《數(shù)據(jù)安全》課程教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)安全》教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)據(jù)安全課程編號：2192英文名稱：DataSecurity學(xué)時：32學(xué)時 學(xué)分：2學(xué)分開課學(xué)期：第7學(xué)期適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程類別：理論課課程性質(zhì)：專業(yè)核心課先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、Python程序設(shè)計、程序設(shè)計基礎(chǔ)（C語言）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《數(shù)據(jù)安全》課程為數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)專業(yè)核心課。本課程目的是讓學(xué)生熟悉數(shù)據(jù)安全防護(hù)的基本方法，掌握數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)的能力及解決實(shí)際問題的能力。通過本課程解決實(shí)際問題的訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神以及信安專業(yè)技術(shù)人員所具有社會責(zé)任感和職業(yè)道德。目標(biāo)1：熟悉常見的數(shù)據(jù)安全相關(guān)技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)加密、解密的基本方法，為各種方法的實(shí)現(xiàn)打下理論基礎(chǔ)。目標(biāo)2：掌握數(shù)據(jù)安全相關(guān)各種工具的使用場景及調(diào)用方法，能夠設(shè)計一個滿足基本要求的數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)，提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。依據(jù)河北工程大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：理解數(shù)據(jù)安全中涉及的基本概念和基礎(chǔ)知識（畢業(yè)要求指標(biāo)2.2）。熟悉一些數(shù)據(jù)安全相關(guān)的基本方法，，能熟練應(yīng)用課程介紹的方法來解決實(shí)際問題（畢業(yè)要求指標(biāo)2.4）。通過對案例的分析，進(jìn)一步加深對數(shù)據(jù)安全的認(rèn)識和理解，鍛煉獨(dú)立分析問題和解決問題的能力（畢業(yè)要求指標(biāo)4.2）。二、課程目標(biāo)與要求2.1課程目標(biāo)熟悉常見的數(shù)據(jù)安全相關(guān)技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)加密、解密的基本方法。掌握數(shù)據(jù)安全相關(guān)各種工具的使用場景及調(diào)用方法。能夠設(shè)計一個滿足基本要求的數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

算法設(shè)計與分析課程教學(xué)大綱PAGE8PAGE2372.2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求二級指標(biāo)畢業(yè)要求123●2.2能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題2.掌握統(tǒng)計與機(jī)器學(xué)習(xí)的基本方法，能夠綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)的基本原理，對復(fù)雜的工程系統(tǒng)，識別問題、描述問題并通過文獻(xiàn)研究分析與大數(shù)據(jù)相關(guān)的工程問題，以獲得有效結(jié)論?！?.4能運(yùn)用數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析過程的影響因素，獲得有效結(jié)論●4.2能夠針對智能信息系統(tǒng)設(shè)計、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和測試平臺、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。2.3課程目標(biāo)與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對應(yīng)矩陣序號課程目標(biāo)理論教學(xué)上機(jī)操作課后作業(yè)1熟悉常見的數(shù)據(jù)安全相關(guān)技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)加密、解密的基本方法。HM2掌握數(shù)據(jù)安全相關(guān)各種工具的使用場景及調(diào)用方法。HML3能夠設(shè)計一個滿足基本要求的數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。LML注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點(diǎn)培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應(yīng)用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。Python程序設(shè)計課程教學(xué)大綱PAGE2PAGE2432.4目標(biāo)達(dá)成度的評價課程目標(biāo)1主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)。主要通過課堂提問和期末考查進(jìn)行考核，在上機(jī)課中能夠完成指定問題的模型求解。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。課程目標(biāo)2主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，在課后作業(yè)中有所涉及。主要通過課堂提問、課后作業(yè)和期末考試中進(jìn)行考核。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。課程目標(biāo)3主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)和上機(jī)操作進(jìn)行培養(yǎng)，在課后作業(yè)和上機(jī)部分中有應(yīng)用要求。主要通過課堂提問和期末考查中進(jìn)行考核。在上機(jī)課中能夠完成指定問題的系統(tǒng)設(shè)計。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。三、教學(xué)方法及手段理論教學(xué)以課堂講授為主，面向基礎(chǔ)知識的準(zhǔn)確、扎實(shí)掌握，突出對數(shù)據(jù)安全的講解、對相關(guān)實(shí)例的講授。理論教學(xué)與課后作業(yè)相結(jié)合，進(jìn)行應(yīng)用訓(xùn)練。課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)通過自學(xué)的方式消化、吸收課程的龐大知識量。四、課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求第1部分基礎(chǔ)知識[教學(xué)目的與要求]：了解數(shù)據(jù)安全的概況；熟悉幾種常見的相關(guān)技術(shù)。[本章主要內(nèi)容]：1.1數(shù)據(jù)安全的概況（支撐課程目標(biāo)1）1.2幾種常見的相關(guān)技術(shù)（支撐課程目標(biāo)2）1.3課程主要內(nèi)容[本章重點(diǎn)]：幾種常見的相關(guān)技術(shù)。[本章難點(diǎn)]：數(shù)據(jù)安全概念的理解。第2章數(shù)據(jù)采集與分析[教學(xué)目的與要求]：熟悉Python的基本語法與使用，了解爬蟲代碼的編寫。[本章主要內(nèi)容]：2.1Python的相關(guān)知識（支撐課程目標(biāo)1）2.2爬蟲代碼（支撐課程目標(biāo)1、3）[本章重點(diǎn)]：爬蟲程序。[本章難點(diǎn)]：爬蟲代碼的理解。第3章基于國密算法的數(shù)據(jù)云密碼服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計[教學(xué)目的與要求]：熟悉國密算法的原理和功能，掌握運(yùn)用國密算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)，設(shè)計數(shù)據(jù)云密碼服務(wù)系統(tǒng)。[本章主要內(nèi)容]：3.1支持對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)密性保護(hù)，支持SM2/SM4/SM9算法（支撐課程目標(biāo)2）3.2利用SM3/SM9算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)電子簽名（支撐課程目標(biāo)3）[本章重點(diǎn)]：國密算法。[本章難點(diǎn)]：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)電子簽名。五、上機(jī)部分5.1本課程上機(jī)部分的地位和作用上機(jī)課是鞏固和擴(kuò)展計算機(jī)語言課程理論知識的必要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)安全是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用的綜合能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用計算機(jī)和大數(shù)據(jù)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)安全上機(jī)部分是該課程教學(xué)的重要組成部分，是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，其目的是使學(xué)生將課堂所學(xué)理論知識與實(shí)際操作相結(jié)合，全面培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)編程應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的問題分析與利用計算語言求解的能力。5.2教學(xué)基本要求通過講解和課堂實(shí)踐，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的優(yōu)化方法，能夠?qū)栴}進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，并進(jìn)行代碼編寫，得到代碼實(shí)現(xiàn)。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，提供自己獨(dú)立分析和解決問題的能力。5.3上機(jī)部分內(nèi)容及要求大綱基本內(nèi)容包括1個上機(jī)項目，在8個學(xué)時內(nèi)完成。上機(jī)操作利用python軟件設(shè)計一個滿足基本要求的數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)。給出示例，要求學(xué)生通過實(shí)際上機(jī)操作，理解其過程，進(jìn)行程序設(shè)計。上機(jī)內(nèi)容要求如下：數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)程序設(shè)計。數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)代碼編寫。數(shù)據(jù)安全防護(hù)系統(tǒng)代碼測試。5.4教學(xué)文件及教學(xué)形式教學(xué)文件：《數(shù)據(jù)安全架構(gòu)設(shè)計與實(shí)戰(zhàn)》，鄭云文，機(jī)械工業(yè)出版社，2019。教學(xué)形式主要包括：課堂講解、課堂指導(dǎo)與上機(jī)操作、編寫程序。5.5上機(jī)項目及學(xué)時分配序號上機(jī)項目上機(jī)學(xué)時上機(jī)類型上機(jī)類別上機(jī)性質(zhì)1問題分析2實(shí)踐專業(yè)必修2程序設(shè)計6實(shí)踐專業(yè)必修5.6本課程上機(jī)用到的設(shè)備和工具計算機(jī)，Anaconda3開發(fā)環(huán)境，jupyternotebook。六、課程學(xué)時分配教學(xué)課次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)與計劃時數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)計劃時數(shù)1基礎(chǔ)知識理論課42數(shù)據(jù)采集與分析理論課83基于國密算法的數(shù)據(jù)云密碼服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計理論課124*問題分析上機(jī)課25*程序設(shè)計上機(jī)課6注：上機(jī)課由教師負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)安排時間，原則上安排在課堂教學(xué)結(jié)束后、考試之前一周以上完成。七、課程考核與成績評定7.1考核方式考核環(huán)節(jié)包括課程學(xué)習(xí)過程考核和期末考試，其中課程過程考核占總成績的30%，分別由課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、上機(jī)情況進(jìn)行評定；期末考試成績占總成績的70%。各環(huán)節(jié)的比重如下?？己谁h(huán)節(jié)比重合計過程考核（平時成績）課堂表現(xiàn)8%30%作業(yè)12%上機(jī)10%期末成績期末測試70%70%總計100%100%7.2考核內(nèi)容及要求本課程為考查課?？己藘?nèi)容為關(guān)于設(shè)計一個數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)的課程報告總分值為100分。。7.3成績評定1.課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn)總分8分，由課堂提問與課堂出勤情況評定。2.課后作業(yè)課后作業(yè)總分12分，由作業(yè)完成情況評定。每學(xué)期布置作業(yè)2次，每次作業(yè)占6分，評分標(biāo)準(zhǔn)如下；評分標(biāo)準(zhǔn)分值標(biāo)準(zhǔn)描述課后作業(yè)6能夠按時認(rèn)真完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度認(rèn)真、書寫清楚、翻譯或?qū)懽骺垲}4能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度較好、書寫較清楚、翻譯或?qū)懽骰究垲}2能夠按時完成作業(yè)、作業(yè)態(tài)度一般、書寫不清楚、翻譯或?qū)懽麇e誤較多0不交作業(yè)或作業(yè)態(tài)度不認(rèn)真、抄襲他人作業(yè)3.上機(jī)成績上機(jī)成績占所學(xué)課程的10%，即10分。根據(jù)學(xué)生的上機(jī)表現(xiàn)及上機(jī)編程作業(yè)，進(jìn)行綜合評定。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。評分標(biāo)準(zhǔn)分值標(biāo)準(zhǔn)描述上機(jī)表現(xiàn)（5）5無遲到、早退現(xiàn)象，態(tài)度端正，認(rèn)真進(jìn)行上機(jī)操作。4有遲到、早退現(xiàn)象或上機(jī)操作不夠認(rèn)真。3有遲到、早退現(xiàn)象且上機(jī)操作不認(rèn)真。1有遲到、早退現(xiàn)象，上機(jī)操作不動手，渾水摸魚。0曠課上機(jī)作業(yè)（5）5編程作業(yè)書寫規(guī)范，能夠正確運(yùn)行，書寫認(rèn)真。4部分語句冗余，但能運(yùn)行處結(jié)果，書寫較認(rèn)真。3部分語句錯誤，運(yùn)行不出正確結(jié)果，書寫不夠認(rèn)真。2運(yùn)行不出結(jié)果，書寫不認(rèn)真，明顯錯誤。0沒有提交上機(jī)作業(yè)。4.期末考試采用提交結(jié)課報告形式進(jìn)行，期末成績?yōu)榘俜种?，計入總成績時乘以70%，考試內(nèi)容須與畢業(yè)要求指標(biāo)緊密結(jié)合，考試完成后在綜合教務(wù)系統(tǒng)中按照設(shè)定的占比系數(shù)錄入成績。八、課程評價與持續(xù)改進(jìn)8.1課程評價課程評價周期定為每1年評價一次。設(shè)置達(dá)成情況目標(biāo)值，采用成績分析法進(jìn)行評價。課程達(dá)成評價根據(jù)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)課程達(dá)成評價方法進(jìn)行計算，評價結(jié)果用于持續(xù)改進(jìn)。大數(shù)據(jù)科學(xué)系負(fù)責(zé)人組織教師實(shí)施課程評價，制定持續(xù)改進(jìn)措施，監(jiān)督持續(xù)改進(jìn)過程。課程負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)撰寫課程考核總結(jié)報告，實(shí)施課程評價持續(xù)改進(jìn)。8.2持續(xù)改進(jìn)1）日常教學(xué)：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，教師采取座談會、與學(xué)生單獨(dú)交流，及時調(diào)整教學(xué)方法、進(jìn)度，做出教學(xué)改進(jìn)。2）上機(jī)：根據(jù)學(xué)生上機(jī)操作及上機(jī)報告情況，對學(xué)生理解數(shù)據(jù)安全知