单元六 · 物联网安全

第30课 系统安全需升级

任务场景
任务场景:系统安全需升级

一、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。

二、情境导入

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?

三、核心讲解

本课学习路径:

1体验摄像头活体检测
2探究身份认证技术
3巧用数据加密传输

1.体验摄像头活体检测

前面欺骗传感器的内容介绍了可以用照片欺骗摄像头,因此之前设计的物联门锁存在很

活体检测:通过眨眼等动作判断是否为真人,降低照片/视频欺骗认证的风险。
  • 大的安全隐患。
  • 活体检测思路为了防止被照片欺骗,物联门锁系统可以增加张嘴、眨眼等面部动作的识别功能,摄像头在识别人脸的同时,让用户做张嘴、眨眼等动作,只有成功识别出这些面部动作才会被认为是真人。
  • 为物联网门锁增加活体检测功能
  • 实验要求:(1)面部识别数据的远程接收:系统能够通过 MQTT 协议从远程服务器订阅并接收面部识别的数据,实时监控面部相关信息。(2)数据解析与处理:接收到的面部识别数据是 JSON 格式,实验实现了将 JSON 数据解析为 Python 字典,提取其中的关键信息,包括面部ID、面部识别概率(faceProbability)以及是否张嘴

想一想:如何提高物联门锁系统安全性呢?

2.探究身份认证技术

身份认证用于确认「你是谁」,常见方式包括口令、证件、生物特征等。

身份认证:确认“你是你”的技术手段,如口令、生物特征、多因素认证等。
  • 2在物联门锁系统中,远程开锁功能是通过门锁在 MQTT 服务器中订阅主题“Door/Lock”,如果收到消息“open”,则开锁。这就意味着任何人只要接入了该MQTT 服务器,都可以向门锁发送“open”指令打开门锁,进而引发安全风险。用户身份认证可以让物联门锁系统知道“谁”在开门,如果是非法用户,则可以拒绝开门操作,从而提升系统安全性。
  • 远程智能门锁控制系统
  • 远程开锁请求:通过按键操作,用户可以发布开锁请求。系统将用户的身份信息
  • (用户名和密码)以及开锁状态发送到远程 MQTT 服务器进行处理。
  • 开锁请求的验证与反馈:系统接收来自 MQTT 服务器的开锁请求,并解析请求中的用户身份和密码。只有当用户名和密码匹配时,系统会在 LED 矩阵上显示开锁状态,表示门锁成功打开。如果用户名或密码不正确,系统会拒绝开锁请求,并在 LED 矩阵

想一想:如何设计实现一个这样的门锁系统呢?

3.巧用数据加密传输

传输前对敏感数据加密,可降低窃听与篡改风险;结合本课动手体验观察现象。

加密传输:对传输中的数据加密,降低窃听与泄露风险。
  • 3生活中,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。在物联门锁系统中增加身份认证会显著提高该系统的安全性。但用户名、密码数据在网络传输过程中使用明文,有泄露的风险。通过对传输数据进行加密可以较好地解决数据传输过程中的泄露问题。

弄清以上要点后,再进入下方动手体验,用实际操作验证。

四、动手体验 · MixGo MINI

本课共 2 个编程示例,请用下拉切换后分别载入体验。

安全门锁发送

五、课堂总结

  • 在实践活动中,通过优化算法实现摄像头活体检测功能。
  • 在实践活动中,通过实现简单身份认证技术,提升物联门锁安全。
  • 利用算法设计加密传输规则。

六、拓展提升

  • 选择一种加密算法对物联门锁系统中传输的数据进行加密,修改物联门锁系统的程序,实现该功能。

测评

对照本课学习目标作答(客观题练习);选出后点「检查」。答错会显示简短说明。

  1. 摄像头活体检测的主要作用更接近下列哪一项?

  2. 关于身份认证技术,下列说法正确的是:

  3. 判断:对物联数据加密传输,有助于降低窃听与篡改风险。

本节小结

回顾本课要点,完成动手体验与测评。记住:系统安全需升级。