第六单元 第3节《互联网信息加密》课件2025-2026学年广东教育出版社信息科技学习手册七年级全一册

该初中信息科技课件围绕“互联网身份验证——守护数据之钥”，从信息加密基本原理出发，通过“设计《在线生活安全指南》专栏”问题导入，引导学生逐步学习加密算法（如凯撒密码、对称/非对称加密）、文件加密操作（WPS、WinRAR）及未来技术（量子加密等），构建递进式学习支架。 其亮点在于以任务驱动贯穿教学，通过凯撒密码改进讨论、加密软件探究等活动，培养信息意识（数据安全）、计算思维（算法设计）和数字化学习能力（工具操作）。采用合作探究与课堂小测结合，学生能提升实践与创新能力，教师可依托清晰流程高效教学。

七年级信息科技 互联网身份验证 守护数据之钥 AI生成 问题导入 在数字时代，个人信息与重要数据如同珍贵宝藏，而数据传输过程易成为安全隐患的突破口。为守护这些无形财富，信息加密技术应运而生。如何才能为《在线生活安全指南》设计“信息加密”专栏呢? 学习目标 01. 能够描述信息加密的基本概念和原理。 02. 能够使用加密软件对重要数据和个人信息进行加密保护。 03. 能够描述信息加密技术的未来发展方向。 Part One 一、信息加密的基本原理 在日常网上购物、重要文件传输，或社交媒体个人信息保护的各类场景中，加密技术始终默默守护着我们的数据安全。理解加密的基本原理，有助于我们更有效地保护个人信息，防范数据泄露和篡改风险。如何为“信息加密”专栏添加“加密技术大揭秘”板块呢? 一、信息加密的基本原理 5 假设有一个字符串“HELLO”，需要按照规则“字符串中每个字母在字母表中向后移动3位”进行移动处理，要怎样做? 1.将处理过程梳理在表中。 2.移动处理后的字符串与初始的字符串 (相同/不同)，将初始字符串按照特定规则进行处理的过程可以视为数据加密。 3.如果要还原为初始字符串，需要将移动后的字符 ，将移动后的字符串还原为初始字符串的过程可以视为数据解密。 活动1：思考讨论 移动前的字母 H E L L O 移动后的字母 6 数据加密技术是通过将明文与密钥结合，利用特定算法转换为密文，从而保护数据安全的一种技术手段。 密钥是加密和解密算法中的关键参数，它是一种特殊的代码或数据片段，决定了加密和解密的规则。例如在上述思考活动中,“字符串中每个字母在字母表中向后移动3位”即为密钥。 一、信息加密的基本原理 数据加密过程是利用算法和密钥将明文转换为密文，密文由无规律的字符组成无法被直接理解，只有使用相应密钥解密后才能还原为明文。 例如，将“Hello,World!”使用密钥3(即将每个字母在字母表中往后移动3位)加密后，得到的密文为“Khoor，Zruog!(这种通过将明文中的每个字母在字母表中按照固定偏移量进行替换的加密技明文术称为“凯撒密码”。) 一、信息加密的基本原理 凯撒密码由于偏移量(密钥)短且固定，容易被破解。如果偏移量不是固定的，而是随机的，或者根据某种规则变化，会不会更安全?小组就“如何改进凯撒密码的安全性”问题展开交流，并将交流结果梳理在图中。 活动2：思考讨论 9 凯撒密码安全性较低，现代密码学通常采用更复杂的加密算法(如AES和RSA等)来保障数据安全。根据密钥的使用方式，数据加密技术可分为对称加密和非对称加密。对称加密使用同一个密钥进行加密和解密，其原理如图所示，特点是加密速度快、效率高。 一、信息加密的基本原理 非对称加密则使用一对密钥(公钥和私钥)进行加密和解密，其中，公钥用于加密，私钥用于解密，其原理如图所示。非对称加密的安全性更高，但加密速度相对较慢。 一、信息加密的基本原理 设计加密算法需要用到一系列的数学知识，这些知识对于确保算法的安全性、有效性和复杂性至关重要。 如素数在RSA中用于生成公钥和私钥。大素数很难被分解，选择大素数作为密钥可以增加破解的难度例如选择两个大素数p=61和q=53，则n=61x53=3233。公钥(n，e)用于加密，私钥(n，d)用于解密。其中d是通过复杂的数学计算得到的，它和e有特殊的数学关系。这就意味着，即使别人拿到了 3233 这个数字，他们也很难通过分解n来找到p和q。而只有知道p和q，才能计算出 d。这就保证了私钥的安全性。 加密算法还用到费马小定理和欧拉定理，这些定理在公钥加密算法中用于证明加密和解密过程的正确性。 一、信息加密的基本原理 任务:为“信息加密”专栏添加“加密技术大揭秘”板块 Part Two 二、文件的加密方式 AI生成 随着网络攻击和数据泄露事件频发，掌握文档加密技能尤为关键。如何为“信息加专栏添加“文档加密”板块呢? 二、文件的加密方式 查阅加密软件的名称和使用方法，对比它们的功能和使用场景，并将结果填写到表中。 活动3：自主探究 软件名称 作用 使用场景 BitLocker 对整个硬盘进行加密或者加密某个硬盘分区 WinRAR 对压缩文件进行加密 AI生成 二、文件的加密方式 许多办公软件都提供了内置的加密功能，能对文档、演示文稿、电子表格、PDF等文件设置密码保护。 WPS文档提供了“文档加密”和“密码加密”两种文档加密方式。其中,“文档加密”方式需要用户登录WPS账号，可以指定查看和编辑的账号，不需额外设置密码；“密码加密”不需登录WPS账号，任何知道密码的人均可访问文档。 二、文件的加密方式 AI生成 二、文件的加密方式 一些压缩工具(如 WinRAR、7-Zip)支持为压缩文件设置密码，将文件添加到加密的压缩包中。加密后的压缩包在解压时需输入正确密码，才能访问其中的文件内容，从而有效保护数据的机密性和完整性。 将加密后的文档发送给接收方，是否建议将加密文件和密码采用同一传输方式传送给对方?为什么? 二、文件的加密方式 1.按照操作指引，打开需加密的文档，使用WPS的文档加密功能进行加密。 任务2：为“信息加密”专栏添加“文档加密”操作指引板块。 2.打开文档后，对文档进行密码加密，弹出如图所示的对话框，分别设置打开密码和编辑密码。设置密码后请妥善保管，密码丢失将导致无法打开文档。 任务2：为“信息加密”专栏添加“文档加密”操作指引板块。 3.以 WinRAR 为例，选中需加密的文件或文件夹，右击选择“添加到压缩文件在弹出的窗口中设置压缩包密码，操作详情如图6-3-8所示。 任务2：为“信息加密”专栏添加“文档加密”操作指引板块。 4.以流程图等形式梳理上述文档加密的操作指引，作为“文档加密”板块的内容。 任务2：为“信息加密”专栏添加“文档加密”操作指引板块。 AI生成 Part Three 三、信息加密技术未来展望 随着科技的飞速发展，信息加密技术也在不断更新，以应对日益复杂的网络安全挑战。如何为“信息加密”专栏添加“信息加密技术未来发展”板块呢? 三、信息加密技术未来展望 技术发展遇到瓶颈时往往催生革新浪潮，加密技术亦如此。通过上网查询资料和小组讨论，了解当前加密技术在计算资源、密钥管理和应对网络攻击等方面面临的挑战并将探究结果填写在表中。 活动：合作探究 探究维度 加密技术面临的挑战 计算资源消耗 密钥管理 网络攻击 当前，数据加密技术在保障信息安全方面发挥着重要作用，但同时也面临着一些挑战。随着量子加密、区块链技术和人工智能的发展，未来的加密技术有望得到显著提升。 三、信息加密技术未来展望 AI生成 1.量子加密 量子加密利用量子力学(研究微观粒子行为的物理学分支)的基本原理，如量子态(描述微观粒子如电子或光子状态的一种方式)的不可复制性和不确定性原理，实现高度安全的通信。通过量子比特(量子信息的基本单位)传输密钥，任何试图窃取密钥的行为都会被立即发现。量子加密被认为是未来信息安全的终极解决方案，尤其在军事金融和政府通信等领域具有巨大的应用潜力。 三、信息加密技术未来展望 2.区块链技术 区块链是一种分布式账本技术，它通过加密算法和共识机制确保数据的不可篡改和透明性。每个区块包含一组交易记录，通过哈希算法与前一个区块链接，形成一个不可篡改的链条。打个比方，传统记录交易时，账本由一个管理者维护，数据存在改或丢失的风险。而在区块链技术中，每个参与者都拥有一份账本，所有交易同步记录，一日记录了交易，就无法修改。 三、信息加密技术未来展望 3.人工智能技术 人工智能，尤其是机器学习技术，在检测和防范网络攻击方面发挥着重要作用。通过分析海量的网络流量数据，机器学习算法能够有效识别出异常行为，并迅速发现潜在的安全威胁。这种能力使得系统能够自动检测并对抗网络攻击，显著提升信息安全系统的防护效率和精准度 三、信息加密技术未来展望 任务:为“信息加密”专栏添加“信息加密技术未来发展”板块。 以知识问答的形式为“信息加密”专栏添加“信息加密技术未来发展”板块。 1.学生分组，每组从量子技术、区块链技术、人工智能中选择一个主题，通过查阅资料，探究这些新兴技术的产生背景、特点、应用场景及其对信息加密技术的影响将探究结果填入表中。 技术领域 产生背景 特点 应用场景 对信息加密的影响 量子技术 区块链技术 人工智能技术 任务:为“信息加密”专栏添加“信息加密技术未来发展”板块。 2.基于上述探究结果，设计关于信息加密技术未来发展趋势的问题和答案，作为《在线生活安全指南》的知识问答栏目。例如: 问:量子技术的发展会对现有加密技术产生什么影响? 答:量子技术的发展对传统加密技术提出了新挑战。特别是量子计算机的超强运算能力，可以快速破解目前广泛使用的RSA、ECC等公钥加密算法。这可能导致现有的加密通信体系面临安全风险，对个人信息保护和国家安全都会产生影响。 1.以下关于数据加密原理的描述，正确的是（ ） A.数据加密是将明文数据通过特定的算法转换为不可读的密文数据，只有持有正确密钥的授权方才能解密还原明文 B.数据加密的目的是使数据在存储和传输过程中更易于被读取和理解 C.数据加密过程中，密钥的作用是可有可无的，只要加密算法足够复杂即可 D.数据加密的原理是通过简单的字符替换来保护数据的安全性 课堂小测 2.在数据加密中，关于对称加密和非对称加密的描述，正确的是（ ） A.对称加密的加密和解密使用相同的密钥，而非对称加密使用不同的密钥 B.对称加密的加密和解密使用不同的密钥，而非对称加密使用相同的密钥 C.对称加密和非对称加密都使用相同的密钥进行加密和解密 D.对称加密和非对称加密都不使用密钥 课堂小测 3.加密文件和密码不建议使用同一传输方式传送给对方的原因是（ ） A.使用同一传输方式会增加文件的大小，导致传输速度变慢 B.如果传输过程中被截获，攻击者可以同时获取加密文件和密码，从而轻易解密文件内容 C.不同的传输方式可以增加文件的加密强度 D.使用同一传输方式会增加文件的存储空间需求 课堂小测 4.小明想使用加密软件保护他的个人重要数据，以下哪个操作步骤是正确的？（ ） A. 安装加密软件后，直接将文件拖入软件界面，不设置任何密码，点击“加密”按钮 B. 安装加密软件后，设置一个复杂的密码，将文件拖入软件界面，点击“加密”按钮，然后将加密后的文件存储在安全的位置，并妥善保存密码 C. 安装加密软件后，设置一个简单的密码，将文件拖入软件界面，点击“加密”按钮，然后将加密后的文件存储在公共文件夹中 D. 安装加密软件后，不设置密码，将文件拖入软件界面，点击“加密”按钮，然后将加密后的文件存储在移动硬盘中 课堂小测 5.以下关于信息加密技术未来发展方向的描述，哪一项是正确的？( ) A. 量子加密技术将逐渐取代传统加密技术，成为未来信息加密的主流方式，因为它能够提供无条件的安全性 B. 信息加密技术将逐渐被人工智能技术取代，因为人工智能可以更高效地保护信息安全 C. 未来信息加密技术将完全依赖于硬件加密，软件加密将逐渐被淘汰 D. 信息加密技术未来将更加注重与云计算、物联网等新兴技术的融合，以适应复杂多变的网络环境 课堂小测 $