資源簡介

(共15張PPT)
我重生了，上一世因為忘記修改門鎖密碼，遭遇背叛，被壞人盜取了我的心血，這一世，我一定好好學習加密手段，拿回屬于我的一切，同學們，跟我一起學習，聆聽我的復仇計劃！
3.4 加密與解密
注意：
門鎖密碼是由26個英文字母或者英文狀態下的符號組成，如果可以給密碼加密，壞人就得不到正確的密碼，這就是我計劃的第一步！
說到由字母組成的信息加密……，我想到了
凱撒加密法
凱撒加密法
凱撒加密法的核心就是平移，就是把明文中所有的字母在字母表上向后（或向前），按固定數目平移，得到一組新的字母作為密文。
加密算法
ON SUNDAY
明文數據
密鑰
RQ VXQGDB
密文數據
密鑰
ON SUNDAY
明文數據
加密
解密
解密算法
加密并不能防止信息被他人截取，但能防止截取者理解信息內容，從而保證信息安全。
凱撒加密法是這樣給信息加密的：
設計秘鑰。如果想讓字母向后平移，秘鑰為N（N為1~25中的任意數字）；如果想讓字母向前平移，秘鑰為-N（N為1~25中的任意數字）。現在，假設秘鑰為3，也就是把明文中所有的字母在字母表上向后平移3個位置。
A
B
C
D
E
F
H
G
I
J
K
M
L
N
O
P
Q
R
T
S
U
V
W
Z
Y
X
向后平移3個位置
1
2
根據秘鑰給字母加密。例如加密信息里的字母A位向后平移3個位置對應字母D，字母X向前平移23個位置對應字母A。
A
B
C
D
E
F
H
G
I
J
K
M
L
N
O
P
Q
R
T
S
U
V
W
Z
Y
X
A
B
C
D
E
F
H
G
I
J
K
M
L
N
O
P
Q
R
T
S
U
V
W
Z
Y
X
3
明文
密文
根據對應關系，替換明文中的字母，加密完成！
任務一：使用流程圖描述凱撒密碼的加密過程
開始
輸入明文c
密文b置初值為空
輸出密文b
結束
設計愷撒密碼加密算法：
循環實現對明文c中的每一位字符進行加密，并按順序存放于密文b中
計數器i置初值為0
i<明文長度
c[i]介于
' a '與' w '或
' A '與' W '之間
c[i]在字母表中后移3位，并連接到密文b后
c[i]前移23位，并連接到密文b后
c[i]介于
' x '與' z '或
' X '與' Z '之間
計數器i=i+1
密文與明文相同
F
Y
Y
N
N
T
使用for循環加密的過程
任務二：完善python程序，編寫凱撒密碼小程序
小貼士：len函數可以幫助我們獲取字符串中字符的個數
ord函數可以幫助我們將字符類型的參數轉換成對應的整數值，chr函數可以將整數類型的參數轉換成對應的字符。
任務三：凱撒密碼的安全性高嗎？
為了此次復仇計劃萬無一失，我一定保證這個加密方法難以破解，你能幫我試一試嗎？
密文如下：
Emtt lwvm! Nivbiabqk rwj!
已知加密方法為移位密碼，請幫我破解，看看需要幾次！
思考：
密鑰 k 有多少種可能？
最多25次！
這種把所有密鑰可能的值都進行嘗試的解密方法稱為窮盡密鑰搜索法，或稱暴力破解法。
任務三：凱撒密碼的安全性高嗎？
不行，太容易破解了，你有什么好的方法嗎？
密鑰
密鑰
對稱加密體制
任務三：凱撒密碼的安全性高嗎？
改進加法密碼的方法有哪些？
1.使用非對稱加密體制，即加密和解密使用不同密鑰。
2.使每個字母的偏移值不相同，沒有明顯規律。
一
一
對
應
例如：按照上表，可以把明文HELLO加密為？
XDRRO
HELLO
明文：
密文：
加密
任務四：優化凱撒密碼小程序
要求：
“A”~“G”，秘鑰為3
“H”~“S”，秘鑰為8
“T”~“Z”，秘鑰為-10
思考：
代換密碼，即每個字母的偏移值不相同，沒有明顯規律。
思考：采用暴力破解法破解代換密碼，有多少種可能？
A B C D E F …… X Y Z
26 25 24 23 22 21 … … 3 2 1
× × × × × × × ×
26! 種
4.0×1026
600多年
代換密碼安全性如何？
——統計破解法
一
一
對
應
1、在英文中，26個字母的使用頻率有很大差異，例如字母 E 出現的頻率遠遠大于字母 Q 。2004年發布的《牛津簡明詞典》中對英文字母使用頻率做了統計，如右圖。
2、代換密碼的置換表中，字母是一一對應的。
破解代換密碼——統計破解法
基于以上兩個基礎，我們可以統計密文字
母頻率，和右表作對照，依次嘗試破解。
任務四：優化凱撒密碼小程序
信息安全
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式 我們可以在輸入密碼時遮擋自己的操作過程，防止別人偷看密碼信息；或者確定環境安全后再進行操作
字典破解 密碼不要用生日、姓名及拼音縮寫、手機號、簡單數字組合、單詞、身份證號、用戶ID
暴力破解 同時包含大小寫字母、數字、特殊符號，不少于8個字符
釣魚 慎重登錄不明網站
…… ……
上一世，我就是因為使用了我的生日作為門鎖密碼，輸入門鎖密碼時又被有心人偷窺到，才失去了一切……
知識總結：
數據加密解密的過程
古典密碼加密算法
相關概念
破解方法
加密與解密
明文、密文、加密、解密、密鑰
加法密碼（愷撒密碼）、代換密碼
暴力破解法
謝謝同學們，在你們的幫助下，我設計出來了安全性很高的門鎖密碼，信息安全無小事，一旦輕視就會變成禍事，這一世，我一定好好努力保護自己的信息安全！同學們，你們也要保護好自己的信息。我們下次再見！

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