《大数据安全》课程实验教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16132603 课程名称：大数据安全 英文名称：Big Data Security 实验总学时：20 适用专业：软件工程 课程类别：专业选修 先修课程：C语言和计算机网络 二、实验教学的总体目的和要求 (一)总体目标 《大数据安全》是一门实践性很强的课程。本课程的实验内容主要是学习编 写并验证常见的密码学算法，通过这门课程的学习，提高学生的编程能力并认识 到密码学算法在确保信息安全的方法中所处的重要地位。 (二)总体要求 1.对学生的要求： (1)学生需提早五分钟进入实验室，入座后启动实验用的计算机。迟到10分 钟者，则该节实验课以旷课处理。 (2)因故须请假者，必须按学校规定的要求持有效请假条交给任课教师，事后 补交者无效。 (3)上机有问题请举手，同学间有问题可相互讨论，但不得喧哗。 (4)试验期间不得做与实验无关的事，不准将食物带入实验室。 (5)实验结束后须关机，将键盘架及座椅摆放整齐，并将本机台面等处杂物主 动带离实验室。 2对教师的要求： (1)教师上实验课时需按时进入实验室，不得无故迟到。 (2)实验课期间，教师要认真指导学生，发现问题及时解决。 (3)认真批改学生的实验报告，并如实填写实验成绩
《大数据安全》课程实验教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16132603 课程名称：大数据安全 英文名称: Big Data Security 实验总学时：20 适用专业：软件工程 课程类别：专业选修 先修课程：C 语言和计算机网络 二、实验教学的总体目的和要求 （一）总体目标 《大数据安全》是一门实践性很强的课程。本课程的实验内容主要是学习编 写并验证常见的密码学算法，通过这门课程的学习，提高学生的编程能力并认识 到密码学算法在确保信息安全的方法中所处的重要地位。 （二）总体要求 1.对学生的要求： （1）学生需提早五分钟进入实验室，入座后启动实验用的计算机。迟到 10 分 钟者，则该节实验课以旷课处理。 （2）因故须请假者，必须按学校规定的要求持有效请假条交给任课教师，事后 补交者无效。 （3）上机有问题请举手，同学间有问题可相互讨论，但不得喧哗。 （4）试验期间不得做与实验无关的事，不准将食物带入实验室。 （5）实验结束后须关机，将键盘架及座椅摆放整齐，并将本机台面等处杂物主 动带离实验室。 2 对教师的要求： （1）教师上实验课时需按时进入实验室，不得无故迟到。 （2）实验课期间，教师要认真指导学生，发现问题及时解决。 （3）认真批改学生的实验报告，并如实填写实验成绩
(4)严格要求学生遵守操作规程和学生实验守则，对违反并不听劝告者，教师 有权制止其使用计算机，必要时停止其实验。 (5)实验课上不做与实验内容无关的事，不得无故擅离实验室。 3对实验条件的要求： (1)硬件要求： P4以上微型计算机，内部组成局域网，对外每台机器均连入Internet互联网。 (2)软件要求： 操作系统：Windows10 软件：Visual C+6.0 三、实验教学内容 实验项目一 实验名称：古典密码算法实现 实验内容：编写经典古典密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4学时 实验目的与要求： 。理解代替密码学加密过程 实验条件：要求安装Visual C+6.0 研究与思考： ·古典密码学曾经被广泛应用，它可以分为代替密码和置换密码两种，请查找 相关资料，列兴出几种属于代替密码和置换密码的古典密码算法？ 实验项目二 实验名称：DES算法实现 实验内容：编写DS密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性
（4）严格要求学生遵守操作规程和学生实验守则，对违反并不听劝告者，教师 有权制止其使用计算机，必要时停止其实验。 （5）实验课上不做与实验内容无关的事，不得无故擅离实验室。 3 对实验条件的要求： （1）硬件要求： P4 以上微型计算机，内部组成局域网，对外每台机器均连入 Internet 互联网。 （2）软件要求： 操作系统： Windows10 软件：Visual C++6.0 三、实验教学内容 实验项目一 实验名称：古典密码算法实现 实验内容：编写经典古典密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4 学时 实验目的与要求： ⚫ 理解代替密码学加密过程 实验条件：要求安装 Visual C++6.0 研究与思考： ⚫ 古典密码学曾经被广泛应用，它可以分为代替密码和置换密码两种，请查找 相关资料，列兴出几种属于代替密码和置换密码的古典密码算法？ 实验项目二 实验名称：DES 算法实现 实验内容：编写 DES 密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性
实验学时：4学时 实验目的与要求： ·理解对称加密算法的原理和特点 ●理解DES算法的加密原理 ·在实现S算法过程中，发现密码对称之美，鼓励学生勇于创新、刻苦进取、 不畏困难、责任担当，增强爱国主义情怀 实验条件：要求安装Visual C+6.0 研究与思考： ·DES每一个明文分组的长度是多少位？这个明文分组加密后的密文是多少 ·在DES算法的各种置换中，哪个置换为DES提供了最好的安全性？ 实验项目三 实验名称：RSA算法实现 实验内容：编写RSA密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4学时 实验目的与要求： ·了解非对称加密机制 ●理解RSA算法的加密原理 ·在实现SA算法过程中，了解中国剩余定理，增强民族自信和文化自信，理 解密码学中量变到质变的真正内涵 实验条件：要求安装Visual C+6.0 研究与思考： ●简述RSA的公钥生成算法？ ●“无法证明RSA算法是安全的”，你认为这句话对吗？ 实验项目四 实验名称：MD5算法实现 实验内容：编写MD5密码算法并加以验证
实验学时：4 学时 实验目的与要求： ⚫ 理解对称加密算法的原理和特点 ⚫ 理解 DES 算法的加密原理 ⚫ 在实现 DES 算法过程中，发现密码对称之美，鼓励学生勇于创新、刻苦进取、 不畏困难、责任担当，增强爱国主义情怀 实验条件：要求安装 Visual C++6.0 研究与思考： ⚫ DES 每一个明文分组的长度是多少位？这个明文分组加密后的密文是多少 位？ ⚫ 在 DES 算法的各种置换中，哪个置换为 DES 提供了最好的安全性？ 实验项目三 实验名称：RSA 算法实现 实验内容：编写 RSA 密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4 学时 实验目的与要求： ⚫ 了解非对称加密机制 ⚫ 理解 RSA 算法的加密原理 ⚫ 在实现 RSA 算法过程中，了解中国剩余定理，增强民族自信和文化自信，理 解密码学中量变到质变的真正内涵 实验条件：要求安装 Visual C++6.0 研究与思考： ⚫ 简述 RSA 的公钥生成算法？ ⚫ “无法证明 RSA 算法是安全的”，你认为这句话对吗？ 实验项目四 实验名称：MD5 算法实现 实验内容：编写 MD5 密码算法并加以验证
实验性质：验证及设计性 实验学时：4学时 实验目的与要求： 理解Hash函数的计算原理和特点 ● 理解D5算法原理 在实现MD5算法过程中，了解王小云教授攻克MD5的励志故事，鼓励学生勇 于探索、不怕失败、激发爱国主义精神 实验条件：要求安装Visual C+6.0 研究与思考： ●MD5生成摘要的长度是多少位？ 实验项目五 实验名称：SHAI算法实现 实验内容：编写SH1密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4学时 实验目的与要求： 。理解Hash函数的计算原理和特点 ●理解SHA1算法原理 ·在实现SA1算法过程中，了解王小云教授攻克SHA1的励志故事，鼓励学生 勇于探索、不怕失败、激发爱国主义精神 实验条件：要求安装Visual C+6.0 研究与思考： ●MD5算法和SHA1算法的异同？ 四、考核方式与标准 实验课成绩由实验教师根据每位学生所完成的实验报告情况给出，实验课成 绩为百分制，其与学生课堂出勤、课堂表现和课后作业等一起计入平时成绩考核， 平时成绩占学期总成绩的30%
实验性质：验证及设计性 实验学时：4 学时 实验目的与要求： ⚫ 理解 Hash 函数的计算原理和特点 ⚫ 理解 MD5 算法原理 ⚫ 在实现 MD5 算法过程中，了解王小云教授攻克 MD5 的励志故事，鼓励学生勇 于探索、不怕失败、激发爱国主义精神 实验条件：要求安装 Visual C++6.0 研究与思考： ⚫ MD5 生成摘要的长度是多少位？ 实验项目五 实验名称：SHA1 算法实现 实验内容：编写 SHA1 密码算法并加以验证 实验性质：验证及设计性 实验学时：4 学时 实验目的与要求： ⚫ 理解 Hash 函数的计算原理和特点 ⚫ 理解 SHA1 算法原理 ⚫ 在实现 SHA1 算法过程中，了解王小云教授攻克 SHA1 的励志故事，鼓励学生 勇于探索、不怕失败、激发爱国主义精神 实验条件：要求安装 Visual C++6.0 研究与思考： ⚫ MD5 算法和 SHA1 算法的异同？ 四、考核方式与标准 实验课成绩由实验教师根据每位学生所完成的实验报告情况给出，实验课成 绩为百分制，其与学生课堂出勤、课堂表现和课后作业等一起计入平时成绩考核， 平时成绩占学期总成绩的 30%
五、推荐实验教材和教学参考书 [山网络信息安全教学实验系统V3.0实验教程（实验篇），蒋一川等，吉林中软 吉大信息技术有限公司 [2蒋一川等，网络信息安全教学实验系统V3.0实验教程（原理篇），蒋一川等 吉林中软吉大信息技术有限公司 六、其他需说明的 无 大纲修订人：吴晓云 修订日期：2023年1月13号 大纲审定者：吴晓云 审定日期：2023年1月13号
五、推荐实验教材和教学参考书 [1] 网络信息安全教学实验系统 V3.0 实验教程（实验篇），蒋一川等，吉林中软 吉大信息技术有限公司 [2] 蒋一川等，网络信息安全教学实验系统 V3.0 实验教程（原理篇），蒋一川等， 吉林中软吉大信息技术有限公司 六、其他需说明的 无 大纲修订人： 吴晓云 修订日期: 2023 年 1 月 13 号 大纲审定者： 吴晓云 审定日期: 2023 年 1 月 13 号