执教班级:高一(1)(2)(3)(4)(5) | 课时安排: 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学目标 | 学科知识: 数据类型(字符串、字符),字符与ASCII码,函数ord()与chr(),循环语句,分支语句,条件(逻辑)表达式。 信息意识: 1.防范“盗窃”行为,保障数据安全。 2.设置安全密码保护数据安全。 3.了解数据加密的历史。 4.认识到加法密码的基本原理和算法。 学科思维: 1.通过任务一穷举破解密码感受运算速度,分析有哪些影响破解速度的因素。 2.抽象(恺撒密码抽象为字符串的替换操作) 、建模(把明文、密文当作字符串处理,字符串就是一种模型) 社会责任: 1.了解密码盗窃方式,理解对数据进行保护的意义。 2.了解相关法律知识。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学重难点 | 教学重点: 1.用穷举法破解密码。 古代传递信息的方式2.保障数据安全的技巧。 3.恺撒密码的加密与解密算法。 教学难点: 1.提高效率穷举法破解密码。 2.理解凯撒密码的加密与解密算法。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
第二课时 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学环节 | 教学内容 | 媒体或技术应用 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一、导入 | 【让数据 ‘隐身’】一张老照片背后的故事——引入“加密”话题。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
二、新知 | 一、数据加密的历史 表3.4.3 数据加密技术的发展
二、加密与解密 1.加密定义: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。 3.解密定义:将密文还原成明文的过程称为解密(或解码)。 【活动2】 揭秘“隐身术”——凯撒密码的加密 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。想一想:明文:I LOVE YOU 加密后L ORYH BRX(密文),秘钥是? 这是一种位移加密方式,只对26个字母进行位移替换加密,规则简单,容易破解。下面是位移3次的对比:
学生实践一:恺撒密码加密算法,尝试补全流程图(凯撒密码加密过程.fld) 师讲解:加密过程
备注:ord()、chr()p53页。 学生实践二:解密过程 ,打开学案,出解密规律并“补全公式”
【试一试】请写出恺撒密码的解密算法。 (详见配套资源“恺撒密码(解密无界面).py”) c=input("请输入密文:") b="" for i in range(0,len(c)): #获取密文内容的每一个字母,并破解 if 'd'<=c[i]<='z' or 'D'<=c[i]<='Z': #判断d-z或D-Z间的字母 b=b+chr(ord(c[i])-3) #破解密文 elif 'a'<=c[i]<='c' or 'A'<=c[i]<='C': #判断a-c或A-C间的字母 b=b+chr(ord(c[i])+23) #破解密文 else: b=b+c[i] #字母以外的密文不变 print("你的明文为:"+b) 【想一想】恺撒密码的安全性能如何? 可以说,保密性能极差。将明文字符前移或后移一个固定的长度d(称为密钥),即使改变d的值,也最多只需25次尝试d的值,就能破解。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
四、小结 | 1.数据类型(字符串、字符),字符与ASCII码,函数ord()与chr(),循环语句,分支语句,条件(逻辑)表达式 2.加密与解密的过程,核心是秘钥。 3.相关法律 国家已经出台多部法律,大力实施数据保护,维护国家安全和网络秩序。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篡改,窃取。 《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、盗窃、贪污、挪用公款、窃取国家秘密等行为进行了量刑定罪。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
课后作业:恺撒密码的安全性如何?你能提出一种改进方案吗? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
备注:实验等实践课的教学设计样式可参照新授课教学设计模板编制。
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