第15课 简单密码易破解（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密码破解与安全设置，通过计算不同密码组合的破解次数，帮助学生理解枚举法与循环结构。课堂导入结合应用软件登录、手机锁屏等生活密码场景提问，引导学生从生活经验过渡到抽象算法思维，搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以任务驱动培养计算思维，通过四位数字密码（10^4=10000次）、六位“数字+字母+符号”密码（94^6≈7000亿次）等任务分解问题、建模计算；渗透信息意识，总结密码安全原则，结合“破解时间估算.py”程序实践。学生能提升算法应用与信息安全意识，教师可借助任务与练习高效教学。

第4单元 发挥算法的优势 简单密码易破解 第１5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 通过分析密码设定规则，计算破解密码所需的重复判断次数，估算破解密码的大致时间。 学习目标 进一步认识循环结构，体会利用遍历法解决问题的基本思路，了解密码设置的安全性。 PART 2 课堂导入 课堂导入 在日常生活中，有许多地方都需要设置密码，密码保护着我们的个人隐私和信息安全。 你知道哪些情况需要设置密码？ 课堂导入 日常生活中的各种密码，位数要求不同，组合形式也不一样。 你设定的密码是否安全？是否容易被别人猜到？ 应用软件的登录密码 计算机的开机密码 手机锁屏密码 小区门禁密码 行李箱密码 家门的智能锁密码 PART 3 新知探求 新知探究 学习活动1 活动1：探究密码的破解次数 新知探究 学习活动1 探究密码的破解次数 任务1：四位数字密码的次数 讨论 小夏家里有一个四位的数字密码锁，家里人忘记了密码，请你想办法帮忙找到密码，思考最多需要尝试多少次？ 每一位数字都是 0 至 9，每一位有 10 种可能性。 四位数字的组合就是： 新知探究 第１步：确定四位数字密码的组合方式 四位数字密码的组合方式，可以从 0（即 0000）至 9999。 10×10×10×10 = 10 000 种 第２步：计算需要尝试的次数 如果用循环结构来枚举，每种情况都需要尝试，最多需要进行 10 000 次， 也就是要循环 10 000 次才能找到正确密码 学习活动1 探究密码的破解次数 枚举法的基本思想是逐一列举指定范围内所有可能的情况， 根据条件进行检验从而找到可能的答案。 新知探究 任务2：六位“数字 + 字母”密码的破解次数 第 1 步：确定六位“数字 + 字母”密码的组合方式 每位包括：数字 0 至 9，共 10 种；大写字母 A 至 Z，共 26 种；小写字母 a 至 z，共 26 种。 每位有 10 + 26 + 26 = 62 种，需要的次数是六个 62 相乘： （也就是约 568 亿次） 62×62×62×62×62×62 = 56 800 235 584（次） 第 2 步：计算一共有多少种组合，即所需的破解次数 学习活动1 探究密码的破解次数 新知探究 进一步探究：“数字＋字母 + 符号”六位密码破解次数 94×94×94×94×94×94=689 869 781 056次 （近7 000亿次） 提示：字母包含大小写字母，计算机标准键盘上常见符号约有 32 种。 学习活动1 探究密码的破解次数 第 1 步：确定密码字符范围 第 2 步：计算所需的破解次数 每位包括：数字0至9，共10种；大写字母A至Z，共26种；小写字母a至z，共26种；标准键盘常见的符号按32种计算 每位有10+26×2+32=94种可能性，最多需要循环的次数是： 　 即使计算机具有强大的计算能力，在大量数据面前，也需要一定时间才能完成。 此外，密码位数越多，组成方式越复杂，所需的破解时间也就越长。 新知探究 学习活动2 活动2：对比不同密码的破解时间 新知探究 学习活动2 对比不同密码的破解时间 运行名为“破解时间估算 .py”的参考程序，记录并对比不同密码组合所需的破解时间。 对比不同密码的破解时间 破解密码形式 大约所需时间 六位数字密码 “数字＋字母”的六位密码 “数字＋字母 + 符号”的六位密码 新知探究 活动3：密码设置的安全性 学习活动3 新知探究 日常生活中，我们设置密码时，为防止被别人猜到或被计算机程序破解，设置密码时要遵循一些基本的原则。 1. 设置密码需要一定的长度和复杂度。 例如，六位以上数字、字母或字符的组合。 2. 密码最好包含大小写字母、数字和符号。 3. 密码不要与姓名、生日、电话号码等相同。 学习活动3 密码设置的安全性 更安全 密码是重要的个人隐私信息，要注意保护好，不要告诉他人。 小组同学交流设置密码应遵循的原则，分享想法 新知探究 现实生活中，有许多防止密码被破解的方法： 人们在消费支付时，系统通常会设定密码的输错次数，超过指定 的次数后就不能继续操作。 学习活动3 密码设置的安全性 登录各类应用软件时，除了要求输入密码，通常还要求输入验证码，而且验证码具有时效性，需要在较短时间内输入，否则也不能继续操作。 PART 4 知识总结 知识总结 破解密码所需的循环次数 密码字符类型：数字、 数字 + 字母、 数字 + 字母 + 符号 密码长度：四位、六位…… 循环次数：密码字符类型与某位次的可能性数有关，密码长度与乘法的项数有关 枚举法解决问题 基本思想是逐一列举指定范围内所有可能的情况， 根据条件进行检验从而找到可能的答案。 PART 5 智慧挑战 2.小刚的自行车密码锁是一个3位数字密码（每位从0到9），但他忘记了密码。他决定从“000”开始，依次尝试“001”、“002”……直到试出正确密码。这种尝试方法，在最坏的情况下需要试多少次？ A. 3次 B. 30次 C. 100次 D. 1000次 1.为了保障账户安全，以下哪种密码规则的组合方式最多，最难被遍历法破解？ A. 一个4位的纯数字密码（每位0-9） B. 一个3位的密码，每位可以是一个数字（0-9）或一个小写字母（a-z） C. 一个2位的密码，每位可以是一个数字、一个小写字母或一个大写字母 智慧挑战 智慧挑战 解析：3位，数字或小写字母：每位有 10个数字 + 26个字母 = 36种可能。 总数 = 36 × 36 × 36 = 46,656种。 答案：B 解析：第一位数字有10种可能（0-9），第二、三位数字各有10种可能。 可能性是：10 × 10 × 10 = 1000次。 答案：D PART 6 兴趣园地 兴趣园地 有一个包括三位数字的密码锁，现在只记得中间一位数字是 3。 破解三位数字的密码锁 运行参考程序，分析程序破解这个密码的方法。 ？ 3 ？ 知道中间位的数字为 3 后，密码破解还剩第一位和第三位，那么就可以用两个循环变量 i 和 j，通过双重循环结构遍历所有可能的数字从而破解密码。 一个不漏、按顺序地访问每一个成员的过程 也就是：第一位每枚举一个数字，第三位要枚举 0 至 9 个数字。 i j 兴趣园地 如果一个三位数，它每个数位上数字的立方之和等于它本身，那么这 个数被称为水仙花数，如 153 = 13+ 53+ 33。 运行参考程序，找到所有水仙花数。 水仙花数 算法与程序实现提示： （1）定义变量 i、j 和 k，代表各数位上的数字。 （2） i ： 1~9，j ：0~9， k ：0~9。 （3）计算 i、j 和 k 的立方之和。 （4）把 i、j 和 k 组合成一个三位数。 （5）如果立方之和与三位数相等，则找到一个水仙花数。 （6）继续寻找其他水仙花数，直到所有三位数都检验完成。 j i k 百位 十位 个位 运行结果： 153,370,371,407 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版·五年级 $