第9课 互传密信有诀窍（教学课件）信息科技人教版五年级上册（新教材）

该小学信息科技课件聚焦移位密码（凯撒密码），涵盖加密解密规则、算法思想及信息安全意义。课堂导入通过影视剧密文情节激发兴趣，从生活情境自然过渡到凯撒密码，以示例表格、游戏活动为支架，构建从具体到抽象的知识脉络。 其亮点在于生活化情境与分层实践结合，通过“密文游戏猜一猜”“中文密信互传”等活动渗透计算思维（如循环结构描述算法），强化信息意识（信息安全认知）。学生在动手加密解密中提升逻辑推理能力，教师可直接利用丰富案例与活动设计，高效开展趣味教学。

第3单元 用算法解决问题 互传密信有诀窍 第9课 人教版·五年级 学习目标 01 课堂导入 02 新知探究 03 知识总结 04 智慧挑战 05 兴趣园地 06 目录 CONTENTS 2 PART 1 学习目标 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。 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。 学习目标 PART 2 课堂导入 课堂导入 我们在影视剧中经常会看到用密文传送信息的情节，让人感觉很神秘。 课堂导入 本课一起来认识简单且广为人知的凯撒密码，了解简单的移位加密算法。 什么是凯撒密码？ 实际上，这些密文的加密都用了加密算法。 PART 3 新知探求 新知探究 学习活动1 活动1：认识简单的移位密码 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 凯撒密码 　　大约公元前100年，古罗马的恺撒大帝便使用了人类历史上最古老和经典的密码。后世称为恺撒密码，也叫移位密码。 这是一种最简单的加密技术，其中“明文”的每个字母，都比它在字母表中的位置平移一定的位置。譬如都后移三个字母，A就变成了D。即使敌方截获了这些“密文”，也只是没有意义的一堆乱码。恺撒大帝靠着这种“高科技通信”，向将军们发号施令，呼风唤雨，取得了重大的战略优势。 凯撒密码 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。 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 加密规则：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。 移动3位加密 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 移动3位明文与密文的对应关系 解密 解密是加密的反向操作。 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 移动3位密文与明文的对应关系 解密规则：密文中的所有字母在字母表中向左移动指定位后被替换成明文。 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。 加密算法的自然语言描述 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 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。 补充流程图 向右移三位替换 可以看出，以上构成了一个循环结构的算法。 输入密文字母 取下一个字母 密文游戏猜一猜 新知探究 学习活动1 认识简单的移位密码 密 文 明 文 jrrg pruqlqj 注意：如果出现标点、空格等时，保持不变。 按照凯撒密码的移位规则，尝试对由英文字母组成的信息进行加密与解密游戏。 good morning apple dssoh Sbwkrq frgh Python code 新知探究 学习活动2 活动2：与同学互传中文密信 新知探究 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。 活动要求 加密 解密 具体的操作过程如下 新知探究 学习活动2 与同学互传中文密信 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。 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。 设定的行数、列数成为密钥的第一部分 具体的操作过程如下 新知探究 学习活动2 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。 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。 选定要移位的列和移位的方式是密钥第二部分 逐个对指定的文字进行移位替换操作，也使用了循环结构，达到加密的目的。 具体的操作过程如下 新知探究 学习活动2 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。 密钥由方格数和移位规则两部分组成。 在相同移位规则下，不同行数和列数的方格，加密得到的密文是不同的。 解密时，不仅要推算移位规则，还要了解方格的行数和列数。 输 入 输 出 处 理 加密 明文 移位操作 密文 密文 反向移位 明文 解密 新知探究 活动3：信息加密与信息安全 学习活动3 新知探究 学习活动3 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。 讨论 是！ 新知探究 交流讨论 学习活动3 信息加密与信息安全 问题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？ 问题2：如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ 问题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？ 如果不知道移动位数，或者移动位数较多，通常不容易解密。 但如果发送方和接收方事先约定好，接收方就很容易解密。 可以利用循环操作遍历所有移位次数进行“暴力破解”。 比如，在26个英文字母中，把所有可能的情况全部尝试一遍。利用计算机的快速运算能力，将“笨办法”变得简单实用。 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。 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。 新知探究 　　 是！ 学习活动3 信息加密与信息安全 你认为这个做法好吗？与小组同学交流看法 PART 4 知识总结 知识总结 移位加密算法 加密过程就是明文通过移位操作转换成密文的过程 解密是加密的反向操作 信息加密与信息安全 发送方和接收方事先约定好加密规则，接收方才容易解密，保证了信息对第三方的隐匿性。 PART 5 智慧挑战 2.移位密码在保护信息安全方面主要起到？（ ） A、完全防止信息被窃取 B、增加信息被破解的难度 C、使信息无法被读取 D、没有任何影响 1.移位密码中，将字母向后移动 5 位进行加密，字母 “B” 加密后变为（ ）？ A、E B、F C、G D、H 智慧挑战 智慧挑战 解析：注意26个英文字母对照不要数错 答案：C 解析：如果发送方和接收方事先约定好，接收方就很容易解密。 答案：B PART 6 兴趣园地 兴趣园地 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。 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版·五年级 $