個基本要素是（ ）
A. 加密方法和密鑰 B. 明文和密文 C. 發送方和接收方 D. 網絡和計算機
2、凱撒加密輪盤是一種（ ）
A. 復雜的機械密碼機 B. 網絡加密工具 C. 簡單的加密技術 D. 計算機加密軟件
3、對稱加密的主要特點是（ ）
A. 加密和解密使用不同密鑰 B. 加密和解密使用同一個密鑰
C. 不需要密鑰 D. 只能加密數字
A
選擇題
C
B
04
課堂練習
4、HTTPS協議相較于HTTP協議的主要優勢是（ ）
A. 速度更快 B. 安全性更高 C. 兼容性更好 D. 不需要加密
5、非對稱加密中，用于解密的密鑰是（ ）
A. 公鑰 B. 私鑰 C. 任意密鑰 D. 不需要密鑰
6.下面說法錯誤的是（ ）。
HTTPS協議的安全性比 HTTP好
B.采用對稱加密方式加密，加密和解密都是用同一個密鑰
C.采用非對稱加密方式加密，公鑰和私鑰必須成對使用
D.用公鑰加密的信息，用同一個公鑰可以解密
B
B
選擇題
D
04
課堂練習
操作題
利用本書作為密鑰，采用替換加密的方式，開展小組合作，實現加密和解密信息的過程。
示例：假設小組選某書第10頁作密鑰，該頁內容為“Hello, this is a test page for our encryption.”。
加密：明文“HELLO”，按第10頁內容，將每個字母替換為該頁對應位置字母，如H→H，E→e，L→l，得到密文“H e l l o”。
解密：收密文“H e l l o”，用第10頁作密鑰，按相反替換規則，將每個字母換回原字母，得明文“HELLO”。
小組合作要密切，確保加密、解密規則一致，且保密密鑰使用，以保信息 安全傳輸。
05
知識拓展
量子密碼學
量子密碼學是一種利用量子力學特性來實現安全通信的加密技術。它基于量子力學中的量子態不可克隆定理和量子糾纏等特性，使得通信雙方能夠安全地共享密鑰。量子密碼學的核心是量子密鑰分發（QKD），通過量子態的傳輸與測量，通信雙方可以生成一個安全的、無法被竊聽者獲取的共享密鑰，該密鑰隨后可用于對稱加密通信內容。量子密碼學的優勢在于其安全性基于量子力學的基本原理，而非傳統密碼學中依賴的數學難題，因此即使面對強大的計算能力，如量子計算機的破解能力，也能保持高度的安全性。
05
知識拓展
區塊鏈加密技術
區塊鏈是一種去中心化、不可篡改的分布式賬本技術，其加密技術主要體現在數據的存儲和驗證過程中。在區塊鏈中，每個區塊都包含一組交易記錄，并通過密碼學哈希函數與前一個區塊相連，形成一個鏈條結構。哈希函數確保了數據的完整性，任何對數據的篡改都會導致哈希值的變化，從而被其他節點檢測到。此外，區塊鏈中的交易數據通常采用非對稱加密技術進行數字簽名，以驗證交易的真實性。發送方使用自己的私鑰對交易進行簽名，接收方則使用發送方的公鑰進行驗證，這保證了交易的不可抵賴性和身份認證。
06
課堂總結
1
引入新知內容
信息的加密與解密方法
2
信息加密的歷史和信息加密和解密的過程和方法
3
使用計算機進行加密和解密
4
完成課堂練習
5
進行相關知識拓展
1
2
3
4
5
07
板書設計
信息的加密與解密方法
1.進行新知引入
2.信息加密的歷史和信息
加密和解密的過程和方法
3.使用計算機進行加密和解密
4.完成課堂練習
5.進行知識拓展
08
課后作業
請簡述對稱加密和非對稱加密的優缺點，并舉例說明在日常生活中哪些場景可能會用到這兩種加密方式。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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