本科類院校密碼學(xué)實(shí)踐課程教學(xué)研究

1、本科類院校密碼學(xué)實(shí)踐課程教學(xué)研究 摘要：密碼學(xué)是信息科學(xué)類信息安全及其相關(guān)專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該文以本科類院校的密碼學(xué)課程教學(xué)為背景，就密碼學(xué)課程在實(shí)踐教學(xué)中存在的若干問題，進(jìn)行深入研究與分析，并提出了對(duì)應(yīng)的解決方案，在提升學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和改善實(shí)踐類課程的教學(xué)效果方面，提供了一定的參考。 關(guān)鍵詞：密碼學(xué)；實(shí)踐課程；教學(xué)改革；演示系統(tǒng) 中圖分類號(hào)：tp309-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1009-3044（2015）35-0055-01 1 引言 信息安全是近年來發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，它與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、信息計(jì)算等學(xué)科相融，是一門綜合性要求較高的學(xué)科。密碼學(xué)不管是

2、作為信息安全專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，還是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要選修課程，都有著十分重要的學(xué)科地位。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，密碼學(xué)的應(yīng)用也日益廣泛，從研究領(lǐng)域擴(kuò)展到了電子政務(wù)、電子商務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域。因此，除需在本科院校的計(jì)算機(jī)、通信等相關(guān)專業(yè)開設(shè)密碼學(xué)的理論教學(xué)以外，開展其相應(yīng)的實(shí)踐課程教學(xué)更是十分必要。 2 密碼學(xué)實(shí)踐課程教學(xué)現(xiàn)狀 由于密碼學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)是對(duì)各種流行的密碼算法進(jìn)行介紹，因此，在教學(xué)中，理論上的知識(shí)安排較多。由于課程本身內(nèi)容的綜合性，僅僅靠結(jié)合課堂的理論教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生難將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行連接。主要面臨的困難有： 1）不知如何用所學(xué)理論知識(shí)來解決實(shí)際問題，并且遇到實(shí)際問題時(shí)

3、，沒有好的解決方案，缺乏指導(dǎo)。 2）受到硬件、軟件、環(huán)境等因素的制約。 3）對(duì)純理論知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏興趣。 通過針對(duì)密碼學(xué)教學(xué)情況的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)密碼學(xué)課程時(shí)的積極性普遍不高，對(duì)純理論教學(xué)，或者少量的實(shí)踐教學(xué)模式多數(shù)持有異議。 分析其現(xiàn)象的主要原因有以下幾個(gè)方面： 1）教學(xué)方式多樣性不夠。主要是課堂教學(xué)講授，以多媒體演示或者板書為主。而密碼學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，要對(duì)其內(nèi)容真正理解需要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用才行，以往的教學(xué)模式無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因此無法得到學(xué)生的認(rèn)同。 2）實(shí)踐課程安排不合理。在密碼學(xué)課程的安排上，有實(shí)踐課程的安排，也注意了理論課程和實(shí)踐課程的分配，但是對(duì)實(shí)踐課程的實(shí)驗(yàn)安排存

4、在不合理現(xiàn)象。比如對(duì)密碼算法的選擇不合理，除了某些經(jīng)典算法外，不能適時(shí)的安排一些新型的密碼算法，內(nèi)容上無法與時(shí)俱進(jìn)。 3）實(shí)驗(yàn)設(shè)置的難易程度不合理。在實(shí)驗(yàn)課程的安排中，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上，實(shí)現(xiàn)難度較大，在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里，學(xué)生無法輕松地，甚至無法完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)失去信心，繼而不愿參與到實(shí)驗(yàn)中。 3 密碼學(xué)實(shí)踐課程教學(xué)改進(jìn) 針對(duì)密碼學(xué)課程的現(xiàn)狀，以及出現(xiàn)此狀況的原因進(jìn)行了深入的研究與分析后，在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)本校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的密碼學(xué)課程進(jìn)行了一系列的改革，取得了一定的成效。其改革的內(nèi)容主要為： 1）密碼學(xué)的核心教學(xué)內(nèi)容由密碼算法組成，對(duì)這些密碼學(xué)算法的理解和分析是課

5、堂教學(xué)的重點(diǎn)。因此，為了實(shí)現(xiàn)使學(xué)生對(duì)各類算法本質(zhì)的深入理解，要求學(xué)生用自己熟悉的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言編程實(shí)現(xiàn)經(jīng)典密碼學(xué)算法，關(guān)鍵部分的程序代碼，可布置作業(yè)，讓學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)上有很多經(jīng)典密碼學(xué)算法的代碼資源，在講解算法的過程中，可以提醒學(xué)生注意對(duì)這些資源的理解和借鑒。 2）組織課題組或興趣小組，吸引更多的學(xué)生參加，最大化激發(fā)學(xué)生的興趣，并大力支持學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)。選擇優(yōu)秀本科生進(jìn)入課題組，是研究型大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的一種重要方式。同時(shí)要求教師在授課過程中，將前沿技術(shù)問題適時(shí)加入到授課內(nèi)容之中，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維，并為其提供必要的經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境，如建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)大本營(yíng)等。 3）結(jié)合課程內(nèi)容，由學(xué)生參

6、加制作密碼算法教學(xué)演示系統(tǒng)，并可延伸到畢業(yè)設(shè)計(jì)。在編寫完成密碼算法后，利用演示系統(tǒng)分步實(shí)現(xiàn)密碼算法的過程，使學(xué)生更深入、更細(xì)致地理解和掌握密碼算法的實(shí)質(zhì)。 4 總結(jié) 信息安全作為一門新興專業(yè)，信息安全類課程的基礎(chǔ)理論體系仍不完善，目前還沒有與密碼學(xué)相適應(yīng)的課時(shí)適中，內(nèi)容合理的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)教材。因此下一步工作意在開展標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)教材的編寫工作，以配合理論教學(xué)。另外課程網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)與更新，積極鼓勵(lì)學(xué)校與企業(yè)開展項(xiàng)目合作，加強(qiáng)與國內(nèi)外的高校、研究機(jī)構(gòu)的交流，也是值得努力的方向。 參考文獻(xiàn)： 1 李曦.西華大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院.密碼學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)存在的問題及改進(jìn)措施j.高等教育研究（成都）.2011，2（28）. 2 付紹靜，姜新文.密碼學(xué)課程的教學(xué)研究.proceedings of 2011 national teaching seminar on cryptography and information security（nts-cis 2011） ，2011.1 3 謝絨娜，鄭秀林