3.4加密与解密课件-2025-2026学年教科版高中信息技术必修一

该高中信息技术课件以“加密与解密”为核心，从伏尼契手稿的神秘传说及AI破解案例导入，引导学生从古老加密术（如恺撒密码）入手，逐步掌握加密解密原理、ASCII编码转换及Python编程实现，最终延伸至数据安全与密码法知识，通过自主阅读、加密尝试、代码填空等支架帮助学生层层深入。 其特色在于以情境化故事激发兴趣，通过“原理探究-代码实现-现实应用”链条培养计算思维与信息意识，如恺撒密码编程填空、设计专属密码程序等任务，让学生在实践中理解算法与数据安全。教师可借助分层练习与拓展资源，高效提升学生数字化学习与创新能力。

伏尼契手稿 约在15世纪初出版,被称为“世界最神秘的书”，240页篇幅记载多种复杂文字、未知语言与奇怪的插图，许多密码学家、语言学家都试图破解它的秘密，但多年来都无法解释手稿上的意涵。 1 随着人工智能的产生及不断发展，给破译伏尼契手稿重新点燃了希望。 加拿大研究人员利用AI技术,运用世界人权宣言中380种不同语言的样本，判断文本内容有较高概率是加密过。第一句意思是“她向家人、我、人民提出建议”。 这一研究为解密600年前的伏尼契手稿的秘密迈出了巨大的一步。 重燃希望 2 加 密 与 解 密 信息技术 高一年级 3 说一说 加密方式 你知道的加密方式有哪些呢？ 4 看一看 古老的“隐身术” 阴符，双方事先约定，用不同长木的的木板代替不同的含义。 代码法，北宋进士曾公亮搜集常用军事短语出征前将用密码本发给将领，并约定用一首不含重复文字的40字五言律诗与密码相对应。　　 反切码利用诗歌声母和韵母的编号组合的一种较难破解的加密方式。 斯巴达密码棒，使用时先将纸带绕棍子一圈，然后写上需要传输的信息，接着打开纸带给送信人。 摩尔斯电码是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。 恺撒密码，是加法密码的典型代表，它只是简单地将明文中的每一个字母用字母表中该字母后的第3个字母替换。 5 探究一 人工加密凯撒密码 【自主阅读】“恺撒密码”，它是一种替代密码，通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用，如将字母A换作字母D，将字母B换作字母E，《高卢战记》曾有描述。 请尝试将这条短语加密：HI PYTHON ？ ？ 密前字母 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 Z 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 C 密 后字 母 加密后：KL SBWKRQ 规律总结： 1）字母A-W之间，字母则直接后移三位 2）字母X-Z之间，返回字母表的开头按顺序后移 4）大小写字母加密原理相同 3）只加密英文字母，其余原样输出 密 码 表 6 议一议 加密与解密的过程 加密算法 HI PYTHON 明文数据 密钥3 KL SBWKRQ 密文数据 密钥3 HI PYTHON 明文数据 加密 解密 解密算法 发送者 接受者 加密将原始信息(数据)隐匿起来，使之在缺少特殊信息(数据)时不可读； 解密将密文还原成明文的过程。 密钥由数字、字母或特殊符号组成的字符串，控制数据加密、解密的过程 凯撒密码的原理：字符A-W：密文=明文+3 字符X-Z：密文=明文-23 【自主学习】知识小链接，了解明文、密文、密钥的概念，尝试用自然语言描述加密与解密的过程。 7 01 02 03 05 密文=明文+3 A+3=D ? python中输入 字母根据ASCII值可转换成数字 04 要将字母转换成数字 探究二 计算机加密凯撒密码 字母不能直接加3进行算术运算 8 基础题 字符与编码的转换 ord（）：字符转换成对应编码值的函数 chr（）：编码值转换对应字符的函数 两个函数可以配对使用 ASCII美国信息交换码，仅对10个数字、26个大小写英文字母和一些符号进行编码。A-Z:65-90；a-z:97-122。 9 提高题 完善加密算法核心部分代码 def CaesarCipher(): #“加密”按钮激发函数 c = mingwen.get("0.0", "end") #获取mingwen对象的内容（明文） b = "" #密文b置初值为空 miwen.delete("0.0", "end") #清空miwen对象的内容 for i in range( ① ): #获取明文内容的每一个字符，并加密 if 'a' <= c[i] <= 'w' or 'A' <= c[i] <= 'W' : #判断a～w或A～W间的字母 #生成密文 elif 'x' <= c[i] <= 'z' or 'X' <= c[i] <= 'Z' : #判断x～z或X～Z间的字母 #生成密文 else: ④ #字母以外的明文不变 miwen.insert(" 0.0 ",b) #在miwen对象中显示结果 mingwen miwen ② (c[i])+3 ①len（c）②b = chr(ord(c[i])+3) ③b = chr(ord(c[i])-23) ④b = c[i]) ③ ①len（c）②b = b+chr(ord(c[i])+3) ③b = b+chr(ord(c[i])-23) ④b = b+c[i]) 穷举法暴力破解 10 挑战题 完善解密部分核心算法代码 def CaesarCipher(): #“解密”按钮激发函数 c = mingwen.get("0.0", "end") #获取miwen对象的内容（密文） b = "" #明文b置初值为空 miwen.delete("0.0", "end") #清空mingwen对象的内容 for i in range( ① ): #获取明文内容的每一个字符，并解密 if 'a' <= c[i] <= 'w' or 'A' <= c[i] <= 'W' : #判断a～w或A～W间的字母 ② (c[i])+3 #生成明文 elif 'x' <= c[i] <= 'z' or 'X' <= c[i] <= 'Z' : #判断x～z或X～Z间的字母 #生成明文 else: ④ #字母以外的密文不变 miwen.insert(" 0.0 ",b) #在mingwen对象中显示结果 mingwen miwen ①len（c）②b = b+chr(ord(c[i])-3) ③b = b+chr(ord(c[i])+23) ④b = b+c[i]) ③ 挑战题 完善解密部分核心算法代码 解密是加密的逆运算 11 计算机网络 物联网 大数据、云计算 量子技术 区块链 知识延伸 数据安全保护 密码学家王小云成功破解MD5和SHA-1两大国际密码 2020年1月1日起施行《中华人民共和国密码法》密码法旨在规范密码应用和管理，促进密码事业发展，保障网络与信息安全，提升密码管理科学化、规范化、法治化水平，是我国密码领域的综合性、基础性法律。 自主密码，国之重器 12 拓展题 编写你的专属密码 密钥控制着加密和解密的过程，是保证信息安全的关键技术。 1、请你根据所学编写以你自己命名的密码程序。 2.上网搜索如何提高凯撒密码的安全性能？ 13 14 $