4.1 信息安全风险和防范——数据加密 教案-2020-2021学年高中信息技术人教/中图版（2019）必修2

案例　数据加密 1. 教学目标 ·通过体验凯撒加密和维吉尼亚加密理解加密的过程，培养学生的计算思维核心素养。 ·通过明文加密的操作，体会加密密钥的作用。 ·通过对密文的破解，理解解密密钥的作用。 ·通过加密和解密的体验活动 理解对称式加密，并增强信息安全意识。 2. 教学背景分析 学生已经学习了Python程序设计的基本知识，能运用循环、分支结构进行一些基本的程序设计，并理解了函数的基本用法。上节课已经了解了基本的密码安全规范，并提到了网络传播中的数据可能会被“抓包”等手段窃取到，为本节内容进行了铺垫。 3. 教学重点和难点 教学重点：对称式加密和非对称式加密算法的概念；凯撒加密的具体过程。 教学难点：凯撒加密和维吉尼亚加密的原理。 4. 教学方法 讲授法、任务驱动法。 5. 板书设计 数据安全——泄密、数据篡改 数据加密——对称式加密、非对称式加密 6. 教学过程设计 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入 回顾上节课提到的数据在网络传输时被窃取和账号被劫持的情况。 提出问题：在网络中传输数据时，怎样才能避免自己的数据被窃取？ 思考并回答（数据加密） 回顾上节课内容，引出本课数据加密的需求 讲授新知 讲授凯撒加密法。 初步了解凯撒加密法的概念及原理凯撒加密法是凯撒大帝为了和将军们传递消息，同时保证安全性而采用的一种加密方法。原理：加密内容为字母 a~z，选用 1~26 中的一个数字作为密钥，然后明文字符向后移位对应的数字位数，用移位后的字母来代替。 概念：密钥、明文、密文 听讲 理解 初步了解凯撒加密法的概念及原理 体验活动1 体验活动1 1. 打开“加密算法.xls”中的“体验凯撒加密.sheet”。 2. 执行以下操作。 （1）输入一个数字作为密钥，在明文处写上一段英文。 （2）查看加密后的内容。 （3）把密钥换成其他数字，观察密钥变化后密文内容的变化规律。 3. 提问：如果想还原加密后的密文，怎么做？ 4. 提问：在不知道密钥的情况下，该怎么解密？ 5. 完成任务1。 （1）打开“凯撒加密.py”文件， 调 用解密函数，尝试解密“任务1.txt”中的密文。 （2） kaisa_encrypt——加密函数 kaisa_decrypt——解密函数 6. 教师总结。 凯撒加密的特点：移位替换，算法简单，容易理解和实现。 凯撒加密的