Dla nauczyciela

Autor: Maurycy Gast

Przedmiot: Informatyka

Temat: Szyfr RSA w języku Java

Grupa docelowa:

Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych: układanie i programowanie algorytmów, organizowanie, wyszukiwanie i udostępnianie informacji, posługiwanie się aplikacjami komputerowymi.
V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa. Respektowanie prywatności informacji i ochrony danych, praw własności intelektualnej, etykiety w komunikacji i norm współżycia społecznego, ocena zagrożeń związanych z technologią i ich uwzględnienie dla bezpieczeństwa swojego i innych.
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów.
Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
3) objaśnia dobrany algorytm, uzasadnia poprawność rozwiązania na wybranych przykładach danych i ocenia jego efektywność;
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych.
Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
3) sprawnie posługuje się zintegrowanym środowiskiem programistycznym przy pisaniu, uruchamianiu i testowaniu programów;
I + II. Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
3) objaśnia, a także porównuje podstawowe metody i techniki algorytmiczne oraz struktury danych, wykorzystując przy tym przykłady problemów i algorytmów, w szczególności:
f) metodę szyfrowania z kluczem publicznym i jej zastosowanie w podpisie elektronicznym,
V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa.
Zakres podstawowy. Uczeń:
3) stosuje dobre praktyki w zakresie ochrony informacji wrażliwych (np. hasła, pin), danych i bezpieczeństwa systemu operacyjnego, objaśnia rolę szyfrowania informacji;
Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
1) objaśnia rolę technik uwierzytelniania, kryptografii i podpisu elektronicznego w ochronie i dostępie do informacji;

Kształtowane kompetencje kluczowe:

  • kompetencje cyfrowe;

  • kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

  • kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

  • Zaimplementujesz w języku Java klucze prywatne oraz publiczne algorytmu RSA.

  • Zaimplementujesz w języku Java algorytmy szyfrowania oraz deszyfrowania metodą RSA.

  • Wykonasz ćwiczenia dotyczące szyfrowania i deszyfrowania wiadomości za pomocą szyfru RSA.

Strategie nauczania:

  • konstruktywizm;

  • konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

  • dyskusja;

  • rozmowa nauczająca z wykorzystaniem multimedium i ćwiczeń interaktywnych;

  • ćwiczenia praktyczne;

  • burza mózgów.

Formy pracy:

  • praca indywidualna;

  • praca w parach;

  • praca w grupach;

  • praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

  • komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

  • zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

  • tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

  • oprogramowanie dla języka Java SE 8 (lub nowszej wersji), w tym Eclipse 4.4 (lub nowszej wersji).

Przebieg lekcji

Przed lekcją:

  1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia e‑materiał: „Szyfr RSA w języku Java”. Uczniowie zapoznają się z treściami w sekcji „Przeczytaj” w kontekście programowania.

Faza wstępna:

  1. Nauczyciel wyświetla temat i cele zajęć zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. Prosi uczniów, by na podstawie wiadomości zdobytych przed lekcją zaproponowali kryteria sukcesu.

  2. Rozpoznanie wiedzy uczniów. Nauczyciel zadaje uczniom pytania dotyczące ich aktualnego stanu wiedzy w obszarze poruszanego tematu, opartego o programowanie.

Faza realizacyjna:

  1. Praca z tekstem. Metodą burzy mózgów uczniowie referują najważniejsze informacje, jakie znaleźli w sekcji „Przeczytaj”, przygotowując się do lekcji. Następnie uczniowie w parach analizują przykłady zawarte w tej sekcji, powtarzają zaprezentowane rozwiązania na swoich komputerach i testują je.

  2. Praca z multimedium. Nauczyciel wyświetla zawartość sekcji „Symulacja interaktywna”. Uczniowie wspólnie zapoznają się z symulacją interaktywną, w której pokazano propozycję kodowania tekstu za pomocą szyfru RSA. Każdy znak tekstu przekształcany jest na swoją liczbę w systemie Unicode, a następnie szyfrowany z użyciem klucza publicznego. Następnie indywidualnie szyfrują wybrany przez siebie tekst, a wygenerowany tekst kopiują do pola deszyfrującego. Odpowiadają na pytanie: Czy odszyfrowany tekst jest taki sam jak pierwotny?

  3. Ćwiczenie umiejętności. Uczniowie, pracując w parach, wykonują ćwiczenie nr 1 z sekcji „Sprawdź się”. Nauczyciel sprawdza poprawność pisanych kodów, porównuje je i omawia wraz z uczniami. Wskazuje najbardziej efektywne rozwiązanie.

Faza podsumowująca:

  1. Nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. W kontekście ich realizacji podsumowuje przebieg zajęć, a także wskazuje mocne i słabe strony pracy uczniów.

  2. Nauczyciel prosi uczniów o podsumowanie zgromadzonej wiedzy w zakresie programowania w języku Java.

Praca domowa:

  1. Uczniowie wykonują ćwiczenie nr 2 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

  • Oficjalna dokumentacja techniczna dla języka Java SE 8 (lub nowszej wersji).

  • Oficjalna dokumentacja techniczna dla oprogramowania Eclipse 4.4 (lub nowszej wersji).

Wskazówki metodyczne:

  • Treści w sekcji „Przeczytaj” można wykorzystać jako podsumowanie i utrwalenie wiedzy uczniów.

Sprawdź się