资源简介

(共19张PPT)
信息科技五年级上册
单元主题四：信息安全小卫士
授课教师：
2025 年 4月
单元导入
人类社会进入信息时代，信息安全受到越来越广泛的重视。人们采用多种方法来保护信息安全，例如通过设置密码来保护账号，通过运用防护技术来保护信息设备，通过对信息加密来防止信息泄露等。
那么，如何设置安全的密码？如何保护信息设备的安全？信息又是如何被加密的？让我们一起来探究其中的奥秘，成为信息安全小卫士。
通过本单元的学习，我们将：
理解穷举算法基本思想及其在信息安全中的应用。
了解手机安全验证的基本方式及其安全性。
理解简单加密和解密的基本原理。
单元主题四信息安全小卫士信息科技五年级上册活动1密码中的穷举算法授课教师：周南梅溪湖映日学校叶果2025年4月
情境导入
怎样设置更安全的密码呢？
任务一、认识密码和穷举算法
想一想：密码锁的基本原理是什么？
锁设有 个转盘，每个转盘分别有 共 10个数标识位置。
预先设置的密码：“123”。
分别转动 3 个 转 盘， 让“1”“2”“3”对准三角形标志，密码锁就会被打开。否则打不开锁。
3
0～9
任务一、认识密码和穷举算法
信息系统密码原理
在信息系统中预先注册账号并设置密码。
用户登录信息系统时，系统通过计算来比对用户输入的密码与预先设置的密码。
如果二者相同，则允许用户访问，否则拒绝用户访问。
输入密码
比对
一致
不一致
响应
任务一、认识密码和穷举算法
穷举算法与密码的安全性
小明在旅行途中忘记了行李箱的开锁密码，请开展小组讨论，找到打开行李箱的方法。
开动脑筋：
1.密码锁有 3 个转盘，密码肯定是一个 位数字。
2.密码一定是 到 这 1000 个数字中的一个。
3.可以从某个数开始，不重复地逐一尝试，直到开锁为止。
通过分析，可以明确：
01
02
3
000
999
任务一、认识密码和穷举算法
穷举算法与密码的安全性
基本思想：在一个确定的范围内，有序地去尝试每一种可能。
基本要素：
1.密码锁有 3 个转盘，密码肯定是一个 3 位数字。
2.密码一定是“000”到“999”这 1000 个数字中的某一个。
3.可以从某个数开始，不重复地逐一尝试，直到开锁为止。
穷举对象：
3个数字的组合
穷举范围： 000～999
穷举方案：
逐次加 1，或减 1
小结：穷举范围越大，穷举算法执行比较的次数就越 ，耗费的时间就会越 ，密码就越 被破解。
多
长
难
任务一、认识密码和穷举算法
穷举算法与密码的安全性
如果用穷举对象的个数来表示穷举范围的大小，不同的密码设置方式，对应着不同的穷举范围。
密码字符类型 1 位密码穷举 范围大小 2位密码穷举 范围大小 3位密码穷举
范围大小
数字
数字和小写 英文字母的组合
10
10+26=36
10×10=100
36×36=1296
10×10×10=1000
36×36×36=46656
通过观察可以得出结论：
，或 ，可以扩大穷举的范围，这样就需要更多次的尝试才能破解密码，从而提高密码的安全性。
增加密码的长度
在密码中加入字母（分大小写）和符号
任务一、认识密码和穷举算法
避免设置简单密码
为了便于记忆，人们常常会设置一些简单的密码。这些密码容易被猜出来，安全性不高。
任务一、认识密码和穷举算法
合理设置密码长度
一般说来，密码长度越长越安全，但记忆也越困难。因此需要设置合理的密码长度。目前安全密码长度一般在 8 位以上。
在密码中加入字母和符号
在密码中加入字母（分大小写）和符号，可以扩大穷举的范围，提高密码的安全性。如设置密码：Wo（12）=&。
任务二、穷举算法的应用
开动脑筋
数一数，如果要从大熊猫馆到百鸟林，共有多少条路线可供选择。
任务二、穷举算法的应用
开动脑筋
饮品和主食只能各选 1 样，早餐有多少种搭配方式？
任务二、穷举算法的应用
鸡兔同笼
笼子里有若干只鸡和兔。从上面数，有8个头，从下面数，有20只脚。鸡和兔各有几只
用穷举算法列出所有 9 种组合，从中找到正确的解。
鸡数 0 1 2 3 4 5 6 7 8
兔子数
总脚数
8
7
6
5
4
3
2
1
0
32
30
28
26
24
22
20
18
16
任务二、穷举算法的应用
鸡兔同笼
编程实现鸡兔同笼问题求解;
输入不同的头数和脚数，观察运行结果。
头数为35，脚数为94呢？
练习提升
1. 在用穷举算法解决鸡兔同笼问题时，如何缩小穷举范围？
2. 使用人工智能大语言模型应用工具，询问是否可以用穷举算法求解 “韩信点兵”问题。
课堂总结
想一想：这节课我们认识了密码和穷举算法，你们学到了什么知识？
穷举算法基本要素有：穷举对象、穷举范围、穷举方案、检验正确条件。
穷举范围越大，穷举算法执行比较的次数就越多，耗费的时间就会越长，密码就越难被破解。
提高密码安全性的基本方法：避免设置简单密码、合理设置密码长度、在密码中加入字母和符号。
课堂总结
同学们，下节课再见！《密码中的穷举算法》学习单
一、认识密码和穷举算法
◆密码基本原理
1.想一想：密码锁的基本原理是什么？
锁设有 个转盘，每个转盘分别有 共 10个数标识位置。
预先设置的密码：“123”。
分别转动 3 个 转 盘， 让“1”“2”“3”对准三角形标志，密码锁就会被打开。否则打不开锁。
2.信息系统密码原理：
◆穷举算法与密码的安全性
开动脑筋：
1.小明在旅行途中忘记了行李箱的开锁密码，请开展小组讨论，找到打开行李箱的方法。
通过分析，可以明确：
（1）密码锁有 3 个转盘，密码肯定是一个 位数字。
（2）密码一定是 到 这 1000 个数字中的某一个。
（3）可以从某个数开始，不重复地逐一尝试，直到开锁为止。
小结：穷举范围越大，穷举算法执行比较的次数就越 ，耗费的时间就会越 ，密码就越 被破解。
2.填一填：如果用穷举对象的个数来表示穷举范围的大小，不同的密码设置方式，对应着不同的穷举范围。
通过观察可以得出结论：
或 可以扩大穷举的范围，这样就需要更多次的尝试才能破解密码，从而提高密码的安全性。
3.想一想：在设置密码时，为提高密码的安全性，我们需要注意什么？
二、穷举算法的应用
（一）开动脑筋：
1.数一数，如果要从大熊猫馆到百鸟林，共有多少条路线可供选择。
2.饮品和主食只能各选 1 样，早餐有多少种搭配方式？
3.笼子里有若干只鸡和兔。从上面数，有8个头，从下面数，有20只脚。鸡和兔各有几只 （用穷举算法列出所有 9 种组合，从中找到正确的解。）
（二）探究实践：
1.编程实现鸡兔同笼问题求解;
2.输入不同的头数和脚数，观察运行结果。
（三）练习提升：
1. 在用穷举算法解决鸡兔同笼问题时，如何缩小穷举范围？
2. 使用人工智能大语言模型应用工具，询问是否可以用穷举算法求解 “韩信点兵”问题。

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