3.4 加密与解密课件-2026-2027学年教科版高中信息技术必修一

该高中信息技术课件围绕数据加密与解密展开，涵盖概念原理、历史发展、Python实现及数据安全分析。通过“常用加密工具”“密码设置经历”等生活化问题导入，任务一从密码安全措施、破解时间测试切入，任务二过渡到凯撒密码、加法密码原理及Python实现，构建从生活应用到技术原理的学习支架。 其亮点在于以生活化情境培养信息意识，如运行“数据安全性测试.py”直观感受密码复杂度与破解时间的关系；通过凯撒密码的Python编程（ASCII码操作、循环结构）发展计算思维；融入《网络安全法》等法律知识强化信息社会责任。学生能提升实践能力与安全意识，教师可依托完整教学链条高效教学。

3.4 加密与解密 授课人： 2026年X月XX日 学习目标 理解数据加密与解密的概念及其原理 了解数据加密的历史 能用Python程序实现简单的加密算法 分析生活中关于密码的数据安全问题，理解数据保护的意义 01 02 03 04 05 重点：数据加密和解密的概念及原理 难点：用Python实现简单的加密算法 01 02 学习重难点 导入 你最常用的需要加密的软件或工具是什么？ 你还记得第一次使用这些加密工具时是如何设置密码的吗？ 你觉得你现在所使用的加密方式安全性高吗？ 任务一：解开网站账号被盗之谜 活动1：防范“盗窃行为” 盗窃方式 防盗窃措施 肩窥方式 （偷看） 字典破解 暴力破解 （穷举法） 密码不要用生日、姓名及拼音缩写、手机号、简单数字组合、单词、身份证号、用户ID等。 同时包含大小写字母、数字、特殊符号，不少于8个字符。 我们可以在输入密码时遮挡自己的操作过程，防止别人偷看密码信息；或者确定环境安全后再进行操作。 不少人有密码被盗的经历，这往往会导致个人信息泄露，甚至是财产损失。你是否有使用账号、密码的经验? 请你思考表中列出的密码盗窃方式，思考相应的防盗措施，填入表中。 盗窃方式 防盗窃措施 6 活动2：设置安全密码 密码的概念：密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。 密码长度 密码值 破解时间 5位 12567 98302 7位 1234567 7654321 9位 123456789 987654321 3毫秒 20毫秒 106.006毫秒 404.023毫秒 6秒69.347毫秒 48秒182.755毫秒 请你运行“数据安全性测试.py”，测试穷举搜索以下数字密码，分别需要多长时间，然后填写下表。 由此，我们可以得出结论：密码越复杂(密码越长，数值越大)，安全性能就越高，破解难度就越大。 具体结果会因计算机性能不同而有所不同。 活动2：设置安全密码 def jiemi(): d1=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d1 p=int(varin.get()) #获取输入文本框的数字密码 for i in range(0,p+1): #从0循环到正确密码数值 if i==p: #如果密码相同 d2=datetime.datetime.now() #获取当前系统时间d2 d=d2-d1 #取得时间差 #在输出文本框中显示解密用时 varout.set(str(d.seconds)+"秒"+str(d.microseconds/1000)+"毫秒") 1秒(s)=1000毫秒(ms/millisecond)=1,000,000微秒(μs/microseconds)  活动2：设置安全密码 思考一下，如果密码中还有字母，破解的时间会变长吗？请思考创建安全密码的方法。 1.使用长度不少于8个字符的密码。密码长度越长越不容易被破解。 2.在可能的情况下，尽量使用字母、数字和特殊字符(如$、#)相结合的密码。 3.不要使用电话号码、身份证号码或生日等信息作为密码。 4.不要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码。 5.不要使用字典中能找到的词语作为密码，即使是字母次序颠倒过来的常用词语也不可以。 任务二：让数据隐身 活动1：古老的隐身术 自古以来，在管理国家、指挥战斗或是经济来往中，都需要高效、安全的数据通信系统。古人就已会用很多办法将数据伪装起来，使得只有联络好的数据接收者才能读懂。 加密与解密 明文 （原始信息） 密文 （加密后信息） 加密 解密 加密：将原始信息（数据）隐匿起来，使之缺少特殊信息（数据）时不可读。 解密：将密文还原成明文的过程 活动2：揭秘“隐身术” 恺撒在征服高卢、袭击日耳曼和不列颠的多次战斗中频繁使用加密技术。恺撒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。例如，将明文中的a用d替换，b用e替换，……，z用c替换，这就是恺撒密码。 凯撒密码 ABCDEFGHIJKLMNOPQISTUVWXYZ DEFGHIJKLMNOPQISTUVWXYZ ABC 明文 DMS 密文 GPV 明文 密文 凯撒密码 思考 1.找出第2行和第4行ASCII码同列之间的数字有什么规律? 2.找出明文"BOY"对应的密文是什么? 密文的ASCII码=明文的ASCII码+3 密文的ASCII码=明文的ASCI码-23 ERB 凯撒密码 ord( )函数：返回对应字符的ASCII码 chr( )函数：返回该ASCII码对应的字符 密文的ASCII码=明文的ASCI码+3 注：小写字母加密原理相同 ，并且恺撒密码只加密英文字母。 凯撒密码 循环结构： 对整个明文(字符串)进行加密。 def CaesarCipher(): #“加密”按钮激发函数 c=mingwen.get("0.0", "end")[:-1] #获取mingwen对象的内容(明文) b="" miwen.delete("0.0", "end") #清空miwen对象的内容 for i in range(len(c)): #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 b=b+chr(ord(c[i])+3) #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 b=b+chr(ord(c[i])-23) #生成密文 else: b=b+c[i] #字母以外的明文不变 miwen.insert("0.0",b) #在miwen对象中显示结果 凯撒密码 ord( )函数：返回对应字符的ASCII码 chr( )函数：返回该ASCII码对应的字符 Len()函数：获取字符串中字符的个数 凯撒密码的解密 解密:是加密的逆运算。 明文 密文 加密 加密 ASCII码+3或者ASCII码-23 ASCII码-3或者ASCII码+23 加法密码 加法密码又被称为移位密码。在加法密码算法中，明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。 密文=明文+k 加密算法操作中的一组数字被称为密钥，即k。密钥k=3时，称为恺撒密码。 拓展知识：相关法律 国家已经出台多部法律，大力实施数据保护，维护国家安全和网络秩序。2017年6月1日起施行的《中华人民共和国网络安全法》，明确要求网络运营者应当按照网络安全等级保护制度的要求，履行安全保护义务，保障网络免受干扰、破坏或者未经授权的访问，防止网络数据泄露或者被篡改，窃取。 《中华人民共和国刑法》第二百八十五条至第二百八十七条，对非法侵入计算机系统，对计算机信息系统功能进行删除、修改、增加、干扰，造成计算机信息系统不能正常运行，利用计算机实施金融诈骗、盗窃、贪污、挪用公款、窃取国家秘密等行为进行了量刑定罪。 总结 我们也要从自己做起，保护好个人隐私，遵守相关法律和必要的道德规范，共同维护健康、良好的数据环境。 巩固练习 A．肩窥方式 C．暴力破解 B．字典破解 D．以上三种都是 1. 常见的密码盗窃方式有( ) (单选) ①定期更换密码 ②不同平台使用不同密码 ③使用手机号码或出生日期作为密码 ④使用数字、字母、特殊字符组合作为密码 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 2. 下列使用密码的做法比较安全的是( ) (单选) D A 巩固练习 3. 下列行为中容易导致个人信息泄露的是( ) (单选) A．对个人计算机设置密码 B．不在公共计算机上登录网课 C．离开公共计算机前退出已登录的账户，并清除计算机中的 cookie D．随意在各网站注册会员以获取新会员礼包 4. 以下字符能作为安全密码使用的是( ) (单选) A．Go189 B．123456 C．20100501 D．Zw*3a74P D D 巩固练习 6. 将明文转换成密文的过程称为 ，将密文还原成明文的过程称为 。 A．明文 暗文 B．加密 解密 C．明文 密文 D．密码 加密 B 5. 原始信息(数据)称为 ，加密后的信息(数据)称为 。 A．明文 暗文 B．加密 解密 C．明文 密文 D．密码 加密 C 7. 已知明文为yes，请使用凯撒密码进行加密，生成的密文为 。 bhv 谢谢大家！ Lavf58.20.100 $