學生把 Mbps 當成 MB 用,把 /26 當成 26 個 IP,把「有特殊符號」當成安全。這一堂全部改成算式:2000 Mb 除以 100 得 20 秒、/26 得 64 個地址 62 個可用、八位密碼約 47.6 bit。
本堂目標 學生能夠:① 用檔案大小的 bit 數除以頻寬算理想下載時間(250 MB 於 100 Mbps 得 20 秒),並解釋實際較慢的原因;② 由 /26 算出 64 個地址、62 個可用主機及遮罩 255.255.255.192;③ 用組合數與 log2 算出八位密碼約 47.6 bit,並講出三種常見攻擊與對應防禦。
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 |
| 位元與位元組 |
一個 byte 有幾多 bit? |
8 bit |
| 2 的次方 |
2 的 6 次方等於幾多? |
64 |
| 對數 |
2 的 8 次方約等於 256,那 log2(256) 是幾多? |
8 |
| 單位前綴 |
Mega 代表 10 的幾次方? |
6 次方(網絡頻寬用十進位) |
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 |
頻寬單位 |
Mbps 對 MB 的換算 |
自己算 250 MB 的 bit 數 |
| 10–22 分 |
實際速度 |
理想 20 秒與 70% 效率 |
算出約 29 秒並講原因 |
| 22–36 分 |
子網劃分 |
/26 的地址、可用數、遮罩 |
自己寫出 255.255.255.192 |
| 36–46 分 |
密碼強度 |
62 個字元選 8 位 |
算出約 47.6 bit |
| 46–54 分 |
攻擊與防禦 |
釣魚、中間人、暴力破解 |
每種配一個防禦 |
| 54–60 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:Mbps 是每秒百萬個 bit,不是百萬個 byte
250 MB 先換成 bit:250 乘 8 得 2000 Mb。用 100 Mbps 的線,理想時間是 2000 除以 100 得 20 秒。實測通常慢三成以上,因為標稱頻寬是上限、要扣除標頭與確認封包、而且 Wi-Fi 會重傳。要學生每次都先寫「乘 8」這一步,這一寫就錯不了。
要學生講出:250 MB 檔案等於幾多 Mb?為何不是 250 Mb?
第二幕:子網劃分:先算地址,再減兩個
/26 的意思是前 26 位是網絡位,剩下 6 位給主機,所以地址數是 2 的 6 次方,等於 64 個。頭一個是網絡地址、最後一個是廣播地址,可用主機 62 個。遮罩最後一段是 256 減 64 得 192。要學生記住次序:先算 2 的次方,再減 2,最後才寫遮罩。
要學生由 /26 講出地址數、可用數、遮罩三個數。
第三幕:密碼強度是組合數,不是感覺
大小寫字母 52 個、數字 10 個,共 62 個字元;選 8 位,組合數是 62 的 8 次方,約 2.18e+14,取 log2 得約 47.6 bit。加長度比加符號有效:多一位就乘 62 倍(約加 6 bit),而把字母換成符號只令字元集大幾個。配合登入次數限制與兩步驗證,才是完整防線。
要學生講出:為何加長度比加符號更有效?
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 速度計算 |
250 MB 於 100 Mbps |
① MB 乘 8 得 Mb ② 除以頻寬 ③ 必要時除以效率 |
20 秒理想、約 29 秒實際 |
| 子網計算 |
/26 |
① 2 的 (32 減前綴) 次方 ② 減 2 ③ 遮罩由 256 減地址數 |
64 個地址、62 個可用、遮罩 255.255.255.192 |
| 密碼強度 |
62 個字元選 8 位 |
① 字元集大小 ② 次方 ③ 取 log2 得 bit |
約 47.6 bit |
| 延遲與並行 |
20 個請求、RTT 40 ms、6 條連線 |
① 序列總時間 ② 除以並行數向上取整 ③ 乘 RTT |
0.80 秒對 0.16 秒 |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:250 MB 檔案的 bit 數 2000 Mb 大於 MB 數,因為乘了 8;除以 100 之後是 20 秒,量級與家用寬頻實測相符。子網 /26 的 64 個地址看似多,但減去網絡與廣播只剩 62 個,與課本的「2 的 n 次方減 2」一致。8 位密碼 47.6 bit 高於舊式 40 bit 加密但遠低於 128 bit,正好用來解釋為何長密碼短語更安全。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 250 MB 於 100 Mbps 的理想時間 |
20 秒 |
有無忘了乘 8 |
| /26 的可用主機數 |
62 個 |
有無忘了減 2 |
| 八位、62 字元集的密碼熵 |
約 47.6 bit |
有無把字元集當成 26 個 |
| 20 個請求、6 條並行、RTT 40 ms 的總時間 |
約 0.16 秒 |
有無計成序列 0.8 秒 |
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 |
| Mbps 當 MB |
「100 Mbps 即每秒 100 MB,所以 2.5 秒」 |
「Mbps 是 bit,檔案是 byte,先乘 8 才對得上;你少乘了 8,答案細了八倍。」 |
| 子網可用數不減 2 |
「/26 有 64 個可用 IP」 |
「頭尾兩個不能給主機用,64 減 2 得 62。」 |
| 密碼只看有沒有符號 |
「加了 ! 就安全」 |
「組合數才是關鍵;加一位長度等於乘 62 倍,加一個符號只令字元集大幾個。」 |
| 以為 HTTPS 代表網站可信 |
「有鎖頭就唔會係假網站」 |
「HTTPS 只證明連線加密,釣魚網站一樣有鎖頭;要看域名和證書對象。」 |
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 |
| 250 MB 於 100 Mbps 的理想秒數 |
20 秒 |
錯:無乘 8 |
| /26 可用主機數 |
62 個 |
錯:無減 2 |
| 八位 62 字元密碼的熵(約) |
47.6 bit |
錯:用 26 字元集 |
| HTTPS 保證什麼 |
連線加密,不保證網站可信 |
錯:當成安全認證 |
09 導師常問
要背 2 的次方到幾多?
背到 2 的 12 次方(4096)已足夠應付 DSE 的子網題,其餘可即場乘。
Wi-Fi 與 LAN 的速度為何差很遠?
Wi-Fi 共用無線頻道、訊號受牆與距離影響、會重傳,所以實測往往只有標稱的一半。
兩步驗證是否一定安全?
大幅減少密碼被盜後的損失,但釣魚可以即時騙走驗證碼,仍要看域名與來源。
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