资源简介

(共43张PPT)
第30课 系统安全需升级
物联网实践与探索（八年级）
系统安全需升级
01
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。
学习目标
02
了解身份认证技术，认识物联系统安全的重要性。
系统安全需升级
问题情景
身份认证
门锁
系统安全需升级
学习内容
体验摄像头活体检测
01
巧用数据加密传输
03
探究身份认证技术
02
系统安全需升级
通过网络摄像头检测人脸，结果发送给主控板，主控板接收人脸信息并执行开锁的动作。
系统安全需升级
如何提高物联门锁系统安全性？
系统安全需升级
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。
一、体验摄像头活体检测
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
学习活动 1：体验摄像头活体检测
对物联门锁系统进行改进，增加张嘴、眨眼等面部动作的识别功能。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
设置网络及物联网服务平台
获取物联网服务平台的消息
获得人脸识别结果
获得眨眼和张嘴次数
人脸识别成功且
活体检测通过
执行开锁
是
否
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
利用面部动作识别开锁的核心流程图
系统安全需升级
网络摄像头生成:设备ID,记录设备ID。
地址：https://iot.mpython.cn/static/aiot/face-landmarks-detection.html
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
摄像头*1
舵机*1
4pin连接线*1
主控板*1
分支*1
体验摄像头活体检测硬件设备
系统安全需升级
第一步：主控板连接舵机，电脑连接USB摄像头。
接P0口
接S2口
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第二步：编写程序（图形化）
连接WiFi，填写网络摄像头ID，连接网络摄像头。主循环中，将变量msg设定为推理结果字典。将变量status设定为字典msg键status的值，若这个值等于1即识别到人脸。将变量blink设定为字典msg键blink的值，这个值代表眨眼的次数。将变量mouth设定为字典msg键mouth_open的值，这个值代表张嘴的次数。如果检测到人脸并且眨眼张嘴次数大于1，执行open函数，舵机转动模拟开门。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第二步：编写程序（代码版）
连接WiFi，填写网络摄像头ID，连接网络摄像头。主循环中，将变量msg设定为推理结果字典。将变量status设定为字典msg键status的值，若这个值等于1即识别到人脸。将变量blink设定为字典msg键blink的值，这个值代表眨眼的次数。将变量mouth设定为字典msg键mouth_open的值，这个值代表张嘴的次数。如果检测到人脸并且眨眼张嘴次数大于1，执行open函数，舵机转动模拟开门。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第三步：主控板刷入程序
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第四步：功能演示（通过张嘴、眨眼等面部动作的进行识别）
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
想要更有效地进行活体检测，更好的方案是使用深度摄像头采集脸部的三维特征，并配合更复杂的算法提升物联门锁系统的安全性。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
二、探究身份认证技术
在物联门锁系统中，远程控制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。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
哪些情况下需要验证身份数据？
开锁、设置权限、访问管理界面时。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
如何“告知”物联门锁身份数据？将用户名和密码存储在门锁主控板中，是否会带来一些不便？
告知物联门锁身份数据方法：用智能卡、生物识别、手机APP等传输。存储用户名密码在主控板不便易泄密，管理难，扩展性差。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
学习活动 2：探究身份认证技术
在物联门锁系统中增加身份认证功能。通过MQTT服务器向门锁发送开门消息时附带上用户名和密码，门锁主控板接收到开锁消息后，将用户名和密码与存储的用户数据进行比对，比对成功才执行开锁动作。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
任务1:设计身份认证方案
以小组为单位提出一个物联门锁系统身份认证设计方案，填写表格。
方案名称 身份认证方式 设计理由
方案一 用户名和密码 比较常用，不需要额外硬件
方案二 人脸识别 精确度高
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
增加数据存储，可以采用列表等方式存储用户名、密码等数据。
用户名 密码 备用密码
陈玉 10043 76900
宋瑶 65333 56432
胡宇 28888 19000
任务2:模拟实现用户身份认证功能
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
配置物联网服务平台
掌控IOT在线物联实验平台（网址：https://iot.mpython.cn/）
发送端
用户密码数据
系统安全需升级
接收端
用户密码数据
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
（1）注册登录账号。（2）添加项目主题和两个设备。
①
②
③
⑤
④
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
舵机*1
4pin连接线*1
主控板*2
分支*1
探究身份认证技术硬件设备
系统安全需升级
系统安全需升级
发送端
接收端
第一步：连接舵机、主控板。
接P0口
接S1口
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
输入主控板连接的无线热点、MQTT服务器的设备参数。程序的逻辑是按下A键，发送用户名和密码到服务器，为了验证非授权的用户名和密码的结果，设置按下B按键发送非授权的用户名和密码。
第二步：编写程序（图形化-发送端）
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
输入主控板连接的无线热点、MQTT服务器的设备参数。程序的逻辑是按下A键，发送用户名和密码到服务器，为了验证非授权的用户名和密码的结果，设置按下B按键发送非授权的用户名和密码。
第二步：编写程序（代码版-发送端）
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第二步：发送端主控板刷入程序
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
采用列表等方式存储用户名、密码等数据，利用 split()解析数据，进行数据对比后决定是否执行开锁动作,如果可以被分割为3个字段则说明该消息符合要求，就可以解析出发送过来的用户名、密码和指令,在认证成功的情况下，如果收到open 指令，就控制舵机转动
第三步：编写程序（图形化-接收端）
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
采用列表等方式存储用户名、密码等数据，利用 split()解析数据，进行数据对比后决定是否执行开锁动作,如果可以被分割为3个字段则说明该消息符合要求，就可以解析出发送过来的用户名、密码和指令,在认证成功的情况下，如果收到open 指令，就控制舵机转动
第三步：编写程序（代码版-接收端）
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第三步：接收端主控板刷入程序
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
第四步：功能测试（非授权用户发送开锁消息后，检查舵机是否转动）
发送端
接收端
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
三、巧用数据加密传输
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。
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
系统安全需升级
巧用数据加密传输
体验摄像头活体检测
探究身份认证技术
数据的传输可以根据具体应用场景需求选择合适的加密算法，如物联门锁系统的安全需求可选择对称加密、非对称加密等，所采用的加密算法也会有所不同。
拓展与提升
系统安全需升级
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。
系统安全需升级
结合前面学习的算法内容，可以利用移位密码等方式进行加密。
凯撒密码：
加密过程，向后移3位：明文“OPEN”变为“RSHQ”
解密过程，向前移3位：密文“RSHQ”变回“OPEN”
仔细研读教材中物联门锁系统增加面部动作识别及身份认证功能的代码，为关键代码行添加详细注释，阐述其功能和作用。
课后作业
系统安全需升级
02
学习了身份认证技术保开锁安全。
课堂总结
01
学习了摄像头活体检测防欺骗。
03
学习了数据加密传输避信息泄露。
系统安全需升级
谢 谢
THANK YOU
Thanks!
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