3.4加密与解密第一课时-【新教材】2021-2022学年教科版（2019）高中信息技术必修一教案

课题： 3.4加密与解密
执教班级：高一（1）（2）（3）（4）（5） 课时安排： 2
教学目标 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。计算思维：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.破解凯撒密码的过程中理解加密与解密算法。社会责任：了解密码盗窃方式，理解对数据进行保护的意义。
教学重难点 教学重点：1.用穷举法破解密码。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：提高效率穷举法破解密码。理解凯撒密码的加密与解密算法。
第一课时
教学环节 教学内容 媒体或技术应用
一、导入 1.学生预习，阅读第77页“任务一 解开网站账号被盗之谜”之“活动1 防范‘盗窃’行为”，填写第78页的表3.4.1。盗窃方式防盗窃措施肩窥方式我们可以在输入密码时遮挡自己的操作过程，防止别人偷看密码信息；或者确定环境安全后再进行操作字典破解密码不要用生日、姓名及拼音缩写、手机号、简单数字组合、单词、身份证号、用户Id暴力破解同时包含大小写字母、数字、特殊符号，不少于8个字符2.教师检查，并评讲填写情况，引出数据安全、密码的话题。
二、新知 一、密码定义：密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。师：播放视频《终结者II审判日》片段。引出问破解5位、7位和9位密码的所需时间。【活动2】：设置安全密码打开教科书配套资源中的“数据安全性测试.py”，填写表3.4.2。密码长度密码值破解时间5位125671.0毫秒9830215.6毫秒7位9位表3.4.2 穷举搜索密码需要的时间实现穷举搜索的自定义函数jiemi()的程序代码如下：def jiemi(): d1=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d1 p=int(varin.get()) #获取输入文本框的数字密码 for i in range(0,p+1): #从0循环到正确密码数值 if i==p: #如果密码相同 d2=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d2 d=d2-d1 #取得时间差 #在输出文本框中显示解密用时varout.set(str(d.seconds)+"秒"+str(d.microseconds/1000)+"毫秒")程序运行效果如下： varin和varout是程序中的两个文本框对象，分别用来接收输入的密码和显示解析密码所需时间。 get和set是文本框的两个方法，分别用于接收文本框中的数据和在文本框中显示输出数据。【想一想】如果密码包含大小写英文字母，那么5位、7位、9位密码的最大循环次数分别是多少次？估算你的电脑分别需要多少时间试探？2.如果密码包含数字、大小写英文字母和键面特殊字符（不含空格共有32个键面特殊字符），那么5位、7位、9位密码的最大循环次数分别是多少次？估算你的电脑分别需要多少时间试探？二、创建安全密码的一般技巧使用长度不少于8个字符的密码。密码长度越长越不容易被破解。 在可能的情况下，尽量使用字母、数字和特殊字符（如￥，#）相结合的密码。不要使用电话号码、身份证号或生日等信息作为密码。 不要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码。 不要使用字典中能找到的词语作为密码，即使是字母次序颠倒过来的常用词语也不可以。为保障数据安全，还可采取限制登录次数、使用验证码、使用用户的具有排他性的自然特征（如指纹、人脸等）作为身份验证依据等措施。
四、小结 一、密码防盗措施用户：肩窥方式：我们可以在输入密码时遮挡自己的操作过程，防止别人偷看密码信息；或者确定环境安全后再进行操作。防字典破解：设置安全密码，不用生日、姓名及拼音缩写、手机号、简单数字组合、单词、身份证号、用户Id等等。防暴力破解：设置安全密码，要同时包含大小写字母、数字、特殊符号，不少于8个字符。服务运行商：限制次数、验证码或使用用户的具有排他性的自然特征（指纹、人脸等）措施防止数据被盗。
课后作业：1.有可视化界面程序中的jiemi()函数中的for循环改为while条件循环，运算速度是提高了，还是降低了？2.再将i=i+1改为i+=1，运算速度有无变化？
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。