3.2物联网安全 教案 2022—2023学年电子工业出版社（2022）初中信息技术第四册

物联网安全教学设计 课题 物联网安全 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级下 教材 分析 通过情景描述、实践探究、知识拓展和巩固练习等，将信息科技与新方法、新应用有机地结合在一起，帮助学生了解信息科技应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。学生通过对本教材的学习逐步掌握信息科技的相关知识，具备一定的科学精神和科技伦理，提高创新能力，夯实信息社会责任，发挥信息科技课程的独特育人价值，为数字强国培养优秀接班人和建设者。 教学 目标 1、信息意识：主动学习物联网知识,增强数据安全意识,进行安全防护。 2、计算思维：能通过软件与硬件相结合的项目活动采集、分析和呈现数据。 3、数字化学习与创新：根据学习需要,在创新实践活动中,认识到原始创新对国家可持续发展的重要性。 4、信息社会责任：通过体验物联网应用场景,了解物联网带来的伦理与安全挑战,合理地与物联网开展互动,增强自我判断意识和责任感。 重点 1、了解物联网安全的内容 2、了解物联网的基本架构 3、了解感知层、网络层和应用层的概念与功能 4、了解物联网面临的安全威胁与问题 难点 1、了解物联网安全防范的对策 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断突破，特别是5G技术的商业推广实现，安全物联网在自然资源、交通、住建、水利、能源、文旅等领域的价值越来越得到政府和公众的认可。 安全物联网采用“感、传、知、用”等物联网技术手段，综合利用无线传感、云计算、大数据等技术，通过互联网、无线通信网、专网等通信网络，形成多重分级预警。 播放短片引出今天教学内容物联网安全。 观看视频 思考：物联网安全的内容有哪些？ 激发学生对物联网安全的学习兴趣并快速进入学习状态 讲授新课 物联网安全的内容 （1）物理安全 （2）信息安全 （3）数据安全 （4）安全意识 （5）隐私和数据保护 物联网的三个层次 （1）感知层 （2）网络层 （3）应用层 一、不容忽视的感知安全 1、物联网感知层 感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。 功能：主要负责收集外部信息，是物联网系统获取信息与数据的主要场所。 2、感知层存在的主要安全问题 （1）感知设备的物理安全容易受到威胁。 （2）感知设备易产生高危系统漏洞。 （3）加密技术尚不成熟。 3、感知层可能遇到的信息安全问题主要表现为以下几个方面： （1）互联网中存在的数量庞大的节点，将会容易导致大量的数据同时发送，使得传感网的节点受到来自网络的拒绝服务攻击； （2）传感网的网关节点被敌手控制-安全性全部丢失； （3）传感网的普通节点被敌手捕获，为入侵者对物联网发起攻击提供了可能性； （4）接入到物联网的超大量传感节点的标识、识别、认证和控制问题。 4、物联网感知层的防护对策： （1）加强对传感网机密性的安全控制 在传感网内部，需要有效的密钥管理机制，用于保障传感网内部通信的安全，机密性需要在通信时建立一个临时会话密钥，确保数据安全。例如在物联网构建中选择射频识别系统，应该根据实际需求考虑是否选择有密码和认证功能的系统。 （2）加强节点认证 个别传感网需要节点认证，确保非法节点不能接入。认证性可以通过对称密码或非对称密码方案解决。使用对称密码的认证方案需要预置节点间的共享密钥，在效率上也比较高，消耗网络节点的资源较少，许多传感网都选用此方案；而使用非对称密码技术的传感网一般具有较好的计算和通信能力，并且对安全性要求更高。 （3）加强入侵监测 一些重要传感网需要对可能被敌手控制的节点行为进行评估，以降低敌手入侵后的危害。敏感场合，节点要设置封锁或自毁程序，发现节点离开特定应用和场所，启动封锁或自毁，使攻击者无法完成对节点的分析。 （4）加强对传感网的安全路由控制 几乎所有传感网内部都需要不同的安全路由技术。传感网的安全需求所涉及的密码技术包括轻量级密码算法、轻量级密码协议、可设定安全等级的密码技术等。 （5）应构建和完善我国信息安全的监管体系 目前监管体系存在着执法主体不集中，多重多头管理，对重要程度不同的信息网络的管理要求没有差异、没有标准，缺乏针对性等问题，对应该重点保护的单位和信息系统无从入手实施管控。 练一练 智能家居应用中感知层的安全隐患 二、时刻关注的网络安全、 1、物联网网络层 网络层由各种私有网络，有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成。物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。 功能：相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 2、物联网网络层传输技术 （1）4G/5G （2）