第30课 系统安全需升级 课件 2025-2026学年人教版初中信息技术八年级全一册

第30课：系统安全需升级义务教育2024八年级全一册第六单元物联网安全第30课：系统安全需升级义务教育2024八年级全一册学习目标

了解提升数据采集安全的方法，能够开展摄像头活体检测实践。

了解身份认证技术，认识物联系统安全的重要性。义务教育2024八年级全一册第30课：系统安全需升级问题情境导入新课

在前面的学习中，已经完成了物联门锁系统的设计和实现。和其他系统一样，物联门锁系统也需要迭代和完善。在学习了物联网安全知识后，你知道如何提高物联门锁系统的安全性吗？义务教育2024八年级全一册第30课：系统安全需升级学习内容二、探究身份认证技术一、体验摄像头活体检测三、巧用数据加密义务教育2024八年级全一册一、体验摄像头活体检测前面提到了使用车牌照片欺骗道闸系统的案例。通过实践验证,之前设计的物联门锁系统的刷脸开锁功能也存在被照片欺骗的安全隐患。为解决这一问题,可以增加摄像头活体检测功能:使摄像头在识别人脸的同时,要求用户完成张嘴、眨眼等动作,只有成功识别出这些面部动作,才会确认识别对象是真人。义务教育2024八年级全一册一、体验摄像头活体检测在物联门锁系统中增加摄像头活体检测功能动手实践本活动使用1个主控板、1个摄像头、1个舵机和1台具备移动热点功能的计算机。在刷脸开锁功能的基础上,完成本活动。1.连接硬件,设置无线网络。2在物联网服务平台中建立项目,设置主题;在人脸识别平台中设置MQTT相关参数。义务教育2024八年级全一册一、体验摄像头活体检测3.在刷脸开锁功能的基础上,修改程序,实现摄像头活体检测功能,主要代码如图30.1所示。实现思路:接收到的消息内容表明人脸识别成功且活体检测通过(眨眼和张嘴次数均大于1),调用open函数执行开锁。本程序定义了一个回调函数

receivedfunction,该函数会在MQTT客户端接收到特定主题的消息时被调用。义务教育2024八年级全一册一、体验摄像头活体检测如图30.1利用面部动作识别开锁的主要代码义务教育2024八年级全一册一、体验摄像头活体检测4把程序烧录到主控板中。5.测试验证。把脸部对准摄像头,做眨眼、张嘴动作,观察舵机是否转动。

下面对部分代码进行分析。(1)

blink=

ujson.

loads(msg)["

blink"]:使用

ujson模块的loads函数来解析msg字符串,解析后会产生一个字典,访问字典中键为blink的值。(2)

mouth=

ujson.

loads(msg)["

mouth_open"]:使用ujson模块的

loads函数来解析msg字符串,解析后会产生一个字典,访问字典中键为mouth_open的值。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术在提升安全性方面,身份认证技术也发挥着重要的作用。身份认证技术的目标是确保只有经过验证的用户才能访问特定的资源或服务,从而防止数据被未授权访问。

在物联门锁系统中,门锁端在MQTT服务器中订阅主题"

Door/Lock”,如果收到消息“open”,则开锁。我们已经体验过控制其他小组的舵机,这就意味着任何人只要接人该MQTT服务器,都可以向门锁发送“open”打开门锁,进而引发安全风险。利用用户身份认证,可以让物联门锁系统知道是“谁”在请求开锁,如果是非授权用户,则可以拒绝开锁,从而增加安全性。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术在物联门锁系统中增加摄像头活体检测功能动手实践通过MQTT服务器向门锁转发消息时附带用户名和密码,门锁端接收消息后,把用户名和密码与存储的用户数据进行比对,比对成功后才执行开锁动作。本活动使用3个主控板、1个舵机和1台具备移动热点功能的计算机

义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术1.连接硬件,设置无线网络及MQTT服务器。2.把远程控制开锁功能中用户端的程序烧录到主控板A中。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术3.修改用户端的程序,并烧录到主控板B中。在每次发送的消息中增加用户名和密码,如设置“

user1,Xxkj2022,open”的消息格式。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术4.修改门锁端的程序,并烧录到主控板C中。利用列表存储用户名和密码，用split()解析主题消息,进行数据对比后决定是否执行开锁动作,主要代码如图30.2所示。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术5.测试验证。观察主控板A和主控板B中的按键传感器按下后,舵机是否转动。

下面对部分代码进行分析。(1)msg_list=

msg.

split(","):使用逗号作为分隔符,把msg字符串"

user1,Xxkj202,open",分割成一个列表"

['user1','Xxkj2022','open'],并把结果赋值给

msg_list变量。(2)iflen(

msg_list)==3:检查msg列表的长度是否为3。义务教育2024八年级全一册二、探究身份认证技术(3)

if

user==users[0]and

pwd==users[1]:检查变量user是否与users列表中的第一个元素(用户名)相同,并且变量pwd是否与users列表中的第二个元素(密码)相同。图30.2账号密码认证开锁的主要代码义务教育2024八年级全一册三、巧用数据加密日常使用中,很多用户习惯在不同的系统中使用相同的用户名和密码。一旦某个系统的数据泄露,用户在其他平台上的数据安全也会受到威胁。此外，有些系统的用户名、密码在网络传输过程中使用明文,攻击者通过网络监听就可以直接获取用户名和密码。义务教育2024八年级全一册三、巧用数据加密通过数据加密,可以较好地解决数据传输过程中的泄露问题。在物联网中，大多数硬件具有低功耗、低计算能力和存储空间小的特点,通常会采用轻量级的加密算法,如

Lblock、

Rectangle、GIFT等。在物联门锁系统中,可以先通过加密算法把用户端的消息字符串加密成密文,然后把密文传输给门镜端,在门锁端使用解