《操作系統(tǒng)安全加固》 教案 模塊3-任務(wù)5 使用VeraCrypt工具加密文件

授課班級XXXX課次25課時2教材操作系統(tǒng)安全加固教學(xué)內(nèi)容本課題教學(xué)內(nèi)容選自《操作系統(tǒng)安全加固》模塊三：重要數(shù)據(jù)加密任務(wù)5：使用VeraCrypt工具加密文件本次課主要教學(xué)內(nèi)容圍繞著國家計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等級保護(hù)條例中對應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全的通用技術(shù)要求的相關(guān)管理?xiàng)l例展開：具體包括數(shù)據(jù)文件加密的重要性和方法，能使用VeraCrypt工具創(chuàng)建加密卷并掛載來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密保護(hù)。學(xué)情分析授課對象是網(wǎng)絡(luò)信息安全專業(yè)二年級學(xué)生。知識水平：理解了Linux的基本系統(tǒng)管理命令的使用方法；了解了數(shù)據(jù)加密的重要性；技能水平：1.能使用管理命令對Linux系統(tǒng)進(jìn)行基本系統(tǒng)管理；2.能對Linux的文件與目錄進(jìn)行基本的操作認(rèn)知習(xí)慣：1.學(xué)生對理論知識理解較慢，但實(shí)踐操作能力強(qiáng)；2.學(xué)生不善于預(yù)習(xí)和歸納總結(jié)，對理論知識興趣缺乏，對技術(shù)學(xué)習(xí)缺乏精益求精的精神。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：說出VeraCrypt安裝步驟；說出VeraCrypt加密引導(dǎo)用戶走完創(chuàng)建加密容器的整個過程；技能目標(biāo)：能安裝VeraCrypt工具；能使用VeraCrypt創(chuàng)建加密容器；能使用VeraCrypt掛載及卸載加密卷；素養(yǎng)目標(biāo)：1.提高學(xué)生信息安全操作意識；2.引導(dǎo)學(xué)生遵守網(wǎng)絡(luò)安全法等法律法規(guī)；3.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)使用VeraCrypt創(chuàng)建加密卷對文件加密教學(xué)難點(diǎn)使用VeraCrypt創(chuàng)建加密卷對文件加密教學(xué)方法基于企業(yè)OKR目標(biāo)管理、采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全管理員依照國家計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等級保護(hù)條例的要求開展工作為任務(wù)場景，通過學(xué)習(xí)Linux下VeraCrypt工具對文件加密，掌握Linux下對重要數(shù)據(jù)保證其保密性的技術(shù)手段，從而理解等級保護(hù)的技術(shù)要求，做好系統(tǒng)安全加固的網(wǎng)絡(luò)安全防線。在教學(xué)過程中采用問題引導(dǎo)法和分組討論法，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)資源及教學(xué)環(huán)境教材：《操作系統(tǒng)安全加固》教學(xué)媒體：主流配置計(jì)算機(jī)35臺（置有Centos7虛擬機(jī)）；局域網(wǎng)絡(luò)；極域教學(xué)系統(tǒng)軟件。教學(xué)場景設(shè)計(jì)：教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖課前（預(yù)習(xí)新知）1.了解VeraCrypt加密工具；2.學(xué)習(xí)使用VeraCrypt命令1.發(fā)布有關(guān)VeraCrypt視頻1.課前觀看VeraCrypt的視頻1.回顧之前的基礎(chǔ)知識，為學(xué)習(xí)新知做準(zhǔn)備。課中（課中預(yù)習(xí)小測試）課前小測試1.發(fā)布測試題1.學(xué)生測試1．教師掌握學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況，方便課中調(diào)整評價課前預(yù)習(xí)情況1．教師展示課前測試情況2．評價學(xué)生情況1．學(xué)生認(rèn)真聽教師小結(jié)1．學(xué)生了解自主學(xué)習(xí)中的不足，建立自信，提升學(xué)生的興趣課中情境創(chuàng)設(shè)導(dǎo)入背景導(dǎo)入任務(wù)背景：公司部署了一臺Linux服務(wù)器，存儲重要的數(shù)據(jù)文件。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)第三級對應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全的要求，應(yīng)采用加解密技術(shù)保證重要數(shù)據(jù)在存儲過程中的保密性。因此，公司網(wǎng)絡(luò)安全小組按網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)第三級的上述要求，制定了公司的文件存儲的安全策略，要求如下：1.根據(jù)業(yè)務(wù)的安全要求，下載并安裝VeraCrypt工具。2.根據(jù)業(yè)務(wù)的安全要求，使用VeraCrypt工具加密文件，保護(hù)數(shù)據(jù)安全。導(dǎo)入任務(wù)背景，啟發(fā)學(xué)生思考。思考下一步的工作任務(wù)。將工作場景轉(zhuǎn)化為教學(xué)場景，使學(xué)生在教學(xué)過程中真實(shí)體驗(yàn)并深刻理解等保相關(guān)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)安全素養(yǎng)。課中教學(xué)活動一：下載安裝VeraCrypt工具根據(jù)安全管理要求，提出任務(wù)：公司網(wǎng)絡(luò)安全操作員小顧下載VeraCrypt軟件包，使用已經(jīng)存在管理員admin用戶登錄Linux服務(wù)器系統(tǒng)，安裝VeraCrypt軟件包。具體如下：1. 下載VeraCrypt軟件包。2. 安裝VeraCrypt軟件包。3. 查看VeraCrypt的版本。提出任務(wù)，啟發(fā)學(xué)生思考學(xué)生思考解讀企業(yè)安全管理中的對應(yīng)用服務(wù)的通用安全要求，并提出具體任務(wù)，使學(xué)生明確任務(wù)要求和安全管理關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的操作規(guī)范意識，提高學(xué)生的安全職業(yè)素養(yǎng)。分析任務(wù)：開展討論，明確任務(wù)要求和任務(wù)目的：1.如何下載VeraCrypt工具？可以在Windows環(huán)境下訪問VeraCrypt官網(wǎng)，找到相應(yīng)版本的軟件包下載鏈接，在CentOS7環(huán)境能夠訪問外部網(wǎng)絡(luò)的情況下可使用wget下載VeraCrypt軟件包。2.使用RPM包管理工具安裝VeraCrypt。提問、設(shè)疑：我們怎么找到相應(yīng)版本的VeraCrypt下載安裝？1.回答教師提問；2.認(rèn)真聽講，記錄要點(diǎn)，明確要求通過問題引導(dǎo)式教學(xué)法，讓學(xué)生了解任務(wù)單的設(shè)計(jì)意圖，理解應(yīng)用服務(wù)加固的第一要點(diǎn)組織學(xué)生討論教師組織學(xué)生討論與展示：學(xué)生討論通過討論得到結(jié)論評價1：評價學(xué)生的討論結(jié)果教師評價學(xué)生互評增加學(xué)生自信，學(xué)會在討論中思考明確任務(wù)步驟：1.訪問VeraCrypt官，下載CentOS7版本veracrypt-console-1.25.9-CentOS-7-x86_64.rpm，右鍵查看并復(fù)制鏈接地址。2.使用已經(jīng)存在管理員admin用戶登錄系統(tǒng)，使用su–root命令切換至root用戶身份，下載veracrypt-console-1.25.9-CentOS-7-x86_64.rpm軟件包。3.使用rpm包管理工具安裝VeraCrypt軟件包。4.查看已安裝的VeraCrypt的版本。下發(fā)任務(wù)單，明確任務(wù)步驟打開任務(wù)單，思考操作過程明確任務(wù)步驟，讓學(xué)生理清思路，提高操作效率。任務(wù)初探：學(xué)生根據(jù)操作視頻，討論完成任務(wù)1.下發(fā)操作視頻。2.巡視指導(dǎo)學(xué)生、解答疑惑。3.組織學(xué)生演示分享。1.根據(jù)任務(wù)單及操作視頻完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。2.通過組間交流完成任務(wù)，并分組展示結(jié)果。通過觀看視頻演示和小組討論的合作學(xué)習(xí)方式，共同解決實(shí)際問題。評價2：教師點(diǎn)評任務(wù)實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)教學(xué)點(diǎn)評：學(xué)生參與度任務(wù)完成情況學(xué)生自評、互評評價學(xué)生的參與度，提高學(xué)生自信及學(xué)生的自覺性教師評價學(xué)生練習(xí)，明確KR指標(biāo)：KR指標(biāo)1：10分鐘內(nèi)完成任務(wù)要求點(diǎn)評實(shí)戰(zhàn)結(jié)果提出KR指標(biāo)1聆聽老師的評價意見，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)對結(jié)果進(jìn)行評價總結(jié)，為突破教學(xué)重點(diǎn)筑基學(xué)生再次練習(xí)，完成KR指標(biāo)1巡視指導(dǎo)、解答疑惑反復(fù)練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神，反復(fù)訓(xùn)練直至目標(biāo)OKR達(dá)成評價3：教師點(diǎn)評展示學(xué)生的KR1活動達(dá)標(biāo)率情況對學(xué)生技能進(jìn)行小結(jié)點(diǎn)評展示KR結(jié)果聆聽教師點(diǎn)評通過任務(wù)點(diǎn)評，讓學(xué)生再次回顧實(shí)訓(xùn)過程中的技能要點(diǎn)；同時也是再次自我完善和理清制作思路的環(huán)節(jié)。課中教學(xué)活動三：使用VeraCrypt加密文件任務(wù)場景：公司網(wǎng)絡(luò)安全操作員小顧使用VeraCrypt工具對一些重要的文件進(jìn)行加密，以確保數(shù)據(jù)的安全。具體要求如下：1. 創(chuàng)建文件型加密卷，即加密文件容器，保存在/data/guvolume。2. 掛載加密卷，將加密卷掛載到/mnt目錄。3. 將要的文件復(fù)制或移動到加密卷中，或者在加密卷中創(chuàng)建要保護(hù)的文件。4. 為了保證加密卷中數(shù)據(jù)的安全，在不使用的時候，卸載加密卷。組織學(xué)生討論組織學(xué)生討論：1.使用VeraCrypt向?qū)Х绞絼?chuàng)建加密卷的命令是什么？2.采用那一種加密算法和哈希算法？使用哪種文件系統(tǒng)？3.設(shè)置加密卷的保護(hù)密碼和PIM值。4.創(chuàng)建好加密卷后如何做到保護(hù)存放在其中的文件？1．教師提示：在課前的視頻中了解VeraCrypt工具的功能及實(shí)現(xiàn)過程，通過搜索了解veracrypt命令的用法并總結(jié)。學(xué)生分小組，根據(jù)教師組織完成討論通過討論，學(xué)習(xí)veracrypt的操作教師組織學(xué)生分小組展示討論教師組織學(xué)生分小組展示veracrypt命令的方法學(xué)生小組，上臺展示，小組討論成果通過展示，培養(yǎng)學(xué)生歸納與展示的能力教師小結(jié)學(xué)生小組討論：算法選擇AES，安全性高；哈希算法選擇Hash-512；文件系統(tǒng)選擇FAT跨平臺的格式。設(shè)置怎樣的保護(hù)密碼及PIM值，特別是理解PIM的作用。veracrypt命令創(chuàng)建加密卷、掛載加密卷及卸載加密卷的使用。教師展示并匯總學(xué)生的討論，得到veracrypt命令的具體格式結(jié)合。學(xué)生聆聽，并記錄企業(yè)安全策略的設(shè)定的要求教師給出企業(yè)的規(guī)范，使同學(xué)了解行業(yè)要求與規(guī)范評價4：教師點(diǎn)評任務(wù)討論環(huán)節(jié)教師點(diǎn)評：學(xué)生參與度學(xué)生自評、互評激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的成就感明確任務(wù)步聚：具體要求，如下：1. 創(chuàng)建文件型加密卷，即加密文件容器，保存在/tmp/veracrypt/guvolume。2. 掛載加密卷，將加密卷掛載到/mnt目錄。3. 將要的文件復(fù)制或移動到加密卷中，或者在加密卷中創(chuàng)建要保護(hù)的文件。4. 為了保證加密卷中數(shù)據(jù)的安全，在不使用的時候，卸載加密卷。下發(fā)任務(wù)單，展示活動要求1.打開任務(wù)單，思考實(shí)現(xiàn)方法；2.認(rèn)真聽講，記錄要點(diǎn)，明確要求。了解任務(wù)提出背景和任務(wù)要求。分析任務(wù)：組織學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，討論任務(wù)完成步驟下發(fā)操作錄屏，組織學(xué)生觀看操作錄屏分小組討論任務(wù)步驟學(xué)生小組討論1.通過任務(wù)解讀，讓學(xué)生了解到需要分實(shí)訓(xùn)步驟與要求設(shè)置的目的。2.讓學(xué)生了解先后次序，要點(diǎn)，提高實(shí)訓(xùn)效率；教師小結(jié)任務(wù)步驟：1.創(chuàng)建VeraCrypt加密卷。2.掛載加密卷。3.將要保護(hù)的文件復(fù)制、移動或創(chuàng)建到加密卷中。4.卸載加密卷。1.教師根據(jù)同學(xué)討論，小結(jié)任務(wù)學(xué)生認(rèn)真聽講，記錄要點(diǎn)，明確要求通過小結(jié)任務(wù)步驟，進(jìn)一步讓學(xué)生理清操作思路，明確操作步驟。評價5：教師點(diǎn)評任務(wù)分析討論環(huán)節(jié)教師點(diǎn)評任務(wù)環(huán)節(jié)學(xué)生自評、互評激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的成就感任務(wù)初探：完成任務(wù)1.任務(wù)單2.巡視指導(dǎo)學(xué)生、解答疑惑；1.根據(jù)任務(wù)單和操作視頻分組實(shí)戰(zhàn)操練2.組間討論，交流完成實(shí)戰(zhàn)1.培育學(xué)生接受任務(wù)、理解任務(wù)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力；2.通過實(shí)戰(zhàn)讓學(xué)生體驗(yàn)加解密的操作，為突破教學(xué)難點(diǎn)筑基。評價6：教師評價學(xué)生小組完成任務(wù)情況教師評價、組織學(xué)生結(jié)果展示學(xué)生自評、互評評價學(xué)生的參與度，提高學(xué)生自信及學(xué)生的自覺性教師提出KR2指標(biāo)：15分鐘內(nèi)按要求完成任務(wù)二操作2.對學(xué)生的交流合作情況進(jìn)行評價3.提出KR2指標(biāo)分組展示結(jié)果并聆聽教師評價明確OKR目標(biāo)促進(jìn)學(xué)生的溝通交流能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生再次練習(xí)，完成KR2指標(biāo)巡視指導(dǎo)、解答疑惑反復(fù)練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神，反復(fù)訓(xùn)練直至目標(biāo)OKR達(dá)成評價7：教師點(diǎn)評展示學(xué)生的KR2活動達(dá)標(biāo)率情況對學(xué)生技能、KR目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行小結(jié)點(diǎn)評聆聽教師點(diǎn)評通過任務(wù)點(diǎn)評，讓學(xué)生再次回顧實(shí)訓(xùn)過程中的技能要點(diǎn)；同時也是再次自我完善和理清制作思路的環(huán)節(jié)。課堂總結(jié)提煉要點(diǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)小結(jié)并補(bǔ)充；教師開展思政教育：網(wǎng)絡(luò)安全法要求企業(yè)要按等保要求，安全個體要有安全意識企業(yè)的安全要實(shí)施管理與技術(shù)都要有要求，才能實(shí)現(xiàn)安全基本要求。組織小結(jié)補(bǔ)充總結(jié)開展思政