《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)》（徐照興）489-7教案 第五章 數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）

16第課數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）16第課數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）PAGE616數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）第課PAGE516數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）第課PAGE5

課題數(shù)據(jù)加密與VPN技術(shù)（一）課時2課時（90min）教學(xué)目標知識技能目標：（1）掌握密碼學(xué)的基本概念（2）掌握密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)的基本定義（3）理解對稱密碼體制和非對稱密碼體制的原理思政育人目標：通過對密碼學(xué)的介紹，讓學(xué)生懂得網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的強大，時代在進步我們更需要進步，所以我們需要在了解計算機網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)知識的同時，要進一步提高自己的信息安全知識。懂得科技才能強國，要努力提升自己的專業(yè)知識，為實現(xiàn)偉大的“中國夢”而奮斗教學(xué)重難點教學(xué)重點：密碼學(xué)的基本概念教學(xué)難點：密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)的定義教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計第1節(jié)課：傳授新知（18min）

課堂討論（10min）第2節(jié)課：（10min）

傳授新知（20min）

課堂討論（10min）

課堂小結(jié)（3min）

作業(yè)布置（2min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課課前任務(wù)【教師】和學(xué)生負責(zé)人取得聯(lián)系，布置課前任務(wù)通過文旌課堂APP或者其他的軟件、網(wǎng)站查閱密碼學(xué)歷史通過文旌課堂APP或者其他的軟件、網(wǎng)站了解古典密碼體制和對稱密碼體制【學(xué)生】提前查找資料，完成課前任務(wù)通過課前任務(wù)，讓學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)知識有大致的了解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望考勤

（2min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學(xué)生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學(xué)生的組織紀律性，掌握學(xué)生的出勤情況案例導(dǎo)入

（15min）【教師】講述“美國安德瑪1.5億用戶數(shù)據(jù)遭泄露”事件2018年3月25日，美國著名運動裝備品牌安德瑪（UnderArmour）發(fā)現(xiàn)，其為健身愛好者提供的手機應(yīng)用MyFitnessPal在上個月遭遇了大規(guī)模的數(shù)據(jù)泄露，大約1.5億用戶賬號受到影響，這可能是本年度最大規(guī)模的數(shù)據(jù)泄露事件。消息自2018年3月30日凌晨披露后，安德瑪公司的股價下跌了3.8%。······（詳見教材）【學(xué)生】聆聽，思考【教師】提出問題對于想要保密的內(nèi)容如何進行加密，加密能達到什么程度？一旦密碼泄露會造成什么后果？【學(xué)生】思考，回答通過互動導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生思考，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性傳授新知

（18min）【教師】根據(jù)學(xué)生的回答，引入新的知識點密碼學(xué)概述網(wǎng)絡(luò)信息的保密性主要通過密碼技術(shù)來實現(xiàn)，而且其完整性也直接或間接地使用了密碼相關(guān)技術(shù)，可見密碼學(xué)是網(wǎng)絡(luò)信息安全的基礎(chǔ)。密碼學(xué)的基本概念密碼學(xué)主要研究加密和解密算法及其在信息處理、存儲和傳輸中的應(yīng)用。典型的密碼系統(tǒng)如圖所示。首先，發(fā)送方和接收方通過安全信道獲得一對用于加密和解密的密鑰；然后，發(fā)送方將明文加密成密文，通過公共信道傳輸?shù)浇邮辗?；最后，接收方用相?yīng)的解密算法對密文進行解密，恢復(fù)出原始明文。密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)1.密碼編碼學(xué)（1）轉(zhuǎn)換明文為密文的運算類型。（2）所用的密鑰數(shù)。（3）處理明文的方法。2.密碼分析學(xué)常用的密碼分析技術(shù)類型密碼分析者已知的信息唯密文攻擊加密算法、要解密的密文已知明文攻擊加密算法、要解密的密文、多個成對的明文和密文選擇明文攻擊加密算法、要解密的密文、任意選擇的明文和密文對選擇密文攻擊加密算法、要解密的密文、有目的選擇的一些密文和對應(yīng)的明文選擇文本攻擊加密算法、要解密的密文、任意選擇的明文和密文、有目的選擇的一些密文和對應(yīng)的明文【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過對密碼學(xué)的概述，讓學(xué)生站在專業(yè)的角度理解什么是密碼學(xué)課堂討論

（10min）【教師】讓學(xué)生分成若干小組，探討下面的問題在我們?nèi)粘Ｉ町斨?，都在哪些方面用到了密碼？這些密碼屬于什么類型？【學(xué)生】思考，討論，選出組長回答【教師】對學(xué)生的回答進行總結(jié)根據(jù)不同的標準，可將密碼分為不同的類型。（1）根據(jù)應(yīng)用技術(shù)或歷史發(fā)展階段，可分為手工密碼（通過手工或借助簡單器具實現(xiàn)）、機械密碼（通過機械或電動密碼機實現(xiàn)）、電子機內(nèi)亂密碼（通過電子電路實現(xiàn)）和計算機密碼（通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)）。（2）根據(jù)密碼轉(zhuǎn)換的操作類型，可分為替代密碼（將明文中的某些字符用其他字符替換）和移位密碼（將明文中的字符進行移位處理）。（3）根據(jù)明文加密時的處理方法，可分為分組密碼和序列密碼。其中，分組密碼是將明文序列以固定的長度進行分組，每組明文用相同的密鑰和算法進行變換，得到一組密文；序列密碼是將明文的原始信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)序列，再將其與密鑰序列進行“異或”運算，生成密文序列發(fā)送給接收者。（4）根據(jù)密鑰的類型，可分為對稱密鑰密碼和非對稱密鑰密碼。其中，對稱密鑰密碼（也稱傳統(tǒng)密鑰密碼）的加密密鑰和解密密鑰都是保密的，二者相同或相近（通過其中一個可以很容易得到另一個）；非對稱密鑰密碼（也稱公開密鑰密碼）的加密密鑰和解密密鑰是不同的（通過其中一個無法得到另一個），二者中通常一個是公開的，另一個是保密的。【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過提出問題課上討論的方式讓學(xué)生在輕松地氛圍中鞏固有所知識第二節(jié)課問題導(dǎo)入

（10min）【教師】根據(jù)課前任務(wù)，找同學(xué)敘述以下問題（1）根據(jù)課下查閱的資料，簡述密碼學(xué)的歷史（2）談?wù)剬ΨQ密碼學(xué)的理解【學(xué)生】思考，回答通過互動導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生思考，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性傳授新知

（20min）【教師】對學(xué)生的回答進行總結(jié)，并根據(jù)學(xué)生的回答引出新的知識點密碼體制密碼學(xué)發(fā)展至今，有兩大類密碼體制：一類是對稱密碼體制另一類是非對稱密碼體制（或稱公開密鑰密碼體制）。對稱密碼體制如果一個密碼系統(tǒng)的加密密鑰和解密密鑰相同，或者加密密鑰和解密密鑰可以從對方推導(dǎo)出來，這樣的密碼體制稱為對稱密碼體制。1.DESAES（AdvancedEncryptionStandard，高級加密標準）是美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）經(jīng)過多年征集和選拔在2000年10月確定的一種新的密碼，用來替代原先的DES。AES是一種迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128，192和256位密鑰，并且用128位（16字節(jié)）分組來加密和解密數(shù)據(jù)。非對稱密碼體制非對稱密碼體制又稱公開密鑰密碼體制，就是使用不同的加密密鑰和解密密鑰，它是一種“由已知的加密密鑰推導(dǎo)出解密密鑰在計算上是不可行的”密碼體制。公開密鑰密碼體制的基本工作原理如下：（1）用戶A生成一對密鑰（包括公鑰和私鑰）用來對信息進行加密和解密。（2）用戶A把其中一個密鑰（即公鑰）放在可公開的機構(gòu)或文件中，而另一個密鑰（即私鑰）由自己保存。其他任何用戶都可以收集用戶A的公鑰。（3）若用戶B希望給用戶A發(fā)送加密信息，用戶B可使用用戶A的公鑰進行加密。（4）當用戶A收到這條加密信息時，可以使用自己的私鑰進行解密，因為只有用戶A才知道自己的私鑰，所以其他收到這條加密信息的人無法進行解密。【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過對密碼體制的講解，讓學(xué)生對各種密碼體制有一個系統(tǒng)的了解，并且掌握各種密碼的加密和解密方式課堂討論

（10min）【教師】將學(xué)生分成若干小組，討論如下問題每一種密碼體制都有哪些優(yōu)缺點？簡述RSA加密過程【學(xué)生】思考、討論、選組長回答通過提出問題課上討論的方式讓學(xué)生在輕松地氛圍中鞏固有所知識課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課為大家介紹了密碼學(xué)的概念和密碼體制,希望大家通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)能夠?qū)γ艽a學(xué)有一個深刻的理解，掌