资源简介

(共35张PPT)
第5课 物联网安全技术
浙教版九年级上册
教学目标
实践意识：
理解物联网安全技术的特性和重要性：物联网设备种类繁多，所处的环境复杂多变，安全威胁不断增加。学习这些安全技术，理解其背后的原理和应用，能够提高学生对物联网安全的认知和实践能力。
掌握物联网设备身份认证的方法和流程：物联网设备在进行数据交换和远程管理时，需要进行身份认证。掌握这些身份认证的原理和方法，理解其对于保证物联网安全的重要性，能够帮助学生更好地应对实际应用中的安全挑战。
教学目标
社会责任：
物联网技术的广泛应用使得其安全问题变得日益突出，对个人、企业乃至社会造成严重的影响。因此，理解和掌握物联网安全技术，能够在保护自身利益的同时，为整个社会的物联网安全做出贡献。
基于零信任安全理念的网络安全技术架构是未来网络安全的重要方向。通过学习这种理念和技术架构，能够提高学生对未来网络安全的认知和应对能力，从而更好地保护个人和社会的网络资产安全。
新知导入
你知道什么是物联网吗？我们身边有物联网的事物吗？我们一起通过视频了解一下吧
新知导入
新知导入
1. 物联网中的每个设备都有身份认证吗
2. 在物联网使用过程中，存在哪些安全隐患
新知导入
物联网中的每个设备并非都有身份认证。在实际操作中，许多设备可能没有实现强身份验证，这使得安全性变得更加脆弱。然而，考虑到物联网环境的复杂性，一些系统设计人员会选择在接入设备和控制中心进行身份验证，以防止攻击者使用隐含的信任进入系统。
新知导入
在物联网使用过程中，存在以下安全隐患：
设备身份验证问题：如上文所述，如果设备没有实现身份验证，攻击者可能利用这一点进入系统。
数据传输安全问题：物联网设备之间进行数据传输时如果没有适当的加密和安全措施，攻击者可能窃取数据或篡改信息。
恶意软件攻击：恶意软件可能侵入物联网设备，导致设备被控制、数据泄露等问题。
拒绝服务攻击（DoS攻击）：攻击者可能通过发送大量无用数据或请求致使物联网设备超负荷运转，导致服务中断。
用户隐私泄露：物联网设备收集大量用户信息，如果没有足够的保护措施，可能导致用户隐私泄露。
新知讲解
相关知识
物联网安全
物联网安全技术
新知讲解
物联网安全防范涉及的范围更广，除了对用户进行认证以外，还需要对物联网中的设备进行安全认证，以防大量的物联设备受到攻击。物联网发展日新月异，许多安全防范技术已不能满足当前物联网的安防需求，这对物联网的安全技术提出了更高的要求。
新知讲解
物联网设备在各个行业领域的应用日益广泛，为这些设备提供支撑的网络也正变得无处不在，因此，就需要在全新的、不同的环境中去识别出不同设备的身份并为其分配访问权限。
当加入网络的设备数量急剧增加时，建立一个结构化身份标识命名空间将大大有助于物联网中设备的身份管理。
一、物联网设备的身份标识
新知讲解
物联网设备的身份标识生命周期开始于制定设备的命名规则，设备经过安全引导进入系统后，就可以为其分发认证信息和属性，再根据已制定的安全策略对账户进行监控，证书、密钥等认证信息会定期更换，账户也会随之更新，长期不使用的账户可采取停用措施，而最终账户的清除标志着设备身份标识生命周期的结束，如图5-1所示
一、物联网设备的身份标识
新知讲解
图5-1物联网设备身份标识生命周期示意图
一、物联网设备的身份标识
命名约定&唯一性定义
安全引导 注册&登记
认证信息和属性分发可用的认证信息
账户监视和控制
账户更新
账户停用
账户删除
新知讲解
在物联网消息传输协议中，通常可以采用不同类型的认证信息对物联网设备进行认证，以达到身份标识的目的。常见的用于认证的信息有口令、证书、生物特征、设备授权等。其中基于公钥的数字证书是设备在物联网中进行认证的首选方法。
一、物联网设备的身份标识
知识链接
数字证书
数字证书指在互联网通信中标志通信各方身份信息的一个数字认证，人们可以在网络上用它来识别对方的身份。数字证书对网络用户在计算机网络交流中的信息和数据等进行加密或解密，保证信息和数据的完整性和安全性。
新知讲解
软件定义边界(Software Defined Perimeter，简称SDP)是基于“零信任安全理念”的新一代网络安全技术架构。传统的网络安全是基于防火墙的物理边界防御，服务器资源、办公、学习设备等都在我们所熟知的“内网”。随着大量网络新兴技术如云计算、大数据、人工智能等的不断涌现，更多的资源迁移上云，移动办公逐渐流行，传统的安全边界正在瓦解，网络边界越来越模糊，网络应用的很多场景越来越复杂，传统物理边界安全无法满足当今数字化技术的需求。从“有边界”向“无边界”转变，更加安全的“软件定义边界”技术架构应运而生。
二、软件定义边界 (SDP)
日积月累
零信任既不是技术也不是产品，而是一种安全理念。零信任提供了系列概念和思想，在假定网络环境已经被攻陷的前提下运作，当执行信息系统和服务中的每次访问请求时，降低其决策准确度的不确定性SDP 是实现零信任安全的一种方式。用户和设备都必须经过验证后才能连接，并且仅具有所需的最小网络访问权限。任何设备都无法与未经授权使用的资源建立网络连接。
新知讲解
SDP可以将服务器、路由器等连接到互联网的基础设施隐藏起来，没有人可从外部看到，以达到免受攻击的目的。其目标是使网络边界基于软件而非硬件。另一个关键区别是，SDP同时对设备和用户进行身份验证。可以把SDP想象成一扇内部有人值守的大门，访客只有在确认了身份及来访目的后才能看到内部情况，一旦获得允许的访客进入，大门将再次锁上，如图5-2所示。
二、软件定义边界 (SDP)
新知讲解
二、软件定义边界 (SDP)
图5-2 SDP架构
随堂练习
1. 常见的用于认证的信息有哪些？
随堂练习
设备标识符：如MAC地址、IMEI或UUID等，用于唯一标识设备。
用户身份信息：如用户名和密码、数字证书、私钥等，用于验证用户身份。
通信密钥：用于加密和解密通信数据的密钥。
授权信息：用于授权设备访问特定资源或执行特定操作的信息，如令牌（token）等。
安全上下文：包含设备的安全配置和策略，用于验证设备是否符合安全标准。
时间戳：用于确认消息的时效性和新鲜性，防止消息被重放或篡改。
位置信息：用于确定设备的位置，可以用于授权和访问控制。
生物特征信息：如指纹、面部特征等，用于验证用户的身份。
事件数据：如传感器数据等，用于监测和警告潜在的安全威胁。
随堂练习
2. 简述SDP与传统的网络安全防护的区别
随堂练习
SDP（Secure Delivery Proxy）与传统的网络安全防护的区别主要体现在以下几个方面：
威胁防御：传统的网络安全防护通常只关注于防止外部攻击，例如阻止DDoS攻击或IP欺骗等。然而，SDP更侧重于保护用户的数据和应用程序免受内部或外部威胁的影响。SDP通过加密和安全通道提供防护，防止信息被泄露或被篡改。
访问控制：传统的网络安全策略通常基于IP地址或用户身份进行访问控制。然而，SDP可以通过动态安全策略来限制对敏感数据的访问。例如，SDP可以限制特定时间段内、特定用户对特定资源的访问权限。
数据安全：传统的网络安全防护通常只关注数据的完整性，而SDP则提供端到端的加密保护，确保数据在传输过程中不会被泄露或被篡改。
随堂练习
应用安全：传统的网络安全防护通常只关注网络层和应用层的安全性，而SDP则可以提供更深层次的应用程序安全性。例如，SDP可以保护API接口不被未授权的用户访问，甚至可以保护API在服务器上的运行过程。
安全审计：传统的网络安全防护通常只关注于系统的安全性，而SDP则可以提供全面的安全审计功能。例如，SDP可以记录所有通过其进行的网络活动，包括数据传输、访问请求等，这些记录可以用于审计和监控，以确保系统的安全性。
综上所述，SDP与传统的网络安全防护相比，具有更全面的威胁防御、更严格的访问控制、更高级的数据安全、更深层次的应用安全以及更强大的安全审计功能
拓展延伸
物联网作为新一代信息科技的重要组成部分，正在被越来越多的人关注，并不断在各个领域得以推广应用。但是，它们的安全性你又了解多少呢？
拓展延伸
课堂总结
本堂课主要介绍了物联网安全技术中的两个重要方面：物联网设备的身份标识和软件定义边界。通过学习这些内容，学生们可以了解物联网安全的基本知识和技术，提高他们在物联网应用中的安全意识和能力。
课堂总结
首先，我们讨论了物联网设备的身份标识。在物联网中，每个设备都有一个唯一的标识符，用于识别和区分设备。这些标识符可以是硬件编码、软件标识或其他形式的标识。在物联网安全中，正确的身份标识是至关重要的，因为攻击者可能会利用漏洞来假冒合法设备，进而攻击整个系统。因此，我们需要采取措施来确保设备的身份标识是正确和安全的。
课堂总结
其次，我们介绍了软件定义边界（Software-Defined Perimeter，SDP）的概念和技术。软件定义边界是一种基于零信任安全理念的安全架构，它的核心思想是“不信任，验证一切”。在这种架构中，所有试图接入网络的人都必须通过身份验证和授权才能获得访问权限。此外，SDP还可以通过加密和安全通道来保护数据传输的安全性。通过使用SDP，我们可以大大提高物联网系统的安全性，并有效地防止未经授权的访问和攻击。
课堂总结
综上所述，本堂课介绍了物联网安全技术中的两个重要方面：物联网设备的身份标识和软件定义边界。通过学习这些内容，学生们可以更好地了解物联网安全的基本知识和技术，提高他们的安全意识和能力，从而更好地保障物联网应用的安全性。
板书设计
物联网安全技术
知识点
一、物联网安全
二、物理网设备的身份标识
三、软件定义边界（SDP）
随堂练习
1. 常见的用于认证的信息有哪些？
2. 简述SDP与传统的网络安全防护的区别
单元小结与反思
本单元主要介绍了互联网和物联网安全技术的相关知识，涉及互联网传输安全技术、服务器安全技术以及物联网安全技术。
通过本单元的学习，希望同学们能理解并掌握以下要点:
(1) 人们在使用网络时应遵循特定的价值观念、道德责任和行为规范，并注重隐私保护。
(2) 网络安全已上升到世界各国的国家安全战略层面。
(3) 通过备份与还原防止数据的丢失，提高数据的安全性。
(4) 互联网的安全技术可以从传输安全与服务器安全两个层面进行解析。
(5) 物联网中除了需要对用户认证外，还需要对设备进行身份识别，有更高的技术要求。
学习完本单元内容，请同学们与家人和同伴等开展分享和交流，并通过线上或线下分享各自的想法，让网络安全强化的意识渗透到日常生活的方方面面。
单元小结与反思
互联网与物联网安全技术
互联网传输安全技术
互联网服务器安全技术
物联网安全技术
防火墙技术
SSL技术
验证码技术
电子数据取证技术
设备身份识别技术
软件定义边界
谢谢
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第5课 物联网安全技术
课题 第5课 物联网安全技术 单元 第一单元 学科 信息技术 年级 九年级
教材分析 该教材所介绍的物联网设备的身份标识和软件定义边界是物联网安全技术中的两个核心内容。其中，物联网设备的身份标识是物联网安全的第一道防线，通过唯一标识符和加密技术等手段，保证设备的身份真实性和数据完整性。而软件定义边界是一种新型的安全架构，它基于零信任安全理念，通过身份验证和授权来控制网络访问权限，防止未经授权的访问和攻击。
学习目标 实践意识：理解物联网安全技术的特性和重要性：物联网设备种类繁多，所处的环境复杂多变，安全威胁不断增加。学习这些安全技术，理解其背后的原理和应用，能够提高学生对物联网安全的认知和实践能力。掌握物联网设备身份认证的方法和流程：物联网设备在进行数据交换和远程管理时，需要进行身份认证。掌握这些身份认证的原理和方法，理解其对于保证物联网安全的重要性，能够帮助学生更好地应对实际应用中的安全挑战。社会责任：物联网技术的广泛应用使得其安全问题变得日益突出，对个人、企业乃至社会造成严重的影响。因此，理解和掌握物联网安全技术，能够在保护自身利益的同时，为整个社会的物联网安全做出贡献。基于零信任安全理念的网络安全技术架构是未来网络安全的重要方向。通过学习这种理念和技术架构，能够提高学生对未来网络安全的认知和应对能力，从而更好地保护个人和社会的网络资产安全。
重点 掌握物联网设备的身份标识和软件定义边界的概念、原理和技术实现。了解物联网安全的基本知识和技术，提高他们在物联网应用中的安全意识和能力。
难点 理解并掌握如何运用这些技术来保障物联网应用的安全性引导学生们深入理解如何运用身份标识和软件定义边界等技术来保障物联网应用的安全性
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过视频播放，让学生了解什么是物联网，生活当中有哪些事物和物联网息息相关。提出问题1. 物联网中的每个设备都有身份认证吗 2. 在物联网使用过程中，存在哪些安全隐患 并给出相应的答案 观看物联网科普视频学生讨论问题，举手回答问题 帮助学生理解物联网的概念、与物联网安全的重要性，通过提问的方式让学生从现实生活中去体会物联网安全的重要性。打开课堂
讲授新课 物联网安全防范涉及的范围更广，除了对用户进行认证以外，还需要对物联网中的设备进行安全认证，以防大量的物联设备受到攻击。物联网发展日新月异，许多安全防范技术已不能满足当前物联网的安防需求，这对物联网的安全技术提出了更高的要求。一、物联网设备的身份标识物联网设备在各个行业领域的应用日益广泛，为这些设备提供支撑的网络也正变得无处不在，因此，就需要在全新的、不同的环境中去识别出不同设备的身份并为其分配访问权限。当加入网络的设备数量急剧增加时，建立一个结构化身份标识命名空间将大大有助于物联网中设备的身份管理。物联网设备的身份标识生命周期开始于制定设备的命名规则，设备经过安全引导进入系统后，就可以为其分发认证信息和属性，再根据已制定的安全策略对账户进行监控，证书、密钥等认证信息会定期更换，账户也会随之更新，长期不使用的账户可采取停用措施，而最终账户的清除标志着设备身份标识生命周期的结束，如图5-1所示在物联网消息传输协议中，通常可以采用不同类型的认证信息对物联网设备进行认证，以达到身份标识的目的。常见的用于认证的信息有口令、证书、生物特征、设备授权等。其中基于公钥的数字证书是设备在物联网中进行认证的首选方法。二、软件定义边界 (SDP)软件定义边界(Software Defined Perimeter，简称SDP)是基于“零信任安全理念”的新一代网络安全技术架构。传统的网络安全是基于防火墙的物理边界防御，服务器资源、办公、学习设备等都在我们所熟知的“内网”。随着大量网络新兴技术如云计算、大数据、人工智能等的不断涌现，更多的资源迁移上云，移动办公逐渐流行，传统的安全边界正在瓦解，网络边界越来越模糊，网络应用的很多场景越来越复杂，传统物理边界安全无法满足当今数字化技术的需求。从“有边界”向“无边界”转变，更加安全的“软件定义边界”技术架构应运而生。SDP可以将服务器、路由器等连接到互联网的基础设施隐藏起来，没有人可从外部看到，以达到免受攻击的目的。其目标是使网络边界基于软件而非硬件。另一个关键区别是，SDP同时对设备和用户进行身份验证。可以把SDP想象成一扇内部有人值守的大门，访客只有在确认了身份及来访目的后才能看到内部情况，一旦获得允许的访客进入，大门将再次锁上，如图5-2所示。 学生认真学习并掌握相关知识 帮助学生通过学习设备身份标识技术和软件定义边界技术等物联网安全层面的技术，了解物联网安全的重要性
课堂练习 让学生回答以下问题 随堂练习常见的用于认证的信息有哪些？设备标识符：如MAC地址、IMEI或UUID等，用于唯一标识设备。用户身份信息：如用户名和密码、数字证书、私钥等，用于验证用户身份。通信密钥：用于加密和解密通信数据的密钥。授权信息：用于授权设备访问特定资源或执行特定操作的信息，如令牌（token）等。安全上下文：包含设备的安全配置和策略，用于验证设备是否符合安全标准。时间戳：用于确认消息的时效性和新鲜性，防止消息被重放或篡改。位置信息：用于确定设备的位置，可以用于授权和访问控制。生物特征信息：如指纹、面部特征等，用于验证用户的身份。事件数据：如传感器数据等，用于监测和警告潜在的安全威胁。2. 简述SDP与传统的网络安全防护的区别？SDP（Secure Delivery Proxy）与传统的网络安全防护的区别主要体现在以下几个方面：威胁防御：传统的网络安全防护通常只关注于防止外部攻击，例如阻止DDoS攻击或IP欺骗等。然而，SDP更侧重于保护用户的数据和应用程序免受内部或外部威胁的影响。SDP通过加密和安全通道提供防护，防止信息被泄露或被篡改。访问控制：传统的网络安全策略通常基于IP地址或用户身份进行访问控制。然而，SDP可以通过动态安全策略来限制对敏感数据的访问。例如，SDP可以限制特定时间段内、特定用户对特定资源的访问权限。数据安全：传统的网络安全防护通常只关注数据的完整性，而SDP则提供端到端的加密保护，确保数据在传输过程中不会被泄露或被篡改。应用安全：传统的网络安全防护通常只关注网络层和应用层的安全性，而SDP则可以提供更深层次的应用程序安全性。例如，SDP可以保护API接口不被未授权的用户访问，甚至可以保护API在服务器上的运行过程。安全审计：传统的网络安全防护通常只关注于系统的安全性，而SDP则可以提供全面的安全审计功能。例如，SDP可以记录所有通过其进行的网络活动，包括数据传输、访问请求等，这些记录可以用于审计和监控，以确保系统的安全性。综上所述，SDP与传统的网络安全防护相比，具有更全面的威胁防御、更严格的访问控制、更高级的数据安全、更深层次的应用安全以及更强大的安全审计功能 根据课程讲解回答问题，深入了解有关物联网安全的知识点 通过回答相关问题。加深学生对物联网安全技术的理解与掌握
课堂小结 本堂课主要介绍了物联网安全技术中的两个重要方面：物联网设备的身份标识和软件定义边界。通过学习这些内容，学生们可以了解物联网安全的基本知识和技术，提高他们在物联网应用中的安全意识和能力。首先，我们讨论了物联网设备的身份标识。在物联网中，每个设备都有一个唯一的标识符，用于识别和区分设备。这些标识符可以是硬件编码、软件标识或其他形式的标识。在物联网安全中，正确的身份标识是至关重要的，因为攻击者可能会利用漏洞来假冒合法设备，进而攻击整个系统。因此，我们需要采取措施来确保设备的身份标识是正确和安全的。其次，我们介绍了软件定义边界（Software-Defined Perimeter，SDP）的概念和技术。软件定义边界是一种基于零信任安全理念的安全架构，它的核心思想是“不信任，验证一切”。在这种架构中，所有试图接入网络的人都必须通过身份验证和授权才能获得访问权限。此外，SDP还可以通过加密和安全通道来保护数据传输的安全性。通过使用SDP，我们可以大大提高物联网系统的安全性，并有效地防止未经授权的访问和攻击。综上所述，本堂课介绍了物联网安全技术中的两个重要方面：物联网设备的身份标识和软件定义边界。通过学习这些内容，学生们可以更好地了解物联网安全的基本知识和技术，提高他们的安全意识和能力，从而更好地保障物联网应用的安全性。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，加强逻辑思维和语言表达能力
板书 物联网安全技术知识点一、物联网安全二、物理网设备的身份标识三、软件定义边界（SDP）随堂练习 1. 常见的用于认证的信息有哪些？ 2. 简述SDP与传统的网络安全防护的区别 根据知识点学习相应内容，完成相应随堂练习 明确教学内容及重点和难点
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