加密與解密——“我的數(shù)字化學(xué)習(xí)生活”之賬號(hào)安全（第1課時(shí)）

1、點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本3.4 加密與解密 “我的數(shù)字化學(xué)習(xí)生活”之賬號(hào)安全（第1課時(shí)）點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本學(xué)科核心素養(yǎng)計(jì)算思維信息社會(huì)責(zé)任數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息意識(shí)核心素養(yǎng)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本課程標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)業(yè)要求課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)要求1.認(rèn)識(shí)到信息系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，熟悉信 息系統(tǒng)安全防范技術(shù)方法2.養(yǎng)成良好的信息系統(tǒng)操作習(xí)慣，樹(shù)立信息安全意識(shí)1.了解密碼破解方法，能預(yù)判可能存在的信息泄露等 安全風(fēng)險(xiǎn)，掌握安全防范技術(shù)2.客觀認(rèn)識(shí)信息系統(tǒng)在社會(huì)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)及其局限性， 自覺(jué)遵守信息法律法規(guī)，樹(shù)立信息安全意識(shí)點(diǎn)擊添加文

2、本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本教材分析 加密與解密是高中信息技術(shù)（教科版）必修1數(shù)據(jù)與計(jì)算第3單元認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)第4節(jié)內(nèi)容，也是貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要內(nèi)容。第1課時(shí)主要圍繞任務(wù)一“賬號(hào)被盜之謎”展開(kāi)，開(kāi)啟“神秘密碼之旅”，旨在通過(guò)探究、討論和體驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立數(shù)據(jù)安全防范意識(shí)，是在學(xué)習(xí)了前3節(jié)內(nèi)容之后的一個(gè)提升。教材分析點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本學(xué)情分析 學(xué)生已初步認(rèn)識(shí)并理解簡(jiǎn)單的Python語(yǔ)言，學(xué)習(xí)了第二章的編程計(jì)算以及第三章的數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)與系統(tǒng)等相關(guān)知識(shí)，具備一定的基礎(chǔ)。 學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題有一點(diǎn)了解，并且也有了一點(diǎn)防范意識(shí)，但還是比較薄弱，在學(xué)習(xí)過(guò)程

3、中體驗(yàn)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)保障數(shù)據(jù)安全，通過(guò)案例深刻體會(huì)掌握數(shù)據(jù)安全防范技術(shù)的重要意義。學(xué)情分析點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)重難點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)密碼，了解密碼破解方式及其相應(yīng)的防盜措施2.學(xué)會(huì)創(chuàng)建安全密碼的一般技巧3.會(huì)用Python編寫(xiě)或修改簡(jiǎn)單的破解密碼的程序，加 強(qiáng)計(jì)算思維培養(yǎng) 4.會(huì)分析生活中由密碼引起的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，理解對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的意義，樹(shù)立數(shù)據(jù)安全防范意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：樹(shù)立數(shù)據(jù)安全意識(shí)，正確認(rèn)識(shí)密碼安全問(wèn)題教學(xué)難點(diǎn)：窮舉法破解密碼點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本教學(xué)策略及準(zhǔn)備 通過(guò)主題項(xiàng)目活動(dòng)，采用問(wèn)題導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主探究等策

4、略引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)加密和解密的知識(shí)，樹(shù)立保護(hù)數(shù)據(jù)安全的意識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)信息安全的重要性，會(huì)采用一定的技術(shù)措施保障信息安全。教學(xué)策略教學(xué)準(zhǔn)備硬件：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房軟件：Python素材：密碼破解“mmpj.py”、“數(shù)據(jù)安全性測(cè)試.py” 點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本教學(xué)流程教學(xué)流程點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本教學(xué)過(guò)程項(xiàng)目分析項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目引入項(xiàng)目總結(jié)一二三四教學(xué)過(guò)程點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本一項(xiàng)目引入設(shè)計(jì)意圖：用視頻引入，吸引學(xué)生的注意力，從影片中的密文聯(lián)系到現(xiàn)實(shí)生活中的密碼，前面章節(jié)學(xué)習(xí)中體驗(yàn)了一系列活動(dòng)，都涉及到了賬

5、號(hào)密碼的使用，自然過(guò)渡到本節(jié)課的“神秘密碼之旅”，引導(dǎo)學(xué)生思考密碼安全問(wèn)題。思考：影片中出現(xiàn)的“摩斯密碼”你聽(tīng)說(shuō)過(guò)嗎？現(xiàn)實(shí)生活中用過(guò)密碼嗎？你有哪些賬號(hào)密碼呢？安全嗎？點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本二項(xiàng)目分析明確問(wèn)題形成認(rèn)識(shí) 思考辦法什么樣的密碼更安全？如何創(chuàng)建安全密碼？了解密碼盜竊方式，體驗(yàn)密碼破解程序。樹(shù)立安全意識(shí)，借助技術(shù)手段保障數(shù)據(jù)安全。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)安排010203防范盜竊行為體驗(yàn)破解密碼設(shè)置安全密碼點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)一 防范“盜竊”行為1.觀看視頻 試生日破密碼3.自主閱讀

6、教材P77-782.思考問(wèn)題密碼如何被盜還有哪些方式4.網(wǎng)絡(luò)搜索完成表3.4.1學(xué)生活動(dòng)：知識(shí)技能：了解常見(jiàn)的密碼盜竊方式及防盜竊措施點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施表3.4.1 密碼盜竊與防盜分析表盜竊方式防盜竊措施肩窺方式我們可以在輸入密碼時(shí)遮擋自己的操作過(guò)程，防止別人偷看密碼信息；或者確定環(huán)境安全后再進(jìn)行操作。字典破解密碼不要用生日、姓名及拼音縮寫(xiě)、手機(jī)號(hào)、簡(jiǎn)單數(shù)字組合、單詞、身份證號(hào)、用戶ID。暴力破解同時(shí)包含大小寫(xiě)字母、數(shù)字、特殊符號(hào)，不少于8個(gè)字符。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的案例，分析密碼盜竊方式，引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)對(duì)不同密碼盜竊方式的防范策略，關(guān)注數(shù)據(jù)安

7、全，理解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的意義。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施體驗(yàn)1破解密碼之旅純數(shù)字密碼的破解方式-引出窮舉法活動(dòng)二 體驗(yàn)破解密碼知識(shí)技能：了解窮舉法，會(huì)用Python測(cè)試密碼安全性， 并會(huì)根據(jù)需要簡(jiǎn)單修改Python代碼。學(xué)生活動(dòng)：增強(qiáng)1加入破解時(shí)間比較不同位數(shù)密碼的破解時(shí)長(zhǎng)-找原因體驗(yàn)2破解密碼之旅密碼中加入字母后破解的時(shí)長(zhǎng)-復(fù)雜密碼增強(qiáng)2改變循環(huán)語(yǔ)句將if循環(huán)改成while循環(huán)-看變化點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施體驗(yàn)1：破解密碼之旅mmpj.py程序代碼如下：pas=int(input(輸入一個(gè)密碼)for i in range(

8、10000,100000): #確定循環(huán)范圍（10000-99999） if i=pas: print(密碼是：,i) break else: print(i) i=i+1思考：“mmpj.py”程序用什么方法進(jìn)行密碼破解的？ 密碼破解成功的標(biāo)志是什么？設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)運(yùn)行mmpj.py，讓學(xué)生體驗(yàn)純數(shù)字密碼的破解方式，只要窮舉所有可能性即可破譯密碼，引出窮舉算法。這部分內(nèi)容建議讓編程能力較強(qiáng)的同學(xué)根據(jù)問(wèn)題自己編寫(xiě)或優(yōu)化破解程序，稍弱的同學(xué)可以直接給出程序代碼體驗(yàn)破解過(guò)程，實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施增強(qiáng)1：加入破解時(shí)間打開(kāi)教科書(shū)配套資源中的“數(shù)據(jù)安全

9、性測(cè)試.py”，運(yùn)行并測(cè)試窮舉搜索一個(gè)5位、7位和9位的數(shù)字密碼，分別需要多長(zhǎng)時(shí)間？思考：比較不同位數(shù)的破解時(shí)長(zhǎng)，差距原因是什么？設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)密碼運(yùn)行程序?qū)Ρ炔煌艽a長(zhǎng)度、密碼值與破解時(shí)間之間的差異。借助算法，破解密碼遠(yuǎn)比我們想象中的要快得多，引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)工具和手段來(lái)保護(hù)賬號(hào)安全。表3.4.2 窮舉搜索密碼需要的時(shí)間密碼長(zhǎng)度密碼值破解時(shí)間5位125671.0毫秒9830215.6毫秒7位 9位 點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施體驗(yàn)2：破解密碼之旅實(shí)現(xiàn)窮舉搜索的自定義函數(shù)jiemi()的程序代碼如下：def jiemi(): d1=datetime.datet

10、ime.now() #獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間d1 p=int(varin.get() #獲取輸入文本框的數(shù)字密碼 for i in range(0,p+1): #從0循環(huán)到正確密碼數(shù)值 if i=p: #如果密碼相同 d2=datetime.datetime.now() #獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間d2 d=d2-d1 #取得時(shí)間差 思考：根據(jù)你實(shí)踐的結(jié)果研究下面的python代碼，想一想，如果密碼中含有字母，破解的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)嗎？設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生分析代碼，解釋語(yǔ)句，教師補(bǔ)充，加強(qiáng)對(duì)Python的研究學(xué)習(xí)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施增強(qiáng)2：修改循環(huán)語(yǔ)句While語(yǔ)句代碼如下：def

11、 jiemi(): d1=datetime.datetime.now() #獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間d1 p=int(varin.get() #獲取輸入文本框的數(shù)字密碼 i=0 while ip: i+=1（或者i=i+1分小組設(shè)置） d2=datetime.datetime.now() d=d2-d1 思考：如果把程序中if循環(huán)語(yǔ)句改為while循環(huán)語(yǔ)句，程序會(huì)有變化嗎？設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)行Python程序，分析并修改Python代碼，加強(qiáng)計(jì)算思維訓(xùn)練。體驗(yàn)計(jì)算機(jī)程序破解密碼的過(guò)程，比較破解時(shí)長(zhǎng)，思考創(chuàng)建安全密碼的方式。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施了解易破解的密碼有哪些？觀看

12、視頻你的密碼安全嗎？如何設(shè)置安全密碼？思考閱讀設(shè)置安全密碼的一般技巧有哪些？總結(jié)歸納活動(dòng)三 設(shè)置安全密碼知識(shí)技能：掌握創(chuàng)建安全密碼的一般技巧學(xué)生活動(dòng)：點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三項(xiàng)目實(shí)施 總結(jié)歸納 創(chuàng)建安全密碼的一般技巧：使用長(zhǎng)度不少于8個(gè)字符的密碼。密碼長(zhǎng)度越長(zhǎng)越不容易被破解。在可能的情況下，盡量使用字母、數(shù)字和特殊字符（如￥，#） 相結(jié)合的密碼。不要使用電話號(hào)碼、身份證號(hào)或生日等信息作為密碼。不要使用整個(gè)用戶ID或用戶ID的一部分作為密碼。不要使用字典中能找到的詞語(yǔ)作為密碼，即使是字母次序顛倒過(guò) 來(lái)的常用詞語(yǔ)也不可以。 為保障數(shù)據(jù)安全，還可采取限制登錄次數(shù)、使用驗(yàn)證碼

13、、使用用戶的具有排他性的自然特征（如指紋、人臉等）作為身份驗(yàn)證依 據(jù)等措施。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀看視頻案例，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，總結(jié)創(chuàng)建安全密碼的一般技巧，樹(shù)立數(shù)據(jù)安全意識(shí)，避免數(shù)據(jù)信息泄露，培養(yǎng)學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本四項(xiàng)目總結(jié)知識(shí)梳理總結(jié)提升學(xué)以致用點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本四項(xiàng)目總結(jié)知識(shí)梳理點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本四項(xiàng)目總結(jié) 賬號(hào)密碼已滲透到學(xué)習(xí)生活的方方面面，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些密碼安全問(wèn)題，學(xué)習(xí)信息技術(shù)，明確解決問(wèn)題的思路，了解并掌握算法程序，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度快、精確率高等特點(diǎn)解決實(shí)際問(wèn)題。 信息時(shí)代，數(shù)據(jù)安全形勢(shì)嚴(yán)峻，密碼的可記憶性與抗猜測(cè)性之間的矛盾也日益顯著，我們要樹(shù)立好數(shù)據(jù)安全意識(shí)，