高中信息技术加密与解密课件

高中信息技术

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学科核心素养1学业要求3教材分析4学情分析5教学目标6教学重、难点7课程标准要求2教学策略8教学过程92.课程标准要求1.了解数据加密技术的发展，认识到信息系统应用过程中存在的风险，熟悉信息系统安全防范技术方法。2.依据解决问题的需要，设计简单算法；掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题。3.树立安全防范意识，明确信息社会责任。1.学科核心素养1.根据解决问题的需要能自觉、主动地获取所需信息，并进行合理的分析、判断，为解决问题提供参考。（信息意识）2.通过判断、分析与综合各种信息资源，掌握程序设计语言的基本知识，运用合理的算法形成解决问题的方案。（计算思维）3.认识到信息系统应用中存在的风险，熟悉信息系统安全防范的常用技术方法，养成规范的信息系统操作习惯，树立信息安全意识。（信息意识）4.能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。（信息社会责任）4.教材分析加密与解密是高中信息技术（2019教科版）必修1《数据与计算》中第3单元认识数据中第4节内容，第2课时主要围绕“让数据隐身”这一任务展开，设置了活动1“古老的隐身术”和活动2“揭秘隐身术”，通过学习了解数据加密的历史，会用Python实现简单的加密、解密算法，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。3.学业要求1.了解数据加密的历史2.熟悉恺撒密码对数据的加密与解密，会用Python实现简单的加密与解密3.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6.教学目标1.理解数据加密和解密的概念及原理2.了解数据加密技术的发展历史3.分析恺撒密码，会用Python实现简单的加密解密算法4.分析生活中的数据安全问题，理解对数据进行保护的意义，树立信息安全意识5.学情分析学生已初步认识并理解简单的Python语言，并且学习了数据编码、数据与结构、数据与系统等相关知识，具备一定的编程基础。学生在学完第1课时后，对密码有了一定的认识，掌握了设置安全密码的技巧，本节课通过分析恺撒密码，借助Python实践，进一步帮助学生理解数据加密和解密的原理，更好地做好信息安全防范。8.教学策略通过主题项目活动，采用任务驱动、自主探究等策略引导学生学习数据加密和解密的知识，树立保护数据安全的意识。第2课时是在第1课时的基础上，学习加密与解密的概念及原理，了解数据加密技术的发展历史，学会使用Python实现简单的加密、解密算法。7.教学重难点教学重点：树立信息安全意识，正确认识密码安全问题教学难点：分析恺撒密码核心代码，用Python实现简单的加密、解密算法9.教学过程一、引入新课四、拓展练习二、项目活动三、课堂小结一、引入新课教师提问：在我们的数字化学习生活中，账号安全已引起广泛关注，人们也在不断研究各种加密技术以保障数据安全，那同学们知道历史上出现过哪些“加密技术”？应用在哪些领域呢？学生活动：谈论、回答。归纳：早在几千年前，人类就有了通信保密的意识，并先后出现了易位法和置换法等加密方法。魔高一尺，道高一丈，今天让我们一起走入加密的世界，研究数据加密技术的发展及演变。设计意图：根据解决问题的需要能自觉、主动地获取所需信息，并进行合理的分析、判断，为解决问题提供参考。学生观看视频：《解密》片花，新中国建国初期，X国派出代号“觉醒者”为首的特务组织潜入我国，启用代号为“紫密”的高级密码进行联络，对我国国防建设造成重大破坏。（紫密其实为摩斯密码）经典再现揭秘“恺撒密码”古老的“隐身术”活动一活动二二、教学活动活动一古老的“隐身术”说一说：什么是加密？什么是解密？什么是明文？什么是密文？学生活动：回答加密：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。解密：将密文还原成明文的过程，称之为解密。明文：原始信息（数据）称为明文。密文：加密后的信息（数据）称为密文。设计意图：高效理解加密解密概念。搜一搜：在古代，人们是怎样秘密传送数据的呢？请你利用网络搜索相关信息，了解数据加密的发展历史，完成表3.4.3中的内容，并在组内分享。学生活动：上网搜索，填写表格3.4.3内容，组内分享。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”

表3.4.3数据加密技术的发展搜一搜揭秘“恺撒密码”填一填练一练评一评说一说活动二揭秘“恺撒密码”搜一搜密码这个词听起来很时髦，但它其实并不是现代人的专利。密码的使用历史，最早可以追溯到古罗马时期，《高卢战记》里就有描述恺撒曾经使用密码来传递信息，即著名的“恺撒密码”。搜一搜：恺撒密码具体是一种什么样的密码呢？（学生自主搜索百度信息）老师总结：明文、密文、密钥学生活动：结合教材内容，了解加法密码结合教材内容，了解加法密码说一说加法密码又被称为移位密码。在加法密码算法中，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。恺撒密码作为一种最古老的对称加密体制，在古罗马的时候已经很流行，它是加法密码的典型代表。（适当介绍对称秘钥与非对称秘钥）设计意图：根据解决问题的需要能自觉、主动地获取所需信息，并进行合理的分析、判断，为解决问题提供参考。结合网络信息资源和教材内容，充分了解恺撒密码。填一填自定义函数开始CaesarCipher()

自定义函数结束输入明文c密文b置初值为空计数器i置初值为0i≥明文长度c[i]介于'a'与'w'或'A'与'W'

计数器i=i+1

b=b+c[i]输出密文b'

是是否否是否学生活动：思考、讨论恺撒加密的核心算法，完成流程图中空白部分。老师引导学生分析恺撒加密算法。设计意图：通过判断、分析各种信息，掌握程序设计语言的基本知识，运用合理的算法形成解决问题的方案，培养逻辑思维能力。练一练1、打开“恺撒密码.py”，根据流程图，将程序补充完整，并尝试运行（如右图），体验数据加密的过程。（程序提前下发到学生机）练一练2、老师引导学生思考：解密是加密的逆运算，思考解密的核心算法代码，完善程序，使程序即有加密功能，也有解密功能（如右图），尝试运行。（程序提前下发到学生机）练一练学生活动：启动python,实践恺撒的加密解密程序，发现问题可在组内进行讨论。在学生电脑上下发恺撒加密解密算法解读微课，学生课堂领会不足的通过观看微课自主学习。评一评看哪些同学完成的又快又好。电子教室示范做的好的同学一到两位，并让同学解释核心代码。设计意图：通过对恺撒密码原理的分析，学生在教师提供的流程图和代码的辅助下，完善恺撒加密、解密流程图和程序，并运用Python实现简单加密、解密算法，培养学生的计算思维。进行自我学习小结，填写KWL表今后如何保护自己的重要信息？如何让数据更加安全？谈一谈填一填三、课堂小结WhatIKnow学习前我所知道的WhatIWanttoknow我期望学到的WhatILearned我实际学到的

归纳：希望同学们能运用所学知识保护个人隐私，树立数据安全意识，同时，我们也要从自己做起，遵守相关法律和必要的道德规范，共同维护健康、良好的数据环境。设计意图：总结、梳理、提升。引导学生养成良好学习习惯，树立数据安全意识。四、拓展练习1、完成本课时知识思维导图。2.想一想：同学们觉得这种加法密码安全吗？你能提出一种改进方案吗？一种可行的改进方案是，建立一个明文字符与密文字符之间的一一映射表，如：明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文：QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM加密时，A→Q,B→W，…,解密时Q→A,W→B，…，小写字母对应法则也相同，即a→q,b→w,…。原先恺撒密码只有一个“密钥”，现在好比有25个“密钥”，这样，保密性能大大提升，破解难度大大增加，另外，这个“密表”也是可以按需要改变的。你能写出这种改进的恺撒密码的加密与解密算法吗？试一试。3.上网查阅数据安全的其他防范技术，和同学们交流分享。设计意图：通过学习，能够举一反三，有更深入的思考，将算法知识运用到日常生活中去。有兴趣的同学可以去了解密码学相关知识，拓宽知识面。2.请大家设计一种加密规则，看是否可以编程实现。PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/