本科类院校密码学实践课程教学研究

　　摘要：密码学是信息科学类信息安全及其相关专业的一门十分重要的专业基础课。该文以本科类院校的密码学课程教学为背景，就密码学课程在实践教学中存在的若干问题，进行深入研究与分析，并提出了对应的解决方案，在提升学生的专业学习兴趣和改善实践类课程的教学效果方面，提供了一定的参考。

　　关键词：密码学；实践课程；教学改革；演示系统

　　中图分类号：TP309-4文献标识码：A文章编号：1009-3044（2015）35-0055-01

　　1引言

　　信息安全是近年来发展起来的一门新兴学科，它与计算机科学与技术、通信工程、信息计算等学科相融，是一门综合性要求较高的学科。密码学不管是作为信息安全专业的专业基础课程，还是计算机科学与技术专业的重要选修课程，都有着十分重要的学科地位。随着计算机网络的普及，密码学的应用也日益广泛，从研究领域扩展到了电子政务、电子商务等应用领域。因此，除需在本科院校的计算机、通信等相关专业开设密码学的理论教学以外，开展其相应的实践课程教学更是十分必要。

　　2密码学实践课程教学现状

　　由于密码学课程的教学内容重点是对各种流行的密码算法进行介绍，因此，在教学中，理论上的知识安排较多。由于课程本身内容的综合性，仅仅靠结合课堂的理论教学内容，学生难将理论知识与实际应用进行连接。主要面临的困难有：

　　1）不知如何用所学理论知识来解决实际问题，并且遇到实际问题时，没有好的解决方案，缺乏指导。

　　2）受到硬件、软件、环境等因素的制约。

　　3）对纯理论知识的学习缺乏兴趣。

　　通过针对密码学教学情况的调查研究，发现学生在学习密码学课程时的积极性普遍不高，对纯理论教学，或者少量的实践教学模式多数持有异议。

　　分析其现象的主要原因有以下几个方面：

　　1）教学方式多样性不够。主要是课堂教学讲授，以多媒体演示或者板书为主。而密码学是一门实践性非常强的课程，要对其内容真正理解需要结合实际的应用才行，以往的教学模式无法实现这一点，因此无法得到学生的认同。

　　2）实践课程安排不合理。在密码学课程的安排上，有实践课程的安排，也注意了理论课程和实践课程的分配，但是对实践课程的实验安排存在不合理现象。比如对密码算法的选择不合理，除了某些经典算法外，不能适时的安排一些新型的密码算法，内容上无法与时俱进。

　　3）实验设置的难易程度不合理。在实验课程的安排中，在实验内容的设置上，实现难度较大，在有限的实验时间里，学生无法轻松地，甚至无法完成相应的实验，从而使学生对实验失去信心，继而不愿参与到实验中。

　　3密码学实践课程教学改进

　　针对密码学课程的现状，以及出现此状况的原因进行了深入的研究与分析后，在此基础上，本文针对本校计算机科学与技术专业开设的密码学课程进行了一系列的改革，取得了一定的成效。其改革的内容主要为：

　　1）密码学的核心教学内容由密码算法组成，对这些密码学算法的理解和分析是课堂教学的重点。因此，为了实现使学生对各类算法本质的深入理解，要求学生用自己熟悉的高级程序设计语言编程实现经典密码学算法，关键部分的程序代码，可布置作业，让学生编程实现。网络上有很多经典密码学算法的代码资源，在讲解算法的过程中，可以提醒学生注意对这些资源的理解和借鉴。

　　2）组织课题组或兴趣小组，吸引更多的学生参加，最大化激发学生的兴趣，并大力支持学生创新活动。选择优秀本科生进入课题组，是研究型大学培养学生的一种重要方式。同时要求教师在授课过程中，将前沿技术问题适时加入到授课内容之中，鼓励学生进行创新思维，并为其提供必要的经费、实验环境，如建立创新实验室、实训大本营等。

　　3）结合课程内容，由学生参加制作密码算法教学演示系统，并可延伸到毕业设计。在编写完成密码算法后，利用演示系统分步实现密码算法的过程，使学生更深入、更细致地理解和掌握密码算法的实质。

　　4总结

　　信息安全作为一门新兴专业，信息安全类课程的基础理论体系仍不完善，目前还没有与密码学相适应的课时适中，内容合理的标准化实验教材。因此下一步工作意在开展标准化实验教材的编写工作，以配合理论教学。另外课程网络资源的建设与更新，积极鼓励学校与企业开展项目合作，加强与国内外的高校、研究机构的交流，也是值得努力的方向。

　　作者：邹炜等

　　参考文献： 

　　[1] 李曦.西华大学数学与计算机学院.密码学课程实践教学存在的问题及改进措施[J].高等教育研究（成都）.2011，2（28）. 

　　[2] 付绍静，姜新文.密码学课程的教学研究.Proceedings of 2011 National Teaching Seminar on Cryptography and Information Security（NTS-CIS 2011） ，2011.1 

　　[3] 谢绒娜，郑秀林，李子臣，等.密码学课程实践教学体系探索.第九届中国通信学会学术年会论文集，2012. 

　　[4] 张仕斌.《应用密码学》课程教学方法研究与实践[J].信息安全与通信保密，2012，7：77-80.