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(共32张PPT)
第11课
数据备份与加密
（浙教版）八年级
上
01
教学目标
02
新知导入
03
数据备份
04
数据备份
05
拓展延伸
07
课堂小结
06
课堂练习
08
板书设计
01
教学目标
1、信息意识：能够理解数据备份的基本概念和技术原理，掌握常见的数据备份方法及其应用场景。
2、计算思维：能够运用逻辑思维对数据备份过程进行系统化分析和优化，展示计算思维在数据备份中的应用成效。
3、数字化学习与创新：能够利用在线资源和平台进行数据备份技术的自主学习，实践数据备份技术的综合应用。
4、信息社会责任：能够理解数据安全与隐私保护的重要性及其法律法规，增强信息安全意识，防范数据泄露和滥用行为。
02
新知导入
通过体验数据备份的不同方式，掌握数据备份的方法，具备数据备份的意识;通过学习替代加密法，掌握数据加密的简单算法，知道数据加密对保护数据安全的作用。
探究：
1、你用过的数据备份方法有哪些
2、数据加密对保护数据安全有什么作用
02
新知导入
互联网应用不断发展，在线交流、在线协同、电子支付等网络应用会产生大量的数据，与此同时，也面临着相应的风险，随时可能会出现网络泄密、病毒感染、硬件损坏等问题，造成重要数据的丢失或破坏，从而影响人们的日常生活与工作。
03
数据备份
数据安全是指通过采取必要措施，确保数据处于有效保护和合法利用的状态，以及具备保障持续安全状态的能力。良好的数据备份机制，可在数据被破坏或造成损失时，在一定范围内尽快地恢复，减少损失。
03
数据备份
数据备份一般包括本地数据备份、异地数据备份等。相对地，本地数据备份比较便捷，备份与还原的效率高;异地备份对技术和成本要求高，但抵御风险能力比较强，安全性也较高。云备份是异地备份的一种方式，使用日益广泛。它能实现实时备份与同步，效率较高，对个人来说成本较低，但仍存在数据泄露的风险。因此，可以根据不同需求来选择相应的备份方式。
03
数据备份
亲身体验
运用不同的备份方式对重要数据进行备份，分析不同备份方式的特点。
1、完全备份（Full Backup）
特点：完全备份是对整个系统或选定文件夹进行一次性完整拷贝，包括所有数据和系统文件。
2、增量备份（Incremental Backup）
特点：增量备份仅备份自上次备份（包括完全备份、增量备份或差异备份）以来新增或修改的数据。
03
数据备份
新知拓展
你用过的数据备份方法有哪些
1、差异备份（Differential Backup）
定义与特点：差异备份是对自上一次完全备份之后所有发生变化的数据进行备份。其优点在于恢复速度较快，只需最近一次完全备份和最后一次差异备份即可恢复所有数据。
2、快照备份（Snapshot Backup）
定义与特点：快照备份是一种即时捕获数据状态的方法，它记录了某一时刻数据的映像。
03
数据备份
新知拓展
03
数据加密
数据加密是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，保护数据不被非法窃取。数据加密目前仍是计算机系统对数据保护的一种可靠的方法，它利用密码技术对数据进行加密，实现保护数据安全的目的。在日常生活中，有各种数据需要保护，包括用户账号和密码、用户重要文件等，这些重要数据要做好个人防护，可以对其进行加密保护。
03
数据加密
密钥 原有的信息称为明文，明文经过加密变换后的形式称为密文。由明文变为密文的过程称为加密，由密文还原成明文的过程称为解密。密钥(Key)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，解密算法中的控制参数称解密密钥。
知识连接
03
数据加密
简单加密算法一般包括替代加密法、换位加密法等。替代加密法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;换位加密法的基本思想是将明文中的字符位置通过一定的规则重新排列。
03
数据加密
以替代加密法为例，通过将明文中所使用的字母表按照一定的字数“平移”进行加密，其中平移的字母数量相当于密钥。如表11-1所示，密钥为3的替代加密法，英文字母“A”向后平移3位变成“D”，“B”变成“E”“Z”变成“C”这样就把有意义的明文变成无意义的密文，从而保护数据安全。
明文 X Y Z A B C D E F .......
密文 A B C D E F G H I .......
03
数据加密
该算法的自然语言描述如下:
初始:初始化密文变量miwen。
输人:明文mingwen。
处理:若明文中的字母介于“A~W”之间，则该字母向后3位;若明文中的字母介于“X~Z”之间，则该字母向前移23位。
输出:密文miwen。
算法流程图如图11-2所示
图11-2
03
数据加密
温馨提示
在Python中，字符可以先用ord()函数将字符转换为ASCII码进行计算，计算完成之后再用chr()函数将ASCII码转换为字符。
输出结果是：
The ASCII value of 'A' is: 65
The character corresponding to ASCII value 65 is: A
The ASCII value of 'B' is: 66
After adding 1 to the ASCII value of 'B', we get: 67
The character corresponding to the new ASCII value is: C
03
数据加密
参考代码如图11-3所示。
03
数据加密
for循环语句 for循环语句是通过遍历某一序列对象来构建循环，循环结束的条件就是对象遍历完成。遍历是指根据数据之间的逻辑结构，遵循一定的顺序，依次对数据的所有元素做一次且仅做一次访问。
ord函数 ord函数 是Python的内置画数的一种。它可以对应一个长度为1的字符串返回相对应的Unicode值或者ASCII值。
知识连接
03
数据加密
亲身体验
根据替代加密法，利用Python编写程序将明文转换成密文
03
数据加密
数据安全需要每一位应用者从国家、社会与合格公民的角度出发，增强数据安全风险防范意识，提高数据安全防范技术水平，以确保数据安全得到重视。
03
数据加密
随堂练习
1.自定义密钥规则，利用Python语言编写一个加密程序，将输入的明文转换成密文。
03
数据加密
随堂练习
2.思考并讨论数据解密的过程
1、解密过程是将密文转换回明文。在这个例子中，我们使用了一个简单的凯撒密码（Caesar cipher），它是一种替换加密技术，通过将字母表中的每个字母向前或向后移动固定数量的位置来加密文本。解密过程就是将这个过程反向进行。
2、解密过程中，我们需要知道用于加密的密钥。我们知道密钥是3，所以我们可以直接使用相同的密钥来解密密文。解密后的文本应该与原始明文相同。
03
数据加密
新知拓展
数据加密对保护数据安全有什么作用
1、保密性：数据加密通过将明文（即原始数据）转换成密文（即不可读的形式），确保只有拥有正确密钥的人才能访问和理解数据。这防止了未经授权的访问和窃取，即使攻击者能够截获数据传输或存储的数据，也无法解读其内容。
2、完整性：加密技术不仅保护数据的机密性，还帮助确保数据的完整性。通过使用哈希函数和数字签名等技术，可以检测数据在传输过程中是否被篡改。任何对数据的未授权修改都会导致哈希值的变化，从而可以被系统检测到。
06
拓展延伸
1、通信密钥
06
拓展延伸
2、加密和解密对于生活有哪些影响？
（1）保护隐私：加密技术确保个人数据如银行账户信息、医疗记录和个人通信在传输和存储过程中的安全性。例如，当你使用网络购物或在线银行服务时，你的个人信息通过加密得到保护，防止被黑客窃取。
（2）安全通信：加密技术使得人们可以通过互联网进行安全的通信。例如，电子邮件服务提供商使用加密来保护用户邮件的内容不被第三方读取。
（3）数字交易安全：在电子商务中，加密技术确保了支付信息的安全。
06
拓展延伸
3、加密技术对社会有哪些好处和坏处？
好处：
提高安全性：加密技术显著提高了数据传输和存储的安全性，减少了数据泄露的风险。
坏处：
复杂性和成本：加密技术的实施可能会增加系统的复杂性和成本，尤其是对于资源有限的小型企业来说。
06
拓展延伸
4、青少年如何学好加密和解密？
（1）学习基础知识：从理解基本的加密概念开始，如对称加密和非对称加密，以及它们是如何工作的。
（2）实践操作：通过实际编写简单的加密和解密程序来加深理解。可以从Python等编程语言开始，尝试实现凯撒密码或更复杂的RSA算法。
（3）参加竞赛和挑战：参与在线的加密挑战和CTF（Capture The Flag）比赛，这些活动可以提高解决实际安全问题的能力
07
课堂练习
请回答对于信息加密未来发展趋势？
1、量子计算的影响：随着量子计算的发展，现有的加密算法可能面临威胁，因为量子计算机能够在相对较短的时间内破解当前的加密算法。因此，研究人员正在开发抗量子计算的加密方法。
2、同态加密的应用：同态加密允许在密文状态下对数据进行处理，这意味着可以在不解密的情况下对数据进行分析和计算。这种技术的发展将使云计算更加安全，因为它可以保护数据在云端处理时的隐私。
08
课堂小结
通过数据的备份与加密课程，我们深刻体会到了数据备份的重要性。我们掌握了数据备份的基本方法和技巧。我们亲身体验了数据备份的全过程，感受到了备份带来的安全感。我们也认识到数据备份并非一劳永逸的事情。随着数据的不断更新和变化，我们需要定期进行备份以确保数据的安全。同时，在选择备份介质时也需要考虑其安全性和可靠性。
09
板书设计
数据备份与加密
一、数据备份
二、数据加密
课后作业
1、回家和父母以游戏的方式简单模仿加密和解密的原理，并写一份体验报告。
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信息技术 第11课 数据备份与加密
课题 数据备份与加密 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 八年级
教材分析 《数据备份与加密》该课时教材编排了“数据备份—数据加密”的系列学习活动，旨在让学生通过体验数据备份的不同方式，掌握数据备份的方法，具备数据备份的意识;通过学习替代加密法，掌握数据加密的简单算法，知道数据加密对保护数据安全的作用。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合八年级学生认知特点。
教学目标 1、信息意识：能够理解数据备份的基本概念和技术原理，掌握常见的数据备份方法及其应用场景。 2、计算思维：能够运用逻辑思维对数据备份过程进行系统化分析和优化，展示计算思维在数据备份中的应用成效。 3、数字化学习与创新：能够利用在线资源和平台进行数据备份技术的自主学习，实践数据备份技术的综合应用。 4、信息社会责任：能够理解数据安全与隐私保护的重要性及其法律法规，增强信息安全意识，防范数据泄露和滥用行为。
重点 一、数据备份二、数据加密
难点 1、数据加密
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过体验数据备份的不同方式，掌握数据备份的方法，具备数据备份的意识;通过学习替代加密法，掌握数据加密的简单算法，知道数据加密对保护数据安全的作用。探究：1、你用过的数据备份方法有哪些 2、数据加密对保护数据安全有什么作用 互联网应用不断发展，在线交流、在线协同、电子支付等网络应用会产生大量的数据，与此同时，也面临着相应的风险，随时可能会出现网络泄密、病毒感染、硬件损坏等问题，造成重要数据的丢失或破坏，从而影响人们的日常生活与工作 观看通过老师讲解和学生之间的相互讨论生活中的数据备份的运用场景。 帮助学生理解数据备份的概念，打开课堂。
讲授新课 一 、数据备份数据安全是指通过采取必要措施，确保数据处于有效保护和合法利用的状态，以及具备保障持续安全状态的能力。良好的数据备份机制，可在数据被破坏或造成损失时，在一定范围内尽快地恢复，减少损失。数据备份一般包括本地数据备份、异地数据备份等。相对地，本地数据备份比较便捷，备份与还原的效率高;异地备份对技术和成本要求高，但抵御风险能力比较强，安全性也较高。云备份是异地备份的一种方式，使用日益广泛。它能实现实时备份与同步，效率较高，对个人来说成本较低，但仍存在数据泄露的风险。因此，可以根据不同需求来选择相应的备份方式。亲身体验运用不同的备份方式对重要数据进行备份，分析不同备份方式的特点。新知拓展你用过的数据备份方法有哪些 二 、数据加密数据加密是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，保护数据不被非法窃取。数据加密目前仍是计算机系统对数据保护的一种可靠的方法，它利用密码技术对数据进行加密，实现保护数据安全的目的。在日常生活中，有各种数据需要保护，包括用户账号和密码、用户重要文件等，这些重要数据要做好个人防护，可以对其进行加密保护。知识连接密钥 原有的信息称为明文，明文经过加密变换后的形式称为密文。由明文变为密文的过程称为加密，由密文还原成明文的过程称为解密。密钥(Key)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，解密算法中的控制参数称解密密钥。简单加密算法一般包括替代加密法、换位加密法等。替代加密法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;换位加密法的基本思想是将明文中的字符位置通过一定的规则重新排列。以替代加密法为例，通过将明文中所使用的字母表按照一定的字数“平移”进行加密，其中平移的字母数量相当于密钥。如表11-1所示，密钥为3的替代加密法，英文字母“A”向后平移3位变成“D”，“B”变成“E”“Z”变成“C”这样就把有意义的明文变成无意义的密文，从而保护数据安全。该算法的自然语言描述如下:初始:初始化密文变量miwen。输入:明文mingwen。处理:若明文中的字母介于“A~W”之间，则该字母向后3位;若明文中的字母介于“X~Z”之间，则该字母向前移23位。输出:密文miwen。算法流程图如图11-2所示温馨提示在Python中，字符可以先用ord()函数将字符转换为ASCII码进行计算，计算完成之后再用chr()函数将ASCII码转换为字符。参考代码如图11-3所示。知识连接for循环语句 for循环语句是通过遍历某一序列对象来构建循环，循环结束的条件就是对象遍历完成。遍历是指根据数据之间的逻辑结构，遵循一定的顺序，依次对数据的所有元素做一次且仅做一次访问。ord函数 ord画数是Python的内置画数的一种。它可以对应一个长度为1的字符串返回相对应的Unicode值或者ASCII值。亲身体验根据替代加密法，利用Python编写程序将明文转换成密文数据安全需要每一位应用者从国家、社会与合格公民的角度出发，增强数据安全风险防范意识，提高数据安全防范技术水平，以确保数据安全得到重视。随堂练习1.自定义密钥规则，利用Python语言编写一个加密程序，将输入的明文转换成密文。2.思考并讨论数据解密的过程新知拓展数据加密对保护数据安全有什么作用 三 、知识拓展 1、通信密钥2、加密和解密对于生活有哪些影响？3、加密技术对社会有哪些好处和坏处？4、青少年如何学好加密和解密？四、课堂练习 请回答对于信息加密未来发展趋势？ 学生之间互相讨论在我们日常生活中的数据备份的应用场景有哪些。学生通过观看课件和听老师讲解，了解数据加密的运用场景。 学生通过观看视频和自我思考我们生活中数据编码与解码的运用。学生查找资料，相互讨论对于本堂课中老师提出的问题进行解答。 帮助学生积极融入课堂，提高学生学习积极性。 学生通过边看边听的形式，了解数据加密的实现原理。让学生通过视频思考，进一步加深对课堂所学内容的理解。 让学生巩固了解本堂课的内容，加深学生对所学知识的印象。
布置作业 回家和父母以游戏的方式简单模仿加密和解密的原理，并写一份体验报告。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 通过数据的备份与加密课程，我们深刻体会到了数据备份的重要性。我们掌握了数据备份的基本方法和技巧。我们亲身体验了数据备份的全过程，感受到了备份带来的安全感。我们也认识到数据备份并非一劳永逸的事情。随着数据的不断更新和变化，我们需要定期进行备份以确保数据的安全。同时，在选择备份介质时也需要考虑其安全性和可靠性。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、数据备份二、数据加密 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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