9.互传密信有诀窍（教学课件）-五年级信息科技全一册同步备课系列（人教版2024）

互传密信有诀窍 互传密信有诀窍 五年级全一册 行业PPT模板http:///hangye/ 人教版 认识简单的移位密码 与同学互传中文密信 信息加密与信息安全 学科网 导 入 新 课 导 入 新 课 导 入 新 课 导 入 新 课 凯撒密码是历史上真实存在的一个经典加密方法，保护了重要军情信息。那么凯撒密码的加密规则是什么呢？我们一起来学习吧！ 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 牛刀小试：请同学们利用凯撒密码的密码表，加密或解密以下信息。 提示：移位规则均为3位，如果出现标点、空格等时，保持不变。 解密后的明文 加密后的密文 hello world lucky day jrrg pruqlqj 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 牛刀小试：请同学们利用凯撒密码的密码表，加密或解密以下信息。 提示：移位规则均为3位，如果出现标点、空格等时，保持不变。 解密后的明文 加密后的密文 hello world khoor zruoa lucky day oxfnb gab good morning jrrg pruqlqj 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 上述移动三位的加密算法，可以用自然语言进行描述。 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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 还可以用流程图进行描述。 以加密hello为例，首先找到明文的H，对应K； 再找到明文的E，对应H；以此类推。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、认识简单的移位密码 到了现代，凯撒密码已经无法完全保证人们的信息安全，很少被直接使用，但常常作为一个部分被用于其他的加密方法之中。 在线凯撒密码加密解密 (lddgo.net) 讲 授 新 知 讲 授 新 知 二、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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 二、与同学互传中文密信 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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 二、与同学互传中文密信 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。 解密后的明文 加密后的密文 提示 数据 数机 奇数列下移3位 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、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。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 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？ 移位数的选择可以根据需求进行调整，一般来说，较小的移位数会使加密后的密文更容易被破解，而移位数较大，信息更安全，也可能会导致密文难以解读。但如果发送方和接收方事先约定好，接收方就很容易解密。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 以小组讨论方式进行交流。 2. 如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ （1）方法1：暴力破解 由于移位密码的密钥空间较小（只有26种可能的密钥），可以利用循环操作遍历所有移位次数（0到25）来破解密码，在 26 个英文字母中，把所有可能的情况全部尝试一遍。这种方法虽然简单，但需要一定的计算时间和资源，利用计算机可以帮助我们 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 以小组讨论方式进行交流。 2. 如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ （2）方法2：‌频率分析‌ 如果密文中包含重复的字母或模式，可以通过统计密文中每个字母出现的频率，结合常见的字母频率表，推断出可能的移位数。这种方法在密文较短或包含重复模式时较为有效。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 以小组讨论方式进行交流。 2. 如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ （3）方法3：‌已知明文攻击‌ 如果知道部分明文内容，可以通过对比已知明文和密文，推断出移位数。例如，如果知道“HELLO”加密后变成了“KHOOR”，可以推断出移位数为3。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 以小组讨论方式进行交流。 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？ 发送方和接收方事先约定好所有文章段落和移动方式（向前或向后、移动几位等），在双方保守秘密的情况下，这种方式的安全性高于只用字母或只用中文的方式。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、信息加密与信息安全 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。 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 1. 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。 拓展活动 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 2. 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。 拓展活动 总 结 总 结 1．凯撒密码的基本算法思想就是移动字母位置并替换。 2．通过了解移位加密算法，知道明文和密文的关系。 3．加密算法在保护信息安全方面起着重要作用，保护着我们的信息安全。 4．我们设置密码时，可以适当运用加密算法来加密。 谢谢观看 学科网制作 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.1 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 $$nullnull