資源簡介

(共26張PPT)
3.4 加密與解密
第3單元 認識數據
高中信息技術 必修1 數據與計算
學習目標
01/
理解數據加密和解密的概念及原理。
02/
了解數據加密的歷史。
03/
會用Python實現簡單的加密算法。
04/
會分析生活中由密碼引起的數據安全問題，理解對數據進行保護的意義。
3.4 加密與解密
情景導入
3.4 加密與解密
手機qq聊天社交軟件，是一種方便、實用、高效的即時通信工具，在當今信息時代，已成為我們在工作、學習、生活中必不可少的社交工具。
情景導入
3.4 加密與解密
同學們在使用的過程中，有沒有發生過被“盜號”的經歷？
有，但不多
盜號，實際上是密碼被破解了。
情景導入
3.4 加密與解密
同學們在使用的過程中，忘記密碼的情況是不是時有發生？
情景導入
3.4 加密與解密
由以上情形，現向同學們提出以下問題：
密碼相關問題
01/
密碼是什么。
02/
如何防范“密碼”被盜。
03/
除了qq密碼，有關密碼的其他知識還有哪些。
項目內容：本節我們將圍繞“神秘密碼之謎”項目展開學習，通過項目活動，學習數據加密和解密的知識，樹立保護數據安全的意識。
項目任務：
一：解開網站賬號被盜之謎；
二：讓數據“隱身”。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動1 防范“盜竊”行為
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式
字典破解
暴力破解
表3.4.1 密碼盜竊與防盜分析表
不少人有密碼被盜的經歷，這往往會導致個人信息泄露，甚至是財產損失。你是否有使用賬號、密碼的經驗 請你與同學交流、討論以下密碼盜竊方式，思考相應的防盜措施，填入表中。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動1 防范“盜竊”行為
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式
字典破解
暴力破解
表3.4.1 密碼盜竊與防盜分析表
不少人有密碼被盜的經歷，這往往會導致個人信息泄露，甚至是財產損失。你是否有使用賬號、密碼的經驗 請你與同學交流、討論以下密碼盜竊方式，思考相應的防盜措施，填入表中。
肩窺攻擊是指通過窺看用戶的鍵盤輸入,鼠標移動等方式來獲取用戶口令。
字典破譯是利用人們習慣用人名、地名或者常見的詞語設置成密碼的習慣進行破譯，有好的字典是關鍵。
暴力破解是一個一個的嘗試。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動1 防范“盜竊”行為
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。
表3.4.1 密碼盜竊與防盜分析表
不少人有密碼被盜的經歷，這往往會導致個人信息泄露，甚至是財產損失。你是否有使用賬號、密碼的經驗 請你與同學交流、討論以下密碼盜竊方式，思考相應的防盜措施，填入表中。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動2 設置安全密碼
什么是密碼？ 密碼是指用來核對用戶ID以驗證用戶就是本人的一組字符。
密碼長度 密碼值 破解時間
5位數 12567
98302
7位數
9位數
請打開學生學案中的“數據安全性測試.py”，運行并測試窮舉搜索一個5位、7位和9位的數字密碼，分別需要多長時間，填寫表格。
實踐1
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動2 設置安全密碼
根據實踐的結果研究下面的python代碼，進行填空。
實踐2
i==p
def jiemi():
d1=datetime.datetime.now() p=int(varin.get())
for i in range(p+1): if :
#獲取當前系統時間d1
#獲取輸入文本框的數字密碼
#從0循環到正確密碼數值
#如果密碼相同
d2=datetime.datetime.now()
d=
d2-d1
#獲取當前系統時間d2
#取得時間差
varout.set(str(d.seconds)+"秒"+str(d.microseconds/1000)+"毫秒")
#在輸出文本框中顯示解密用時
想一想，如果密碼中還有字母，破解的時間變嗎？
varin和varout是程序中的兩個文本框對象，分別用來接收輸入的密碼和顯示解密碼所需時間。
get和set是文本框的兩個方法，分別用于接收文本框中的數據和在文本框中顯示輸出數據。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動2 設置安全密碼
創建安全密碼的一般技巧（用戶）
使用長度不少于8個字符的密碼。密碼長度越長越不容易被破解。
在可能的情況下，盡量使用字母、數字和特殊字符（如$，#）相結合的密碼。
不要使用電話號碼、身份證號或生日等信息作為密碼。
不要使用整個用戶ID或用戶ID的一部分作為密碼。
不要使用字典中能找到的詞語作為密碼，即使是字母次序顛倒過來的常用詞語也不可以。
任務一 解開網站賬號被盜之謎
3.4 加密與解密
活動2 設置安全密碼
創建安全密碼的一般技巧（服務商）
為保障數據安全，服務商還可采取限制登錄次數、使用驗證碼、使用用戶的具有排他性的自然特征（如指紋、人臉等）作為身份驗證依據等措施。
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
活動1 古老的“隱身術”
1、683年——拆字法
將明文中的文字進行組合生成新的字，即為密文，比如“十二月”合起來為“青”。
2、北宋——代碼法
北宋進士曾公亮曾搜集了40個常用軍事短語，然后對其進行順序編碼：一、請弓;二、請箭;三、請刀;四、請甲;五、請槍旗;六、請鍋幕;七、請馬;八、請衣賜;九、請糧料……四十、戰小勝。軍隊出征前，指揮機關將用上述短語編碼的密碼本發給將領，并約定用一首不含重復文字的40字五言律詩與密碼相對應。
3、公元前五世紀——移位法
希羅多德的《歷史》中記載了公元前五世紀，希臘城邦和波斯帝國發生多次沖突和戰爭。這些戰爭中希臘城邦中廣泛使用了移位法進行加密處理戰爭通訊信息，使波斯帝國難以獲得希臘城邦的軍事情報，也就無法提前做軍事部署。希臘城邦用來傳輸軍事信息、命令的每段文字都有固定的字數，解密者手中會有一份文字移位說明.解密者拿到密文后，根據文字移位說明進行解密，從而破解其中的軍事命令或消息。
4、古羅馬時期——“愷撒密碼”
所謂的“愷撒密碼”，它是一種替代密碼，通過將字母按順序推后起3位起到加密作用，如將字母A換作字母D，將字母B換作字母E。
5、第二次世界大戰——“密碼機”
密碼機。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。
數據加密發展歷史
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
知識探究 加密與解密
1
2
密文
加密后的信息（數據）
明文
原始信息（數據）
密匙
解 密
加 密
將原始信息（數據）隱匿起來，使之在缺少特殊信息時不可讀。
將密文還原成明文的過程。
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
知識探究 加法密碼（移位密碼）
01
明文中所有字母在字母表上向后（或向前）按照固定數目進行偏移后被替換成密文。例如：偏移量為3，A被替換成D，B變成E，X變成A，Y變成B。
04
Len函數：獲取字符串字符的個數。
02
用python實現加密算法，明文密文被抽象成字符串類型數據。
05
Ord函數：將字符轉換成數值（ASCII碼） 。
03
字符串用引號引起來，例如“125”；c[0]表示第一個字符。
06
Chr函數：將數值（ASCII碼）轉換成字符。
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
活動2 揭秘“隱身術”
“愷撒密碼”：將明文中的每一個字母用字母表的該字母后的第三個字母替換，例：a->d，b->e，…z->c
在python中常用ASCII碼來對字符進行編碼存儲。
a~w
d~z
A~W
x~z
D~Z
a~c
X~Z
A~C
規律： ASCII碼+3 ASCII碼+3 ASCII碼-23 ASCII碼-23
公式 : a<=字母<=w OR A<=字母<=W x<=字母<=z OR X<=字母<=Z
公式 : chr(ord(c[i])+3) chr(ord(c[i])-23)
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
活動2 揭秘“隱身術”
自定義函數開始CaesarCipher()
輸入明文c
密文b置初值為空
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
‘x’≤c[i] ≤ ‘z’或‘X’≤c[i] ≤ ‘Z’
b=b+chr(ord(c[i])+3)
b=b+chr(ord(c[i])-23)
密文與明文相同
計算器i=i+1
輸出密文b
自定義函數結束
是
否
是
是
否
否
請將流程圖中的空白部分補充完整。
任務二 讓數據“隱身”
3.4 加密與解密
活動2 揭秘“隱身術”
打開學案中的“凱撒密碼.py”，運行程序，體驗數據加密過程。
實踐3
課堂練習
3.4 加密與解密
A．肩窺方式
C．暴力破解
B．字典破解
D．以上三種都是
1. 常見的密碼盜竊方式有（ ）。(單選)
①定期更換密碼 ②不同平臺使用不同密碼
③使用手機號碼或出生日期作為密碼
④使用數字、字母、特殊字符組合作為密碼
A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③
2. 下列使用密碼的做法比較安全的是（ ）。(單選)
課堂練習
3.4 加密與解密
3. 下列行為中容易導致個人信息泄露的是（ ）。(單選)
A．對個人計算機設置密碼
B．不在公共計算機上登錄網課
C．離開公共計算機前退出已登錄的賬戶，并清除計算機中的 cookie
D．隨意在各網站注冊會員以獲取新會員禮包
4. 以下字符能作為安全密碼使用的是（ ）。(單選)
A．Go189 B．123456 C．20100501 D．Zw*3a74P
A．密碼長度不設限制，越長越好，越不容易被破解。
B．在可能的情況下，盡量使用字母、數字和特殊符號相結合的密碼。
C．不要使用電話號碼、身份證號或生日等信息作為密碼。
D．不要使用字典中能找到的詞語作為密碼，即使是字母次序顛倒過來的常用詞語也不可以。
5. 以下哪項不是創建安全密碼的一般技巧（ ）。(單選)
課堂小結
3.4 加密與解密
任務一：解開網站賬號被盜之謎
活動1 防范“盜竊”行為
活動2 設置安全密碼
任務二：讓數據“隱身”
活動1 古老的“隱身術”
活動2 揭秘“隱身術”
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。
創建安全密碼的一般技巧（用戶、服務商）
數據加密技術的歷史發展、加密的相關知識
凱撒密碼
課后練習
3.4 加密與解密
【想一想】愷撒密碼的安全性能如何？
可以說，保密性能極差。將明文字符前移或后移一個固定的長度d（稱為密鑰），即使改變d的值，也最多只需25次嘗試d的值，就能破解。
編程：
考慮到愷撒密碼的安全性極差，應對算法進行改進。一種可行的改進方式是，建立一個明文字符與密文字符之間的一一映射表，即“密表”，如：
明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密文：QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM
加密時，A→Q,B→W，…,解密時Q→A,W→B，…，小寫字母對應法則也相同，即a→q,b→w,…。原先愷撒密碼只有一個“密鑰”，現在好比有25個“密鑰”，這樣保密性能大大提升，破解難度大大增加。另外，這個“密表”也是可以按需要改變的。
你能寫出這種改進的愷撒密碼的加密與解密算法嗎？試一試。
課后練習
3.4 加密與解密
編程改進參考代碼：
了解密碼安全與加密、解密的技術能夠幫助我們保護個人隱私。同時，我們也要從自己做起，遵守相關法律和必要的道德規范，共同威海健康、良好的數據環境。
感謝您的觀看
學無止境 永攀高峰

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