3.4信息安全中的加密（课件）2025-2026学年五年级上册信息科技苏科版

该小学信息科技课件聚焦加密算法与信息安全，以“破解老师加密祝福语”为任务驱动，引导学生从凯撒密码的明文-密文转换入手，通过示例、模拟程序和破译提示，逐步掌握加密解密流程，进而探究增强安全性的方法，最后延伸至古今加密技术的对比。 其亮点在于融合计算思维（设计凯撒密码算法破解问题）、信息意识（探讨密钥轮换等安全方法）和数字化学习（使用模拟程序体验加密解密），结合古诗密码本（用10字古诗生成密钥加密生日）、反切码（“补给粮食”数字编码）等古今实例，通过任务驱动和实践操作，学生能提升问题解决能力与探究兴趣，教师可借助丰富资源开展高效互动教学。

五上U3 生活中常见的算法思想 X老师 3-4信息安全中的加密 3-1奖品购买中的枚举 3-2棋盘覆盖中的分治 3-3棋子移动中的递推 3-4信息安全中的加密 目 录 CONTENTS 01 什么是加密算法 用程序实现加密算法 02 古密今算 03 任务驱动 在迎新年活动中，老师使用加密算法对自己的祝福语进行了加密。 尝试“破解”老师加密的祝福语 Part One 01 什么是加密算法 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3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。 加密算法 加密规则： 加密 明文 密文 （加密前） （加密后） 密钥 Y Z A B C D E F Y Z A B C D E F G H 凯撒密码 老师的祝福语经过凯撒加密后变KdssbQhzBhdu，同时他提供了一个破译提示：数字“3”。祝福语的明文是什么？ 解密 后移3位 HappyNewYear …… …… 体验加密 凯撒密码 打开“凯撒密码”模拟程序 体验解密 加密与信息安全 在传统的凯撒密码中，只要掌握了密钥，就能轻松破解密文。 思考：要增强信息的安全性，应该怎么做? 使用多组密钥对原文进行轮换加密，增强加密复杂性和安全性。 密钥轮换加密 对加密后的数字进行位移操作，实施第二层加密保护。 位移数字再次加密 按不同分段设置不同的移位数，增加破解难度。 分段位移设置 字母与符号混合加密，进一步提高加密强度。 混合加密处理 对最终加密后的密文进行乱序重组，确保输出结果的安全性。 密文乱序重组 Part Two 02 用程序实现 加密算法 凯撒密码 运行“凯撒密码加密”程序，输入一段想要加密的明文，并查看加密后的密文。尝试手动验证密文是否正确。 密钥 明文：ngvve 密文：happy Part Three 03 古密今算 古诗密码本 游戏规则： 我们可以借助古诗设计密钥。例如，将“床前明月光，疑是地上霜”的10个汉字分别对应数字“0~9”,就能生成一个独特的“密钥”。 请你选择一句自己喜欢的古诗制作成密钥，然后将自己的生日进行加密，并邀请同学尝试破译。 古诗密码本 你选择的古诗（10字）： （ ） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 填入下表，生成“密钥” （将生日进行加密）生成的密文是： （ ） 解密后的日期是： （ ） 床前明月光疑是地上霜 床 前 明 月 光 疑 是 地 上 霜 明床明是床霜前疑 20260915 加密算法是多种多样的，只要双方约定好“密钥”，就可以进行加密和解密了。 “柳边求气低，波他争日时。莺蒙语出喜，打掌与君知。”“春花香，秋山开，嘉宾欢歌须金杯，孤灯光辉烧银缸。之东郊，过西桥，鸡声催初天，奇梅歪遮沟。”这两首看起来很平常的古诗词，事实上是我国古代密码“反切码”的代表。 “反切码”是在古代注音方法“反切法”的基础上创造的。“反切法”的规则是用两个汉字组合给另一个汉字注音，其中第一个字取其声母，第二个字取其韵母，再另取声调即可。 古人的加密算法 例如“风”字可注为“房”（声母/f/）和“风”（韵母/eng/）的组合，读作/feng/ “柳边求气低，波他争日时。莺蒙语出喜，打掌与君知。” 古人的加密算法 20个字的声母，依次分别编号1到20 “春花香，秋山开，嘉宾欢歌须金杯，孤灯光辉烧银缸。之东郊，过西桥，鸡声催初天，奇梅歪遮沟。” 36个字的韵母，顺序编号1到36 再将当时字音的八种声调，也按顺序编上号码1到8，就形成了完整的“反切码”体系。 这四个字的编码分别是2-30、19-25、1-3、10-21。 补给粮食 在战场上想要传达“补给粮食”的情报只需传递这四对数字就可以达到目的。 X老师 希望本节课有所收获 五上U3 生活中常见的算法思想 $