學生識講「上網要密碼」,但問到一個 /26 有幾多部機可以用、250 MB 要傳幾久、或是 AES 與 RSA 分別,就講不出所以然。這一堂用四個可以算的數,把網絡與保安由口號變成計算與判斷。
本堂目標 學生能夠:① 由 CIDR 算出可用主機數(/24 得 254、/26 得 62、/28 得 14、/30 得 2),並講出為甚麼要減 2;② 由 250 MB 檔案與 100 Mbps 算出理論 20 秒、實際約 25 秒,並講出損耗來源;③ 分辨對稱加密(同一條金鑰、快,適合大量資料)與非對稱加密(公私鑰、慢,適合交換金鑰),並用雜湊 32 bytes 與防火牆規則解釋一段登入流程。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 二進位 |
一個位元組有幾個位元? |
8 個,可表示 0 至 255 |
| IP 位址 |
IPv4 由幾多位組成? |
32 位,分四段各 8 位 |
| 單位 |
Mbps 與 MB/s 相差幾多? |
相差 8 倍,b 是位元、B 是位元組 |
| 基本保安概念 |
認證與授權分別是甚麼? |
認證是你是誰,授權是你可以做甚麼 |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–10 分 |
位元熱身 |
叫學生把 255 寫成二進位 |
寫出 11111111 |
| 10–22 分 |
子網計算 |
由 /24 推到 /26、/28、/30 |
算出 254、62、14、2 |
| 22–32 分 |
傳輸時間 |
250 MB 走 100 Mbps |
20 秒理論、25 秒實際 |
| 32–44 分 |
加密與雜湊 |
同一段密碼用兩種加密示範分別 |
講出金鑰長度與速度取捨 |
| 44–52 分 |
題型演練 |
一題子網、一題時間、一題保安方案、一題判斷 |
限時八分鐘獨立做 |
| 52–60 分 |
離場檢查 |
三題書面即場批 |
獨立完成 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:減二不是迷信
/24 有 256 個位址,第一個是網絡位址、最後一個是廣播位址,主機可用 254;掩碼每多一位,位址數減半:/26 得 64 個、可用 62;/28 得 16 個、可用 14;/30 得 4 個、可用 2,剛好夠一條點對點連線。學生一定要自己由 2 的次方數出來,不要背答案。
要學生複述:為甚麼要扣兩個位址?
第二幕:Mbps 的 b 是細楷
250 MB 等於 2000 Mb,除 100 得 20 秒。但實際要加封包標頭、確認與重傳,八成效率已經算好,所以答 25 秒更接近現實。同一條線,距離遠、多人共用、無線干擾都會拖慢。
要學生複述:同一個檔案,為甚麼實際時間一定比理論長?
第三幕:加密是分工,不是二選一
TLS 就是分工:先用非對稱加密交換一條臨時金鑰,再用對稱加密(例如 AES)處理整段資料,因為非對稱運算慢幾十至幾百倍。密碼不會存明文,網站只存雜湊(SHA-256 輸出固定 32 bytes),所以「忘記密碼」只能重設,不能寄回。防火牆是規則表:預設拒絕,逐條開需要的埠(80/443 開、21 與 23 關),再加兩步驗證與釣魚訓練,才叫完整方案。
要學生複述:為甚麼不直接用非對稱加密處理全部資料?
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 子網計算 |
一個 /26 網絡可以有幾多部主機 |
① 32 減掩碼長度得主機位 ② 2 的次方 ③ 減 2 |
62 部 |
| 傳輸時間 |
250 MB 經 100 Mbps 要幾久 |
① MB 乘 8 變 Mb ② 除頻寬 ③ 加損耗講實際值 |
20 秒,實際約 25 秒 |
| 保安方案 |
設計一個網上商店的登入與付款流程 |
① HTTPS ② 雜湊存密碼 ③ 兩步驗證 ④ 防火牆與日誌 |
分層防禦,任何一層被破仍有一層 |
| 判斷題 |
收到「帳戶將被停用」的電郵應如何處理 |
① 看域名 ② 不點連結 ③ 由官網自行登入查證 ④ 通報 |
不回覆、不點擊、另行核實 |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:可用主機數一定少於位址總數;除頻寬之前一定要把 MB 乘 8,否則答案細 8 倍;記憶體與檔案用 B、頻寬用 b;雜湊不可逆推,加密可以解密;防火牆關掉不需要的埠比開放全部再逐條封更安全。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| /26 網絡可用主機幾多部? |
62 部 |
睇學生有無用 2 的 6 次方再減 2 |
| 250 MB 經 100 Mbps,理論幾多秒? |
20 秒 |
睇學生有無漏乘 8 |
| SHA-256 輸出幾多 bytes? |
32 bytes |
睇學生有無用 256 除 8 而不是直接寫 256 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 忘記減二 |
「/24 可以接 256 部機」 |
網絡位址同廣播位址唔可以派給主機,所以係 254。 |
| MB 當 Mb 直接除 |
「250 除 100 等於 2.5 秒」 |
要先把 MB 乘 8 變 Mb,250 MB 係 2000 Mb。 |
| 用非對稱加密處理全部資料 |
「RSA 最安全,全用 RSA」 |
RSA 慢幾十倍,實務係用佢交換金鑰,資料留給 AES。 |
| 防火牆開放全部再封 |
「先開所有埠,有事先封」 |
預設拒絕、逐條放行,開放全部等於無防火牆。 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| /28 可用主機幾多部? |
14 部 |
錯:答 16 → 重教減二 |
| 250 MB 經 100 Mbps 理論時間? |
20 秒 |
錯:答 2.5 秒 → 重教 b 與 B |
| 為甚麼密碼只能重設不能寄回? |
網站只存雜湊,無法還原原文 |
錯:答「公司唔想寄」→ 重教雜湊 |
09 導師常問
適用哪一年級?
中五網絡與保安一章;中四可抽子網與單位換算部分。
60 分鐘夠不夠?
夠;若學生二進位弱,先用十分鐘練 2 的次方,把保安方案題改家課。
有無配套練習?
家課欄連站內章節頁,獨立練習附答案。
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