互传密信有诀窍（教案）2024-2025学年五年级全一册信息技术人教版

吉木萨尔县第四小学电子备课 备课教师：刘敏 参与教师： 上课时间 课时安排 累计课时 课题 第 9 课 互传密信有诀窍 教学媒体 计算机、课件、教材 多媒体使用累计课时 教学目标 1.初步了解移位密码的基本规则，看懂用流程图描述的移位加密算法，知道明文与密文的关系。 2.了解加密算法在保护信息安全方面的意义， 增强信息安全意识。 教学重点 信息加密传输的过程，明文与密文的关系； 教学难点 加密算法在保护信息安全方面的意义。 教法 讲授法 学法 自主学习法、合作式学习法、探究式学习法 课前三分钟 筑牢中华民族共同体意识：以铸牢中华民族共同体意识为主线，坚定不移走中国特色解决民族问题的正确道路 法治渗透和安全教育：未成年人的父母或者其他监护人应当为未成年人提供安全的家庭生活环境，及时排除引发触电、烫伤、跌落等伤害的安全隐患。 教学内容及教师活动 自我调控 这一课通过简单且广为人知的凯撒密码，初步了解移位加密算法。 学习活动1 认识简单的移位密码 凯撒密码采用的是一种简单的移位加密算法。规则是把明文中的每个字母按照一定的规则移动，从而生成密文。 明文中的所有字母在字母表中向右移动指定位后被替换成密文。例如， 当字母表中的字母向右移动三位时，A替换成D，B替换成E，以此类推。 如果移动后的字母超过了字母表最后的字母Z，则需要回到字母表的开头， 继续向右移动。 字母向右移动三位示意图 明文 A B C D E …… T U V W X Y Z 密文 D E F G H …… W X Y Z A B C 明 文 A B C D E F G H I J K LM N O P Q R S T U V W X Y Z 密 文 D E F G H IJ K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C 解密是加密的反向操作。 例如，将加密时的向右移动三位改为向左移动三位，就可以解密。如果移动后的字母超过了字母表的最前面一个字母 A，则需要回到字母表的最后， 继续向左移动。 密 文 A B C D E F G HIJ KL M N O P Q R S T U 明 文 X Y Z A B C D E F G H IJ K L M N O P Q R 密文与明文的对应关系 上述移动三位的加密算法，可以用自然语言描述如下。 第 1 步：输入要传送的明文。 第 2 步：查看第一个字母，将字母向右移动三位并输出对应的字母。 第 3 步：重复第 2 步操作，分别判断并输出第二个字母、第三个字母、第四个字母……直到处理完成原文中的所有字母。 可以看出，以上构成了一个循环结构的算法。 学习活动２ 与同学互传中文密信 要求：两个同学一组，利用移位加密的规则，给对方写一封简单的中文密信，然后解密并相互验证。 具体的操作过程如下。 第 1 步：依据自己所写密信的字数，确定一个多行多列的方格，把明文依次放入方格中。设定的行数、列数成为密钥的第一部分。 例如，把原文“计算机的能力主要依赖极高的算力、巨量的数据以及人类积累起来的丰富算法。”放入 6 行 6 列的方格中。 计 算 机 的 能 力 主 要 依 赖 极 高 的 算 力 、 巨 量 的 数 据 以 及 人 类 积 累 起 来 的 丰 富 算 法 。 把原文放入方格中 第 2 步：选定要移位的列和移位的方式，如奇数列、下移 3 行。这是密钥的第二部分。 第 3 步：把奇数列的文字依次下移 3 行，找到对应的方格填入，下移超过最后一行的文字，回到第一行继续下移替换，构成密文。 计 算 机 的 能 力 主 要 依 赖 极 高 的 算 力 、 巨 量 的 数 据 以 及 人 类 积 累 起 来 的 丰 富 算 法 。 的 算 据 的 及 力 类 要 累 赖 来 高 丰 算 算 、 。 量 计 数 机 以 能 人 主 积 依 起 极 的 的 富 力 法 巨 把奇数列的文字下移、替换 第 4 步：两位同学互传加密后的密信，并尝试解密。 解密时，按照加密的规则反向操作。例如，将加密时向下移动改为向上移动。可以给对方一些提示，如自己所用的方格数，移位的行数等，也可以双方共享密钥。 学习活动３ 讨论交流：信息加密与信息安全 在信息传输过程中，为确保信息安全，发送方往往需要把原文信息进行加密后再传输，接收方收到信息后通过解密，获得原文信息。 明文 密文 明文 加密 解密 原始文档 加密文档 解密文档 接收方 发送方 信息传输过程的加密与解密 以小组讨论方式进行交流。 1. 为信息加密时，在字母表中改变移动的位数，如果不是移动三位，而是移动五位、七位等，是不是更安全？ 2. 如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ 3. 加密时，把英文字母替换成指定中文段落中的文字，或者把中文替换成字母表中指定的字母，是不是更安全？ 进一步思考：学习了移位加密算法后，有同学说，以后给自己或家长设置密码时，也要运用所学的算法规则。先想一个自己很容易记住的密码，然后利用移位、替换等方式，变成不容易被别人猜到的密码。 你认为这个做法好吗？与小组同学交流看法。 这里引导学生进一步思考，把想法大胆说出来， 有助于学生巩固所学知识并迁移应用，教学时要鼓励学生发散性地去独立思考、积极表达观点。 拓展与提升 尝试用所学加密算法，设计一个自己的密码本，并用这个密码本的加密方式，加密一则信息并传送给同学或家长，看看他们能否顺利解读出来。 尝试通过网络搜索，查询还有哪些常用的加密算法以及这些算法的关键因素。 板书设计 第 9 课 互传密信有诀窍 认识简单的移位密码 与同学互传中文密信 讨论交流：信息加密与信息安全 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $$