綜合與實(shí)踐二神奇的加密術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)兩種古代加密方法的研究,能識(shí)別這兩種加密技術(shù)的原理.2.通過(guò)小組合作完成加密與破譯任務(wù),提升邏輯思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力;嘗試自主設(shè)計(jì)加密術(shù),培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)信息安全的初步認(rèn)知..教學(xué)設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié)：協(xié)作破冰問(wèn)題構(gòu)建情境啟航教師示范鞏固拓展當(dāng)堂檢測(cè)反思總結(jié)作業(yè)設(shè)計(jì)情境啟航在古代戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,情報(bào)傳遞至關(guān)重要,一旦被敵方獲取,后果不堪設(shè)想。那大家有沒(méi)有想過(guò)古人是如何保護(hù)情報(bào)安全的呢？比如,岳飛率領(lǐng)岳家軍抗擊金兵時(shí),將領(lǐng)們之間是怎樣秘密傳達(dá)作戰(zhàn)計(jì)劃的？還有,古羅馬軍隊(duì)在廣闊的疆域作戰(zhàn),士兵們?nèi)绾未_保指令不被敵人竊取后破解？帶著這些疑問(wèn),讓我們一起走進(jìn)今天神奇的加密術(shù)世界!思考：生活中我們的密碼（如手機(jī)密碼、支付密碼）有什么作用？古代沒(méi)有現(xiàn)代技術(shù),軍隊(duì)傳遞軍情時(shí)如何防止信息被敵人截獲？問(wèn)題構(gòu)建宋朝的曾公亮在《武經(jīng)總要》中對(duì)40條軍事短語(yǔ)進(jìn)行了編碼,出征前約定一首無(wú)重復(fù)字的詩(shī).出征后,如果想發(fā)出某項(xiàng)信息,如編碼為12的“請(qǐng)船”,只需發(fā)送約定詩(shī)中排序?yàn)榈?2的文字即可.編碼短語(yǔ)編碼短語(yǔ)編碼短語(yǔ)編碼短語(yǔ)1請(qǐng)弓11請(qǐng)車牛21賊多31被賊圍2請(qǐng)箭12請(qǐng)船22賊少32賊圍解3請(qǐng)刀13請(qǐng)攻城守具23賊相敵33戰(zhàn)不勝4請(qǐng)甲14請(qǐng)?zhí)肀?4賊添兵34戰(zhàn)大勝5請(qǐng)槍旗15請(qǐng)移營(yíng)25賊移營(yíng)35戰(zhàn)大捷6請(qǐng)鍋幕16請(qǐng)進(jìn)軍26賊進(jìn)兵36將士投降7請(qǐng)馬17請(qǐng)退軍27賊退兵37將士叛8請(qǐng)衣賜18請(qǐng)固守28賊固守38士卒病9請(qǐng)糧料19未見賊29圍得賊城39都將病10請(qǐng)草料20見賊訖30解圍城40戰(zhàn)小勝問(wèn)題構(gòu)建1.約定詩(shī)（無(wú)重復(fù)字的五言律詩(shī)）《送杜少府之任蜀州》城闕輔三秦，風(fēng)煙望五津.與君離別意，同是宦游人.海內(nèi)存知己，天涯若比鄰.無(wú)為在歧路，兒女共沾巾.2.破解任務(wù)請(qǐng)從約定詩(shī)中提取第12字、第24字、第35字,分別匹配密碼本的編碼,組合成完整的軍事指令,將答案寫在下方空白處.3.空白答題區(qū)第12字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______第24字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______第35字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______完整軍事指令：______賊添兵請(qǐng)船請(qǐng)船，賊添兵，戰(zhàn)大捷戰(zhàn)大捷請(qǐng)求調(diào)派船只支援，當(dāng)前敵軍增兵，此戰(zhàn)已獲重大勝利問(wèn)題構(gòu)建1.約定詩(shī)（無(wú)重復(fù)字的七言律詩(shī)）《黃鶴樓》昔人已乘黃鶴去，此地空余黃鶴樓.黃鶴一去不復(fù)返，白云千載空悠悠.晴川歷歷漢陽(yáng)樹，芳草萋萋鸚鵡洲.日暮鄉(xiāng)關(guān)何處是？煙波江上使人愁.2.破解任務(wù)請(qǐng)從約定詩(shī)中提取第8字、第18字、第30字,分別匹配密碼本的編碼,組合成完整的軍事指令,將答案寫在下方空白處.3.空白答題區(qū)第8字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______第18字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______第30字對(duì)應(yīng)編碼及短語(yǔ)：______完整軍事指令：______請(qǐng)衣賜請(qǐng)固守解圍城請(qǐng)衣賜，請(qǐng)固守，解圍城請(qǐng)求賜予將士衣物，令其堅(jiān)守陣地，最終成功解除城池包圍練一練問(wèn)題構(gòu)建古羅馬時(shí)期愷撒與將軍約定：“把每個(gè)字母按順序后移3位,最后三個(gè)字母依次對(duì)應(yīng)A，B，C”,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加密,如將“ARMY”加密成“DUPB”傳遞.問(wèn)題1：你能嘗試制作凱撒的密碼本嗎？原字母對(duì)應(yīng)字母原字母對(duì)應(yīng)字母原字母對(duì)應(yīng)字母ADKNUXBELOVYCFMPWZDGNQXAEHORYBFIPSZCGJQTHKRUILSVJMTWARMYDUPB對(duì)應(yīng)字母-原字母=3問(wèn)題構(gòu)建題目1:破譯加密信息“VFKRRO”答案：V-3=SF-3=CK-3=HR-3=OR-3=OO-3=L原始信息為SCHOOL題目2：破譯加密信息“IULHQG”答案I-3=FU-3=RL-3=IH-3=EQ-3=NG-3=D原始信息為

FRIEND問(wèn)題2:請(qǐng)以英文單詞“TEACHER”,“FAMILY”找到凱撒密碼的原始數(shù)據(jù)?WHDFKHUIDPLI協(xié)作破冰問(wèn)題3:你能嘗試總結(jié)《武經(jīng)總要》和凱撒密碼的生成原理嗎？一、《武經(jīng)總要》密碼1.基于語(yǔ)義與約定的映射：以軍事短語(yǔ)為語(yǔ)義單元,通過(guò)預(yù)先約定的無(wú)重復(fù)字詩(shī)歌（如五言/七言律詩(shī)）建立“短語(yǔ)-詩(shī)歌字序-編碼”的三層映射.本質(zhì)是語(yǔ)義信息與固定載體（詩(shī)歌文字）的一一對(duì)應(yīng),依賴雙方對(duì)詩(shī)歌和短語(yǔ)列表的共同約定,屬于替代式密碼的一種變體,用詩(shī)歌中的字替代軍事指令的語(yǔ)義.2.表意的整體性：每個(gè)編碼對(duì)應(yīng)完整的軍事短語(yǔ),加密后傳遞的是語(yǔ)義級(jí)的信息單元,而非字母或單字的簡(jiǎn)單替換,更側(cè)重軍事指令的完整表意.協(xié)作破冰問(wèn)題3:你能嘗試總結(jié)《武經(jīng)總要》和凱撒密碼的生成原理嗎？二、凱撒密碼1.基于字母位移的規(guī)則化替換：以字母為基本單元,通過(guò)固定的“后移3位”（或其他位移值）規(guī)則對(duì)字母進(jìn)行替換,最后三個(gè)字母（A、B、C）也遵循位移邏輯（對(duì)應(yīng)X、Y、Z的位移）.本質(zhì)是字母級(jí)的規(guī)則化替代,屬于移位密碼的典型代表,依賴數(shù)學(xué)化的位移規(guī)則實(shí)現(xiàn)加密.2.操作的機(jī)械性：加密和解密完全遵循“位移數(shù)值”的機(jī)械規(guī)則,不涉及語(yǔ)義關(guān)聯(lián),僅對(duì)字母的位置進(jìn)行規(guī)律性調(diào)整,可通過(guò)反向位移（如后移3位則解密時(shí)前移3位）快速還原.通過(guò)對(duì)比可見,《武經(jīng)總要》密碼偏向語(yǔ)義層面的約定式替代,依賴文化載體（詩(shī)歌）和軍事語(yǔ)義的綁定；而凱撒密碼是字母層面的規(guī)則化移位，依賴數(shù)學(xué)邏輯的機(jī)械操作,二者分別體現(xiàn)了古代語(yǔ)義加密與字母移位加密的核心特點(diǎn).協(xié)作破冰問(wèn)題4：你認(rèn)為從哪些角度設(shè)計(jì)加密術(shù)可以增加破譯難度？規(guī)則多變：別用固定的加密方式,比如一會(huì)兒把字母后移3位,一會(huì)兒后移5位,還可以偶爾把幾個(gè)字母換成符號(hào),讓破譯的人摸不清規(guī)律.加干擾信息：在加密內(nèi)容里混進(jìn)一些亂碼或者無(wú)關(guān)的詞語(yǔ),比如加密“明天進(jìn)攻”時(shí),寫成“明天#$%進(jìn)攻&*”,讓別人分不清哪些是真信息，哪些是干擾.結(jié)合小秘密：把加密規(guī)則和只有你們知道的小秘密結(jié)合,比如用班級(jí)暗號(hào)、偶像名字里的字來(lái)當(dāng)加密鑰匙,別人不知道這個(gè)秘密就很難破譯.教師示范設(shè)計(jì)與交流以小組為單位,設(shè)計(jì)加密術(shù),給出具體的加密方法.各小組根據(jù)自己的加密術(shù),加密一條信息,交由其他小組破譯.小組間交流破譯密碼的過(guò)程、方法,分享各自設(shè)計(jì)加密術(shù)的經(jīng)驗(yàn),思考各自加密術(shù)的特點(diǎn).建議同學(xué)們結(jié)合本學(xué)期所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)設(shè)計(jì)自己的密碼程序，可能會(huì)有意想不到的收獲哦!教師示范

你能反向破解本組加密嗎？你打算怎樣做？教師示范

你能破解密碼組“31,15”“4,14”“22,16”“5,11”，還原明文嗎？WISH鞏固拓展

你能反向破解本組加密嗎？你打算怎樣做？鞏固拓展

鞏固拓展

鞏固拓展三角形與圓組合加密術(shù)(只考慮整數(shù)值)加密規(guī)則設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)符號(hào)定義：三角形:代表字母A-M（1-13）,其中銳角三角形（三個(gè)角都小于90°）對(duì)應(yīng)1-5,直角三角形（有一個(gè)角是90°）對(duì)應(yīng)6-9,鈍角三角形（有一個(gè)角大于90°）對(duì)應(yīng)10-13.圓形:代表字母N-Z（14-26）,其中空心圓對(duì)應(yīng)14-19,實(shí)心圓對(duì)應(yīng)20-26.二、數(shù)值映射：三角形通過(guò)“最大角的度數(shù)”對(duì)應(yīng)數(shù)字（如最大角50°對(duì)應(yīng)5,最大角90°對(duì)應(yīng)9,最大角110°對(duì)應(yīng)11）圓形通過(guò)“直徑長(zhǎng)度（cm）”對(duì)應(yīng)數(shù)字（如直徑5cm對(duì)應(yīng)5，直徑10cm對(duì)應(yīng)10）鞏固拓展三、組合規(guī)則：每個(gè)圖形旁標(biāo)注的小線段數(shù)量代表字母在單詞中的位置（1條線段=第1位,2條=第2位）破譯練習(xí)題請(qǐng)破譯以下加密圖形組合對(duì)應(yīng)的單詞：銳角三角形（最大角60°）+1條線段實(shí)心圓（直徑8cm）+2條線段直角三角形（最大角90°）+3條線段空心圓（直徑5cm）+4線段鞏固拓展答案解析銳角三角形屬于A-M范圍，最大角60°→對(duì)應(yīng)數(shù)字6→字母F（第6個(gè)字母）,1條線段表示第1位.實(shí)心圓屬于20-26范圍,直徑8cm→8+12=20→對(duì)應(yīng)字母T（第20個(gè)字母）,2條線段表示第2位.直角三角形屬于6-9范圍,最大角90°→對(duì)應(yīng)數(shù)字9→字母I（第9個(gè)字母）,3條線段表示第3位.空心圓屬于14-19范圍,直徑5cm→5+14=19→對(duì)應(yīng)字母S（第19個(gè)字母）,4條線段表示第4位組合后明文為："FTIS"當(dāng)堂檢測(cè)一、選擇題（每題只有一個(gè)正確答案）凱撒密碼的核心加密邏輯是對(duì)字母進(jìn)行哪種操作？（）隨機(jī)替換為符號(hào)B.按固定位數(shù)位移C.結(jié)合詩(shī)歌字序映射D.用三角形圖形替代2.在《武經(jīng)總要》密碼體系中,軍事短語(yǔ)需通過(guò)哪種載體建立與編碼的關(guān)聯(lián)？（）二元一次方程組B.無(wú)重復(fù)字的詩(shī)歌C.一次函數(shù)D.圓形直徑長(zhǎng)度B