车路协同系统装调与测试 教案 项目五：车内与车外网络通信安全

广州职业技术大学课程教案（2024—2025学年第1学期）课程名称车联网技术与应用使用班级使用教师编制教师教研室物联网技术与应用学院智慧汽车学院编制日期2024年6月广州职业技术大学教务处制《车联网技术与应用》教案五一、授课信息课程名称车联网技术与应用授课对象教学单元名称车内与车外网络通信安全教学场所授课形式理实一体化授课学时14教材课程标准车联网技术与应用课程标准单元及内容分析学情分析（知识与技能基础、认知与实践能力、学习特点）知识基础具备智能网联汽车基础知识、网络通信安全基础知识技能基础能讲解网络通信原理学习特征对网络通信安全、车联网有较大的兴趣教学目标（素质目标知识目标能力目标）知识目标CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式[K63]；CANFD的特点[K64]；TSMaster软件及其实用功能[K65]。CAN总线的网络安全威胁[K66]；CAN总线的入侵类型[K67]；CAN总线的渗透测试方法[K68]。蓝牙系统的组成[K69]；蓝牙协议[K70]；蓝牙抓包的特点[K71]。蓝牙常见攻击方式[K72]；蓝牙拒绝服务攻击类型[K73]；蓝牙拒绝服务攻击脚本[K74]。无线电信号的传输方式[K75]；无线电在车外通讯中的应用[K76]。TPMS重放攻击的原理[K77]；GPS欺骗的原理[K78]；NFC中继攻击的原理[K79]。Wi-Fi网络的基本原理和安全机制[K80]；Wi-Fi网络中的安全漏洞[K81]；Wi-Fi的攻击面分析[K82]。能力目标能使用TSMaster软件发送/接收CAN报文[A42]；能通过DBC文件解析CAN报文[A43]；能利用控件功能修改CAN报文[A44]；能使用TSMaster软件嗅探和重放CAN报文[A45]；能通过C代码编辑器模糊攻击CAN报文[A46]；能通过C代码编辑器篡改攻击CAN报文[A47]；能完成Wireshark蓝牙抓包与抓包数据分析[A48]；能完成嗅探攻击测试[A49]；能完成拒绝服务攻击脚本编写[A50]；能阐述无线电通讯的工作原理[A51]；能应用HackRFOne对TPMS系统进行重放攻击[A52]；能应用HackRFOne对GPS系统进行欺骗[A53]；能应用Proxmark3进行NFC中继攻击[A54]；能借助合适的工具，完成Wi-Fi弱口令的检测[A55]；能完成Wi-Fi弱口令的爆破[A56]。素质目标激发学生的创新意识；提高学生思考问题和解决问题的能力；引导学生树立崇高的职业理想，为未来的职业生涯奠定坚实的基础；提高学生的网络安全意识；激发学生的好奇心和技术探究精神；培养学生识别问题、分析问题并设计解决方案的能力；塑造学生正确的世界观、人生观和价值观；培养具有创新精神和实践能力的人才；鼓励学生在实践中了解社会、服务人民，体验为民造福的实际意义；引导学生树立为社会服务的意识；引导关注社会问题，用实际行动践行社会责任；鼓励积极投身于科技创新和技术进步；培养学生的全球科技责任感；增强学生的团队协作意识和能力；引导学生与不同文化背景的人有效沟通、协作，提升国际竞争力；激励学生在面对困境时保持信念，不断追求真理；培养学生尊重科学和严谨态度的精神；鼓励学生敢于挑战现有理论，勇于尝试新方法和新技术；培养学生批判性思维；强化学生在数字化时代保护个人信息和隐私的意识；培养学生科学探索和研究的精神。教学重点和难点重点：CAN总线的数据类型和传输规则与编码格式、CAN总线的渗透测试方法、蓝牙系统的协议和抓包的特点、Bluetooth的拒绝服务攻击类型及脚本、无线电通讯的应用、TPMS重放攻击原理、Wi-Fi网络的基本原理、Wi-Fi网络中的安全漏洞难点：CAN总线的传输规则与编码格式、Bluetooth的拒绝服务攻击脚本、无线电通讯的工作原理、GPS欺骗原理、Wi-Fi网络的安全机制二、教学策略设计理念积极培养学生的逻辑思维能力，激发学生的学习热情和自主学习能力：教案应结合一些实际的典型测试案例，让学生了解通信安全的实际应用场景，激发学生的学习热情和自主学习能力。同时，学生应用HackRFOne完成无线电渗透测试，激发学生的好奇心。培养学生的团队协作和沟通能力：教案应设计团队合作的项目，让学生在实践中学会团队协作，掌握沟通技巧。教学方法与手段（根据教学内容和学生学习特点科学选择教学方法和手段）理论教学：详细讲解CAN总线的渗透测试方法、蓝牙系统的协议和抓包的特点、Bluetooth的拒绝服务攻击类型及脚本、TPMS重放攻击原理、Wi-Fi网络的基本原理，帮助学生理解消化。案例教学：通过进行一些典型的测试案例，具象化解释无线电渗透测试过程。互动教学：通过课堂讨论、小组合作等方式，鼓励学生积极参与，提高学生的课堂参与度和学习效果。多媒体教学：利用多媒体技术，如视频、PPT等，提供丰富的教学资源和多样化的学习方式。网络教学：利用网络平台，如在线课程、学习社区等，提供灵活的学习方式和及时的学习支持。教学资源（能合理运用信息技术、数字资源、信息化教学设施设备提高教学与管理成效）教材：参考资料：车联网安全实训平台下载安装配置以及环境部署课件：制作精美的课件，包括PPT、视频、动画等形式，帮助学生更好地理解和掌握课程内容。课程设计和案例：结合课程内容，以车联网安全实训平台为载体，让学生在实践中学习和掌握CAN协议数据包识别分析和嗅探与重放、BLE空中抓包与协议分析、无线电渗透测试、Wi-Fi弱口令检测。在线课程：提供超星在线课程资源，包括课件、学生手册、学生工作页、题库等，让学生可以随时随地学习。学习社区：建立学习社区，提供学习交流和讨论的平台，鼓励学生互相学习和分享经验。教学评价（改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价）知识掌握程度：通过作业、课堂问答等方式，了解学生对课堂内容的掌握程度。学习态度和积极性：通过课堂表现、小组合作、学习态度等方面，评价学生的学习态度和积极性。在评价过程中，可以采用多种评价方式，如教师评价、学生自评、互评等，以全面、客观地评价学生的学习成果和表现。同时，应注重评价的及时性和反馈性，及时给予学生反馈和指导，帮助学生更好地掌握知识。三、教学活动安排课中内化教学环节与内容（标注时长）教师活动学生活动设计意图CAN协议数据包识别分析(2学时)讲解CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式，CANFD的特点，TSMaster软件及其实用功能问题解答认真听课，学习CAN总线的概念、分类、数据类型、传输规则与编码格式积极思考完成任务提问通过详细讲解，理解CAN总线的传输规则与编码格式CAN数据包嗅探与重放(2学时)讲解CAN总线的网络安全威胁、入侵类型和渗透测试方法问题解答认真听课，理解CAN总线的网络安全威胁、入侵类型和渗透测试方法积极思考完成任务提问通过讲授CAN总线的渗透测试步骤，理解CAN总线的渗透测试方法Bluetooth协议分析与抓包（2学时）讲解蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点问题解答认真听课，学习蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点积极思考完成任务提问通过讲解Bluetooth基础知识、协议分析和抓包，更好地理解蓝牙系统的组成、协议和抓包的特点Bluetooth常见攻击分析(2学时)讲解Bluetooth常见攻击类型及原理、拒绝服务攻击类型及脚本问题解答认真听课，理解Bluetooth常见攻击类型及原理、拒绝服务攻击类型及脚本积极思考完成任务提问通过模糊攻击、拒绝服务攻击、嗅探攻击的讲解，理解Bluetooth常见攻击类型及原理无线电车外通讯应用介绍(2学时)讲解无线电通讯的工作原理、传输方式和应用问题解答认真听课，理解无线电通讯的工作原理、传输方式和应用积极思考提问通过讲解胎压监测系统（TPMS）的定义、结构原理，让学生了解无线电通讯技术无线电渗透测试（2学时）讲解TPMS重放攻击、GPS欺骗和NFC中继攻击的原理问题解答认真听课，学习无线电渗透测试方法积极思考完成任务提问通过讲解TPMS重放攻击、GPS欺骗和NFC中继攻击，让学生掌握无线电渗透测试的方法Wi-Fi弱口令检测（2学时）介绍Wi-Fi网络的基本原理和安全机制、Wi-Fi网络中的安全漏洞问题解答认真听课，理解Wi-Fi网络的基本原理、安全机制和安全漏洞积极思考完成任务提问通过讲解Wi-Fi常见攻击方式、WPA2身份认证，让学生掌握Wi-Fi的攻击面分析四、课后反思不足本次课学生已经了解了CAN协议数据包识别分析和嗅探与重放、BLE空中抓包与协议分析、无线电渗透测试