数据加密与安全 导学案 高中信息技术浙教版（2019）必修二

数据加密与安全导学案

知识目标：

1、了解数据安全的必要性，区分口令与密码。

2、了解密码、秘钥概念

   3、了解常用加密算法（凯撒密码是重点）

4、区分对称与非对称密码体制

课前自学：

1、通常说的无线网络密码；从银行ATM机取款时需要输入的密码；从严格意义上讲，这里的密码应该称为  口令

2、密码通常是指按特定的编码规则，对通信双方的数据信息进行从  明文  到  密文 变换的一种技术方法。就是把用公开的、标准的信息编码表示的信息，通过一种 变换手段将其变为通信双方外其他人所不能读懂的信息编码，这种独特的信息编码算法就是密码

3、密码最早起源于  古希腊，通常是 密码算法 的简称，它由加密算法 和解密算法组成

4、秘钥 是指在密码算法中引进的控制参数，对一个算法采用不同的参数值，其解密结果就不同。加密算法中的控制参数称加密密钥，解密码算法中的控制参数称解密密钥

5、简单加密算法有替代密码 换位密码，简单异或密码，凯撒密码属于：替代密码

替代密码 的基本思想是将明文中的每个位置的字符用其他字符替代

换位密码 将明文中的字符通过一定的规则重新排列

简单异或加密：明文与密钥异或运算，解密则对密文用同一密钥进行异或运算

6、根据加密密钥（通常记为Ke）和解密密钥（通常记为Kd）的关系，密码体制可以分为  对称 密码体制（即 ke=kd） 和  非对称密码体制(即 ke=kd)。 DES属于  对称密码体制 ，RAS 属于 非对称密码体制

课中探究：

（1）、请猜一猜以下三组字符串的原文是什么？（按小组分开猜）

1、RQ VXQGDB  2、SR WYRHEC  3、中传信泄输被露在息

给出解密信息：

1、解密方法：每个字符在按字母表顺序向左移3位

解密密钥是：-3

2、解密方法：每个字符在按字母表顺序向左移4位

         解密密钥是：-4

3、  解密方法：按【2 8 7 1 4 0 5 3 6】位置重排

解密密钥是：2 8 7 1 4 0 5 3 6

给出解密方法并较对答案：

1、ON SUNDAY  （改动过）

2、ON SUNDAY   （改动过）

3、信息在传输中被泄露

（二）、初识密码 （以下内容PPT展示）

   密码的概念：

   明文：

   密文：

   秘钥：

   加密算法与解密算法

第1，2题的算属于  替代密码，又称 凯撒密码 ，第三题属于：换位密码 

（三）：

1、换位密码法：

1、逆序：l[::-1] 或l[-1::-1]

2、一般换位密码

设计加密密码（以凯撒密码为例）

1、凯撒密码是一种简单的置换密码，通过替代方法来实现加密码。

学生活动：

明文：ON SUNDAY

加密过程：用正常顺序的明文字母表右移3个字母得到密文

密钥：+3           得到密文为

得出：e[i]=chr((ord(c[i])-97+m) %26+97) 与e[i]=chr((ord(c[i])-65+m) %26+65)

2、流程图填空：

代码3、

三：对称与非对称密码体制

1、模型：

1、1

2、简单异或算法:

异或运算，是一种逻辑运算，其数学符号为“⊕”。运算时要求把参与运算的数转换为二进制数再进行按位运算。如果两个值不相同，那么异或结果为1。如果两个值相同，那么异或结果为0。异或运算具有如下特点：

0⊕0=0，0⊕1=1，1⊕0=1，1⊕1=0

01001000⊕10110001=11111001

11111001⊕10110001=01001000

例1：已知字符“H“的8位二进制为01001000，密钥A的8位二进制为01000001，则异或结果为：_00001001__换成10进制为_9____

代码如下，请填空，并运行验证 

综合异或代码：

代码：

课堂练习：

1、若用简单异或对明文转换的ASCII码的二进制“11001100”进行加密，得到密文为“01000011”，则密钥可能为：B

A、11110000  B、10001111  C、01001100  D、01000011

2、已知明文为code="除了奋斗别无选择"，采用换位密码法进行加密，结果为：”别选无择了奋斗除”，请问加密密钥与解密密钥分别为：

4, 6, 5, 7, 1, 2, 3, 0与7，4，5，6，0，2，1，3

3、已知明文为“Good Student”，采用凯撒密码法进行加密，加密码的过程为：Ci=Ek(Pi)=(Pi+5),则可得密文为：Ltti  Xyzijsy

4、自主完成