執(zhí)教班級(jí)：高一（1）（2）（3）（4）（5）
課時(shí)安排： 2
教學(xué)目標(biāo)
學(xué)科知識(shí)：
數(shù)據(jù)類型（字符串、字符），字符與ASCII碼，函數(shù)rd()與chr(),循環(huán)語(yǔ)句，分支語(yǔ)句，條件（邏輯）表達(dá)式。
信息意識(shí)：
1.防范“盜竊”行為，保障數(shù)據(jù)安全。
2.設(shè)置安全密碼保護(hù)數(shù)據(jù)安全。
3.了解數(shù)據(jù)加密的歷史。
4.認(rèn)識(shí)到加法密碼的基本原理和算法。
學(xué)科思維：
1.通過(guò)任務(wù)一窮舉破解密碼感受運(yùn)算速度，分析有哪些影響破解速度的因素。
2.抽象（愷撒密碼抽象為字符串的替換操作） 、建模（把明文、密文當(dāng)作字符串處理，字符串就是一種模型）
社會(huì)責(zé)任：
1.了解密碼盜竊方式，理解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的意義。
2.了解相關(guān)法律知識(shí)。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
1.用窮舉法破解密碼。
2.保障數(shù)據(jù)安全的技巧。
3.愷撒密碼的加密與解密算法。
教學(xué)難點(diǎn)：
提高效率窮舉法破解密碼。
理解凱撒密碼的加密與解密算法。
第二課時(shí)
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
媒體或技術(shù)應(yīng)用
一、導(dǎo)入
【讓數(shù)據(jù) ‘隱身’】一張老照片背后的故事——引入“加密”話題。
二、新知
一、數(shù)據(jù)加密的歷史
表3.4.3 數(shù)據(jù)加密技術(shù)的發(fā)展
時(shí)間
加密方式
683年
拆字法。將明文中的文字進(jìn)行組合生成新的字，即為密文，比如“十二月”合起來(lái)為“青”
北宋
代碼法。北宋進(jìn)士曾公亮曾搜集了40個(gè)常用軍事短語(yǔ)，然后對(duì)其進(jìn)行順序編碼：一、請(qǐng)弓;二、請(qǐng)箭;三、請(qǐng)刀;四、請(qǐng)甲;五、請(qǐng)槍旗;六、請(qǐng)鍋幕;七、請(qǐng)馬;八、請(qǐng)衣賜;九、請(qǐng)糧料……四十、戰(zhàn)小勝。軍隊(duì)出征前，指揮機(jī)關(guān)將用上述短語(yǔ)編碼的密碼本發(fā)給將領(lǐng)，并約定用一首不含重復(fù)文字的40字五言律詩(shī)與密碼相對(duì)應(yīng)
公元前五世紀(jì)
移位法。希羅多德（Herdtus）的《歷史》中記載了公元前五世紀(jì)，希臘城邦和波斯帝國(guó)發(fā)生多次沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)。這些戰(zhàn)爭(zhēng)中希臘城邦中廣泛使用了移位法進(jìn)行加密處理戰(zhàn)爭(zhēng)通訊信息，使波斯帝國(guó)難以獲得希臘城邦的軍事情報(bào)，也就無(wú)法提前做軍事部署。希臘城邦用來(lái)傳輸軍事信息、命令的每段文字都有固定的字?jǐn)?shù)，解密者手中會(huì)有一份文字移位說(shuō)明。解密者拿到密文后，根據(jù)文字移位說(shuō)明進(jìn)行解密，從而破解其中的軍事命令或消息
古羅馬時(shí)期
《高盧戰(zhàn)記》有描述愷撒曾經(jīng)使用密碼來(lái)傳遞信息，即所謂的“愷撒密碼”，它是一種替代密碼，通過(guò)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。因據(jù)說(shuō)愷撒是率先使用加密函的古代將領(lǐng)之一，因此這種加密方法被稱為愷撒密碼
第二次世界大戰(zhàn)
密碼機(jī)。在第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機(jī)，密碼學(xué)在戰(zhàn)爭(zhēng)中起著非常重要的作用
二、加密與解密
1.加密定義：加密就是將原始信息（數(shù)據(jù)）隱匿起來(lái)，使之在缺少特殊信息（數(shù)據(jù)）時(shí)不可讀。
原始信息（數(shù)據(jù)）稱為明文。
加密后的信息（數(shù)據(jù)）稱為密文。
解密定義：將密文還原成明文的過(guò)程稱為解密（或解碼）。
【活動(dòng)2】 揭秘“隱身術(shù)”——?jiǎng)P撒密碼的加密
愷撒在征服高盧、襲擊日耳曼和不列顛的多次戰(zhàn)斗中頻繁使用加密技術(shù)。蘇托尼厄斯在公元2世紀(jì)寫的《愷撒傳》中對(duì)愷撒用過(guò)的一種加密技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。想一想：明文：I LOVE YOU 加密后L ORYH BRX（密文），秘鑰是？
這是一種位移加密方式，只對(duì)26個(gè)字母進(jìn)行位移替換加密，規(guī)則簡(jiǎn)單，容易破解。下面是位移3次的對(duì)比：
明文字母表
Z
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
密文字母表
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
A
B
學(xué)生實(shí)踐一：愷撒密碼加密算法，嘗試補(bǔ)全流程圖（凱撒密碼加密過(guò)程.fld）
師講解：加密過(guò)程
密文b
d~z
D~Z
a~c
A~C
不變
規(guī)律
ASCII碼+3
ASCII碼+3
ASCII碼-23
ASCII碼-23
不變
公式
'a'

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3.4 加密與解密

版本： 教科版 (2019)

年級(jí)： 必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算

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