新教科版 高一信息技术 3.4 加密与解密
3.4加密与解密第一课时教学设计2023—2024学年教科版(2019)高中信息技术必修1
（1）PPT：制作精美的PPT，展示加密与解密的基本概念、原理和算法，方便学生理解和记忆。
（2）视频：播放与加密与解密相关的视频，如加密技术的发展历程、实际应用案例等，丰富学生的感性认识。
（3）在线工具：利用在线加密与解密工具，让学生实时体验加密与解密过程，提高学生的实践能力。
（3）RSA算法的应用：本节课重点让学生了解RSA算法的原理及其在实际应用中的重要性，如数字签名、加密通信等。
2. 教学难点：
（1）对称加密和非对称加密的原理：学生难以理解对称加密和非对称加密的原理，尤其是非对称加密中公钥和私钥的生成、分发和使用的复杂性。
（2）哈希函数的数学原理：学生难以理解哈希函数的数学原理，如雪崩效应、抗碰撞性等。
二、新课讲授（用时10分钟）
1. 理论介绍：首先，我们要了解加密与解密的基本概念。加密是一种将信息转换为不可读形式的技术，而解密则是将加密后的信息还原为原始形式的技术。加密与解密在信息安全领域具有重要作用，可以保护信息的机密性，防止信息被未经授权的第三方获取。
2. 案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了加密与解密在实际中的应用，以及它们如何帮助我们解决问题。例如，电子邮件加密可以确保邮件内容在传输过程中不被他人窃取，数字签名可以验证信息的完整性和发送者的身份。
2. 设计具体的教学活动
（1）角色扮演：让学生扮演加密与解密的各方角色，如信息发送者、接收者、加密算法开发者等，增进学生对加密与解密技术实际应用的理解。
（2）实验操作：安排实验室实践环节，让学生动手实现加密与解密过程，提高学生的实际操作能力。
（3）游戏设计：设计加密与解密主题的游戏，让学生在游戏中学习加密与解密技术，提高学生的学习兴趣。
3.4加密与解密说课教学设计2023—2024学年上学期(教科版(2019))高中信息技术必修1
（1）让学生理解加密与解密的基本概念，了解信息加密的重要性。
（2）使学生掌握基本的加密算法和数字签名技术。
（3）培养学生运用信息技术解决实际问题的能力。
三、教学步骤
1.导入（5分钟）
2.知识讲解（15分钟）
详细讲解加密与解密的基本概念、原理和实际应用，包括对称加密、非对称加密和数字签名等技术。
3.4加密与解密说课教学设计2023—2024学年上学期（教科版（2019））高中信息技术必修1
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章பைடு நூலகம்名称）
3.4加密与解密说课教学设计2023—2024学年上学期（教科版（2019））高中信息技术必修1
课程基本信息
本节课旨在培养学生的信息素养，使其在信息社会中具备安全、有效地处理信息的能力。具体核心素养目标如下：
1.信息意识：培养学生对信息加密与解密技术的敏感性，使其能够识别信息安全隐患，主动寻求加密保护。
2.信息能力：通过实践操作，提升学生运用加密与解密技术处理信息的能力，增强其信息处理的实际技能。
3.信息伦理：使学生在使用加密与解密技术时，遵守法律法规和道德规范，尊重他人隐私和知识产权。
然而，我也发现了一些问题。例如，在实践操作环节中，我发现部分学生在操作过程中遇到了困难，这可能是因为他们在逻辑思维和问题解决能力方面有待提高。因此，我需要更加关注这部分学生，提供更多的指导和支持。
在教学管理方面，我通过在线平台和微信群监控学生的预习进度，确保了预习效果。但在课堂管理方面，我发现部分学生在上课时注意力不集中，这可能是因为我对课堂纪律的管理还不够严格。因此，我需要在今后的教学中，加强对课堂纪律的管理，提高学生的课堂参与度。
3.4加密与解密教学设计2023—2024学年教科版(2019)高中信息技术必修1
目标：通过具体案例，让学生深入了解加密与解密的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的加密与解密案例进行分析，如比特币的加密技术、网络安全事件等。
详细介绍每个案例的背景、加密方法、解密过程及其对信息安全的影响。
引导学生思考这些案例在日常生活中的应用，以及如何运用加密与解密技术保护个人信息安全。
-《现代密码学》中关于对称加密和非对称加密的详细介绍；
-《信息安全导论》中关于加密算法历史发展和未来趋势的讨论。
2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：
-研究不同的加密算法，如AES、RSA等，了解它们的原理、优缺点和适用场景；
-探索加密技术在电子商务、移动通信、云计算等领域的应用案例；
-关注信息安全领域的最新动态，了解加密技术在实际安全事件中的应用和挑战；
3.4加密与解密教学设计2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教学内容分析
本节课的主要教学内容为高中信息技术必修1的3.4节“加密与解密”，主要涉及加密技术的基本概念、加密方法的分类、对称加密和非对称加密的原理及应用。教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中掌握了计算机安全的基本概念，了解了信息安全的重要性。在此基础上，本节课将引导学生学习加密与解密技术，使他们能够理解数据加密的原理，学会运用加密技术保护个人隐私和数据安全，并与课本中关于网络安全的章节内容相呼应。通过本节课的学习，学生将深入理解加密技术在现代社会中的重要性，提高信息安全意识。
核心素养目标
本节课的核心素养目标为：培养学生信息素养中的信息安全意识与能力。通过学习加密与解密技术，使学生能够理解信息安全的重要性，掌握基本的加密原理，提高在网络环境下的数据保护意识。具体包括：1.增强学生对于隐私保护和数据安全的责任感；2.培养学生运用加密技术解决实际问题的能力；3.提高学生对于网络信息安全的认知，形成良好的信息安全行为习惯。这些目标与新教材中强调的信息素养要求紧密相连，旨在使学生在数字化社会中具备较高的信息安全防护能力。
《3.4加密与解密》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《加密与解密》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业旨在通过实践操作，使学生掌握加密与解密的基本概念，理解加密技术在信息安全中的重要性，并能够运用简单的加密方法保护个人信息。
二、作业内容1. 理论知识学习：学生需认真阅读《加密与解密》课程教材中关于加密技术的基本理论，包括加密的定义、分类、作用及加密算法的简介。
2. 视频教程观看：学生需观看加密技术相关的教学视频，了解加密技术的实际应用及操作步骤。
3. 实践操作：学生需使用提供的软件工具，进行简单的加密与解密操作。
具体包括：选择一种加密算法（如AES、DES等），对一段文字信息进行加密，并保存加密后的结果。
然后，使用相应的解密方法，将加密后的信息解密回原始文字。
4. 作业报告撰写：学生需撰写一份关于本次实践操作的报告，包括使用的加密算法、加密与解密过程描述、遇到的问题及解决方式等。
三、作业要求1. 学生需在规定时间内完成作业，并保证作业的准确性和完整性。
2. 实践操作过程中，学生需注意保护个人信息安全，不得将他人的敏感信息用于实验。
3. 报告应条理清晰，详细记录实践过程和心得体会，用词准确，语法规范。
4. 提交作业时，需同时上传实践操作结果截图及完整报告。
四、作业评价1. 教师根据学生提交的报告和实践操作结果进行评价，评价内容包括理论知识的掌握程度、实践操作的正确性及报告的撰写质量等。
2. 评价结果将作为学生平时成绩的一部分，优秀作品将在班级内进行展示。
五、作业反馈1. 教师将对学生在实践操作中遇到的问题进行解答，并提供相关资源供学生参考。
2. 作业反馈将通过课堂讲解、在线答疑等方式进行，帮助学生更好地掌握《加密与解密》课程的知识点。
3. 学生可根据反馈意见，对作业进行修改和完善，以提高作业质量。
六、附加建议为帮助学生更好地完成本次作业，建议学生在完成作业前先进行充分的理论知识学习，并利用网络资源了解更多关于加密技术的知识。
同时，学生可与同学进行交流讨论，分享实践经验和学习心得，共同提高学习效果。
《3.4 加密与解密》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《加密与解密》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握加密的基本概念和原理，了解常见的加密算法，并通过实践操作掌握加密和解密的基本操作。
二、作业内容1. 理论部分：a. 阅读相关文献，了解加密的历史、发展和应用；b. 掌握常见的加密算法，如对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA）；c. 讨论和分析各种加密算法的优缺点。
2. 实践部分：a. 选择一种加密算法（如AES），进行加密和解密操作；b. 记录操作过程和结果，并提交一份报告；c. 在报告中阐述所选加密算法的特点、使用方法及个人感受。
三、作业要求1. 理论部分：学生需独立完成阅读和思考，提炼出关键信息并形成自己的理解；2. 实践部分：学生需按照所选加密算法的规范进行操作，确保操作的正确性和安全性；3. 报告：学生需认真撰写报告，字数不少于XX字，语言流畅、逻辑清晰；4. 作业应在规定时间内提交，逾期不候。
四、作业评价1. 评价标准：a. 报告质量：内容是否翔实、条理是否清晰、观点是否明确；b. 实践操作：是否按照规范进行操作，结果是否正确；c. 理论部分：对加密算法的理解是否深入。
2. 分值分配：a. 报告（30分）：条理清晰度、内容翔实度、观点明确度；b. 实践操作（30分）：正确性、规范性；c. 理论部分（40分）：理解深度、回答准确性。
3. 评价方式：教师评价与学生互评相结合，最终综合得分作为本次作业成绩。
五、作业反馈1. 学生应认真对待作业，如有疑问，应及时向老师或同学请教，确保作业的正确性和完整性；2. 老师将根据作业完成情况，提供反馈和指导，帮助学生更好地理解和掌握加密与解密的知识；3. 学生应根据反馈和建议，对作业进行修改和完善，为后续的学习打下坚实的基础。
通过本次作业，学生将进一步了解加密与解密的基本概念和原理，掌握常见的加密算法，并学会实践操作，为今后在实际生活中应用这些知识做好准备。
同时，通过作业评价和反馈，学生可以更好地了解自己的学习情况，及时调整学习策略，提高学习效果。
3.4加密与解密教学设计高中信息技术同步备课系列(教科版2019必修1)
a.喜欢实践操作，对理论知识的学习兴趣相对较低；
b.喜欢合作学习，乐于与同学分享和交流；
c.部分学生对信息安全重视程度不够，可能导致学习过程中对重要信息的泄露；
d.学习习惯上，部分学生缺乏自主学习能力，依赖教师指导和同学帮助。
1.教学内容设计：教师需要从学生的实际水平出发，适当降低加密算法的理论难度，注重理论与实践相结合，增加实践操作环节，提高学生的学习兴趣和动手能力。
3.信息安全意识：强化学生在网络环境下的信息安全意识，使其能够自觉保护个人隐私和数据安全，提升网络安全素养。
4.逻辑思维：通过分析加密算法原理，培养学生的逻辑思维和推理能力，提高其对复杂数学概念的理解。
5.团队协作：在实践操作中，培养学生与他人合作、沟通与分享的能力，形成良好的团队协作精神。
学情分析
-合作学习法：通过小组活动，培养学生的团队协作和沟通能力。
作用与目的：
-加深对加密与解密知识点的理解，掌握实际操作技能。
-培养学生的团队合作精神和实际应用能力。
3.课后拓展应用
教师活动：
-布置作业：根据本节课内容，布置相关的实践作业，如使用加密软件进行文件加密。
-提供拓展资源：推荐相关的书籍、网站和视频，供学生深入学习和探索。
2.教学方法：采用启发式、讨论式和案例式教学，引导学生主动参与课堂，培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
3.教学评价：注重过程性评价，关注学生在课堂讨论、实践操作等方面的表现，以提高学生的学科素养。
4.教学策略：针对学生信息安全意识薄弱的问题，加强网络安全教育，提高学生的自我保护意识。
5.教学组织：鼓励学生进行团队合作，培养学生的沟通与协作能力，同时关注个体差异，因材施教。
《3.4加密与解密》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《加密与解密》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本课时作业的目标是让学生了解加密与解密的基本概念、了解常见的加密技术及解密原理，能够结合生活实际分析加密技术在日常生活中的应用和重要性，培养信息安全意识和逻辑思维。
二、作业内容（一）预习准备1. 阅读《加密与解密》课本中关于加密技术的基本概念和分类，并记录下自己的理解。
2. 观看加密技术相关视频，了解不同加密技术的原理和特点。
（二）实践操作1. 制作一份关于加密技术的思维导图，包括但不限于分类、原理、应用场景等。
2. 编写一篇短文，描述至少两种生活中常见的加密技术应用场景，并分析其必要性和安全性。
3. 利用软件或在线工具进行简单的加密与解密操作，如使用凯撒密码对一段文字进行加密和解密。
（三）拓展研究1. 小组讨论：分组探讨现实生活中遇到的加密问题，如网络安全、密码学在电子商务中的应用等，并记录讨论结果。
2. 查找资料：收集关于当前最新的加密技术和解密方法的信息，包括学术论文、新闻报道等。
三、作业要求（一）按时提交：学生需在规定时间内提交所有作业内容。
（二）规范格式：作业中的思维导图需清晰、条理，短文和讨论结果需语言通顺、内容完整。
（三）实际操作：在实践操作中，要求学生对加密和解密过程有实际的操作记录和结果展示。
（四）创新思考：在拓展研究中，鼓励学生对现有加密技术提出自己的见解和创新性想法。
四、作业评价（一）教师评价：教师根据学生提交的作业内容进行评价，包括对预习准备、实践操作和拓展研究的综合评价。
（二）同学互评：学生之间相互评价对方的作业，提出意见和建议，增强交流与学习。
（三）创新性评价：对于在拓展研究中表现出创新性的学生给予额外加分。
五、作业反馈（一）教师反馈：针对学生在作业中存在的问题和不足，教师需给予详细的指导和建议。
（二）课堂讨论：在下一课时中，组织学生对作业进行课堂讨论，分享彼此的见解和经验。
（三）持续跟进：对于学生在作业中表现出的兴趣点或疑惑点，教师需在后续教学中进行跟进和解答。
3.4 加密与解密高一信息技术教科版
解析：采样频率44.1kHz,量化位数16位,意味着每秒采集数据44.1k个,每个数据占2字节,（量化位
数是16位，按照计算机术语来看，1位指的是一个二进制位，就是1bit，8bit是一字节，那么16位 就是2字节）这是一个声道的数据,双声道再乘以2,最后结果再乘以60秒,就是 44.1×1000×2×2×60=10584000字节, 1MB=1024×1024=1048576字节,所以一分钟的存储容量为10584000/1048576=10.09MB,约为 10.1MB。
3. 人、狼、羊、菜过河问题:有一个人带着一只狼、一只羊和一捆白菜，来到一条河边，河边 只有一条小船，人每次过河最多只能带一样， 如果人不在现场，狼就要吃羊，羊就要吃菜。他 应该怎样安排过河呢？请完成下面的“树”结构分析图,帮他找到可行的过河方案。
提示:可约定对象在左岸用0表示，在右岸用1表示。
如2017年6月1日起施行的《中华人民共和国网络安全法》，明确要求网络运营者应当按照网络 安全等级保护制度的要求，履行安全保护义务，保障网络免受干扰、破坏或者未经授权的访问，防 止网络数据泄露或者被窃取、篡改。
《中华人民共和国刑法》第二百八十五条至第二百八十七条，对非法侵入计算机信息系统，对 计算机信息系统功能进行删除、修改、增加、干扰，造成计算机信息系统不能正常运行，利用计算 机实施金融诈骗、盗窃、贪污、挪用公款、窃取国家秘密等行为进行了量刑定罪。
get和set是文本框的两个方法，分别用于接收文本框中的数据和在文本框中显示输出数据。
创建安全密码的一般技巧
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数据加密技术的发展
时间
加密方式
683年
拆字法。将明文中的文字进行组合生成新的字，即 为密文，比如“十二月”合起来为“青”
北宋
代码法。北宋进士曾公亮曾搜集了40个常用军事短 语，然后对其进行顺序编码：一、请弓;二、请箭; 三、请刀;四、请甲;五、请枪旗;六、请锅幕;七、 请马;八、请衣赐;九、请粮料……四十、战小胜。 军队出征前，指挥机关将用上述短语编码的密码本 发给将领，并约定用一首不含重复文字的40字五言 律诗与密码相对应
创建安全密码
为保障数据安全，还可以采用限制登陆尝试次数、 使用验证码、使用用户的具有排他性的自然特征 （如指纹、人脸等）作为身份验证依据等措施
试编写程序，破解超级密码
密码可能包含数字、大小写英文字母和键面特殊字符（不含空格共有32个键面特殊 字符）在内的4位字符组成的密码，每个字符的ASCII码值在33至126之间。
创建安全密码的一般技巧
防字典破解：设置安全密码，不用生日、姓名及拼音缩写、手 机号、简单数字组合、单词、身份证号、用户Id等等。 防暴力破解：设置安全密码，要同时包含大小写字母、数字、 特殊符号，不少于8个字符
创建安全密码的一般技巧
1.使用长度不少于8个字符的密码。密码越长越不容易破解 2.在可能的情况下，尽量使用字母、数字和特殊字符相结合的密码 3.不要使用电话号码、身份证号码或生日等信息当密码 4.你要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码 5.不要使用字典中能找到的词语作为密码，即使是字母次序颠倒过来的常用词 也不可以
同时包含大小写字母、数字、特殊符号，不少于8个字符
二、密码
1、密码的定义：
密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。
2、设置安全密码
运行“数据安全性测试.py”并测试穷举搜索一个5位、7位和9 位的数字密码，分别需要多长时间，填写表3.4.2。
密码长度
密码值
破解时间
12567 5位
98302
1.0毫秒 15.6毫秒
7位
9位
数据)
程序代码：
def jiemi():
d1=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d1
p=int(varin.get())
#获取输入文本框的数字密码
for i in range(0,p+1): #从0循环到正确密码数值
数据加密技术的发展
时间
加密方式
古罗 马时 期
《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递 信息，即所谓的“恺撒密码”，它是一种替代 密码，通过将字母按顺序推后起3位起到加密 作用，如将字母A换作字母D，将字母B换作字 母E。因据说恺撒是率先使用加密函的古代将 领之一，因此这种加密方法被称为恺撒密码
第二 次世 界大 战
数据加密技术的发展
时间
公元 前五 世纪
加密方式
移位法。希罗多德（Herodotus）的《历史》中记 载了公元前五世纪，希腊城邦和波斯帝国发生多 次冲突和战争。这些战争中希腊城邦中广泛使用 了移位法进行加密处理战争通讯信息，使波斯帝 国难以获得希腊城邦的军事情报，也就无法提前 做军事部署。希腊城邦用来传输军事信息、命令 的每段文字都有固定的字数，解密者手中会有一 份文字移位说明。解密者拿到密文后，根据文字 移位说明进行解密，从而破解其中的军事命令或 消息
密码值
!876 AbY5 Z$*m z)0< ~?x=
破解用时
超级密码(字符串).py
超级密码(列表).py
“超级密码(字符串).py”和“超级密码(列表).py”，比较两种算法的快慢
超 级 密 码 字 符 串
(
).py
超 级 密 码 列 表
( ).py
加密
请同学们上网搜索资料，完成P79任务二中的活动一 ——古老的“隐身术”。
if i==p:
#如果密码相同
d2=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d2
d=d2-d1
#取得时间差
#在输出文本框中显示解密用时
varout.set(str(d.seconds)+"秒"+str(d.microseconds/1000)+"毫秒")
编写无可视化界面的程序
一、引入
阅读第77页“任务一 ：活动1 防范‘盗窃’行为”，填写表3.4.1。
盗窃方式
密码盗窃与防盗分析表
防盗窃措施
肩窥方式
我们可以在输入密码时遮挡自己的操作过程，防止别人偷看密码信息； 或者确定环境安全后再进行操作
字典破解 暴力破解
密码不要用生日、姓名及拼音缩写、手机号、简单数字组合、单词、身 份证号、用户Id
密码机。在第二次世界大战期间，德国军方启 用“恩尼格玛”密码机，密码学在战争中起着 非常重要的作用
加密
P80任务二中活动二——揭秘“隐身术”
恺撒在征服高卢、袭击日耳曼和不列颠的多次战斗中频繁 使用加密技术。苏托尼厄斯在公元2世纪写的《恺撒传》中对恺 撒用过的一种加密技术进行了详细的介绍。恺撒只是简单地将 明文中的每一个字母用字母表中该字母后的第3个字母替换。例 如，将明文中的a 用d替换，b用e替换，……，z用c替换，这就 是恺撒密码。
加法密码
恺撒密码只是简单地将明文中的每一个字母用字母表中该字母后 的第3个字母替换。例如，将明文中的a用d替换，b用e替 换，……，以此类推，X变成A，Y变成B，z用c替换。像恺撒密码 这样，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个 固定数目进行偏移后被替换成密文，这种密码称为加法密码，又 称为移位密码。
时间
683年
北宋
公元前5世纪
古罗马时期 第二次世界
大战
加密方式
加密
加密就是将原始信息（数据）隐匿起来，使之在缺 少特殊信息（数据）时不可读。
原始信息（数据）称为明文，加密后的信息（数据）称 为密文。将密文还原成明文的过程称为解密（或解码）。
加密
加密：就是将原始信息（数据）隐匿起来，使之在缺 少特殊信息时不可读 明文：原始信息（数据） 密文：加密后的信息（数据） 解密（解码）：将密文还原成明文的过程
3.4 加密与解密
• 教学目标： • 理解数据加密与解密和概念及原理。 • 会分析生活中由密码引起的数据安全问题，理解对数据进行保护的意义。 • 了解数据加密的历史 • 会用Python实现简单的加密算法 • 恺撒密码的加密与解密算法。 • 教学重难点 • 【教学重点】 • 恺撒密码的加密与解密算法。 • 【教学难点】 • 用穷举法破解密码。 • 恺撒密码的加密与解密算法。