고등학교 정보 · 데이터 · 2022 개정 교육과정
[12정02-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12정02-02] 암호화의 개념을 이해하고, 암호화를 활용하여 데이터를 안전하게 관리하는 사례를 비교·분석한다.
성취기준 해설
비교적 간단한 치환형, 전치형 등의 암호 기법을 활용하여 암호화, 복호화의 과정을 이해하고, 데이터 암호화를 활용하는 사례 분석을 통해 개인과 사회를 보호하기 위한 수단으로 암호화의 중요성과 필요성을 설명할 수 있어야 한다.
쉽게 풀어 보면
평문을 암호문으로 바꾸는 암호화와 다시 되돌리는 복호화의 개념을 치환 암호, 전치 암호 같은 간단한 기법으로 직접 체험하는 성취기준이에요. 메신저, 온라인 결제, 웹 접속처럼 암호화가 실제로 데이터를 보호하는 사례를 비교해 그 필요성을 설명해요.
학습지 문항 예시 예시
글자를 바꾸고 순서를 섞기
- 알파벳을 3칸씩 뒤로 미는 카이사르 암호로 HELLO를 암호화하면 KHOOR가 됨을 확인하고, 같은 방식으로 CODE를 암호화하세요.
- 치환 암호와 전치 암호의 차이를 글자 자체가 바뀌는지, 위치가 바뀌는지로 설명해 보세요.
- 카이사르 암호는 키의 경우의 수가 25가지뿐이라 쉽게 깨진다는 점을 근거로, 더 안전한 암호가 갖춰야 할 조건을 쓰세요.
- 웹 주소가 https로 시작하는 사이트와 http로 시작하는 사이트에서 로그인할 때 전송 데이터 보호에 어떤 차이가 있는지 조사해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 쪽지에 비밀 메시지를 써서 친구에게 전달하되 중간에 다른 사람이 읽어도 알 수 없게 하는 방법을 떠올려 봐요.
- 전개 1: 카이사르 암호와 행렬 형태로 글자를 배치해 열 순서로 읽는 전치 암호를 짝과 주고받으며 암호화, 복호화해요.
- 전개 2: 영어 문장에서 자주 쓰이는 글자의 빈도를 이용해 치환 암호를 풀어 보며 단순 암호의 약점을 확인해요.
- 정리: 대칭키와 공개키 방식의 차이를 간단히 살피고 메신저 종단 간 암호화, 결제 정보 보호 사례를 비교해 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
카이사르 암호와 같은 단순 치환 암호가 현대 통신에서 사용되지 않는 이유를 분석하고, 온라인 쇼핑몰에서 카드 정보를 전송하는 과정에 암호화가 어떻게 활용되어 개인과 사회를 보호하는지 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 키의 경우의 수가 적고 글자 빈도 분석에 취약하다는 약점을 설명하고, 전송 구간 암호화로 중간 탈취 시에도 내용을 알 수 없음을 사회적 신뢰와 연결해 서술함 |
| 중 | 단순 암호의 약점이나 결제 과정의 암호화 중 한쪽은 정확하나 다른 쪽 설명이 부족함 |
| 하 | 암호화를 비밀번호를 거는 것 정도로 이해하고 원리와 사례를 연결하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
암호 기법 체험 활동에서 카이사르 암호와 열 전치 암호로 메시지를 주고받으며 두 방식의 차이를 글자 변환과 위치 변환으로 구분하여 설명함. 짧은 영어 암호문에서 가장 많이 나온 글자를 E로 가정하는 빈도 분석으로 키를 추정해 해독에 성공함. 이를 바탕으로 키 공간이 넓은 현대 암호가 필요한 이유를 정리함.
이 예시는 171자, 나이스 기준 417Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
암호화와 압축, 인코딩을 같은 것으로 여기는 학생이 많아요. 인코딩이나 압축은 키 없이 누구나 되돌릴 수 있지만 암호화는 키가 있어야 복호화할 수 있다는 점을 같은 문장에 세 가지를 적용해 보며 구분하게 해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 압축이나 암호화가 실제로 구현되는 과정을 프로그래밍 과정에서 확인할 수 있도록 ‘알고 리즘과 프로그래밍’ 영역과 연계하여 교수·학습 과정을 설계하도록 한다. 최소 성취수준을 보장하기 위하여 학습자의 수준에 따라 미리 작성된 코드에 데이터를 입력하고 출력되는 결과를 분석하는 활동을 제시할 수 있다.
- 피지컬 컴퓨팅이나 스마트 기기를 활용한 센서 데이터 수집, 설문조사 등을 통한 직접 수 집, 공개된 공공 데이터나 민간 데이터 활용 등 다양한 데이터 수집 방법을 경험할 수 있도록 활동을 구성하며, 빅데이터를 통해 다양한 해석이 가능하도록 프로젝트 방식으로 과제를 수행하고 평가하도록 한다.
- 데이터의 생성, 저장, 송·수신, 활용 등의 활동에 디지털 자원과 전기 에너지가 소요됨을 인식하고, 데이터 압축 및 암호화를 통해 컴퓨팅 자원 절약과 탄소중립 실천에 영향을 미 칠 수 있음을 안내하도록 한다.
- 수집한 데이터와 분석 방법에 따라 특정 문제에 대한 해석이 다를 수 있음을 인정하고, 다른 사람의 의견을 존중하면서 데이터에 기반하여 자신의 주장을 펼치는 민주적인 토의
- 토론 문화를 조성하도록 한다.
같은 영역의 다른 성취기준
왓퀴즈는 이런 AI예요
왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.