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(共33张PPT)
第四单元 第1节
系统风险看一看
（北师大）六年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
能够了解过程与控制系统安全在民生、工业、国防等领域的重要性，体会自主可控技术对国家安全的关键意义。
能够借助案例分析、流程图、表格等数字化工具，分析系统安全漏洞与攻击原理，构建风险防范思路。
能够梳理过程与控制系统的攻击影响链条，理解 “攻击感知 / 控制环节 — 篡改数据指令 — 破坏系统功能” 的安全逻辑。
能够感知过程与控制系统中传感器、控制器的安全漏洞，理解攻击方式与系统故障、隐私泄露的对应关系。
03
新知讲解
系统安全我知道——安全与隐私保护
单元导入
过控系统应用广，安全漏洞要考量。
传感控制紧相连，针对攻击影响全。
系统数据多敏感，隐私保护要承担。
自主可控影响深，中国创造优势显。
03
新知讲解
单元导入
近年来，随着各种过程与控制系统的广泛应用，信息泄露、功能故障、经济损失等安全问题频发。其实，传感模块和控制模块可以分别被看作过程与控制系统的“感知器官”和“大脑”。
03
新知讲解
单元导入
模块一旦被攻击，系统很可能遭受严重的安全威胁，数据机密性和完整性也会遭到破坏，从而带来无法估计的损失。核心技术不能自主掌控，极易被侵扰操控，威胁国家安全。我们需坚持自研，实现技术自主可控。
03
新知讲解
单元导入
03
新知讲解
单元导入
单元目标
1.了解传感器和控制器被攻击给过程与控制系统带来的安全问题。
2.知道数据机密性和完整性的区别。
3.能意识到过程与控制系统存在数据安全风险。
4.能理解自主可控对国家安全与发展的重要意义。
03
新知讲解
案例阅读
在某次国家网络安全宣传周活动现场，一名工作人员向观众展示了一台普通的扫地机器人如何秒变窃听、偷窥工具。该工作人员表示:“这款扫地机器人的端口存在漏洞。通过该漏洞，攻击者可获取扫地机器人的控制权，控制其运动轨迹，还可以录音、拍照等。”
系统风险寻踪迹
03
新知讲解
与其他同学讨论:攻击者获得扫地机器人的控制权后，可能会有什么后果
系统风险寻踪迹
可能的后果:
1、能随意操控机器人移动，打乱正常清洁路线与工作。
2、可远程开启录音、拍照功能，窃取家庭日常隐私。
3、被用作非法窥探工具，泄露家中环境与个人信息。
03
新知讲解
攻击者对过程与控制系统的攻击，会导致系统功能性故障，造成人身安全威胁、经济损失及环境破坏等后果。
系统风险寻踪迹
03
新知讲解
系统风险寻踪迹
03
新知讲解
传感器就像感知器官，是过程与控制系统和外界环境交互的重要媒介，因此它成为被重点攻击的对象。
传感模块受攻击
03
新知讲解
如图所示，某款智能家居监控产品可以监测住宅是否遭到了恶意入侵。该产品通过传感器监测门窗状态，利用系统内部的控制模块判断是否存在异常行为。
传感模块受攻击
03
新知讲解
自动驾驶汽车借助传感器感知周围环境。汽车会向四周发射超声波、激光束或毫米波。当周围有障碍物时，障碍物会反射这些信号。车辆的传感器根据反射回的信号判断障碍物情况，利用算法让车自动避让或者急停。攻击者可以在前方有障碍物时，发送特定频率的信号干扰正常反射的信号，使其与无障碍时的信号相同，从而隐藏障碍物;或者在没有障碍物时，发送一定频率的信号，让自动驾驶汽车误认为四周有障碍。
传感模块受攻击
03
新知讲解
“海豚音攻击”也是一种传感器攻击。如图所示，攻击者可以事先录下用户的相关词语，如“喝(he)“谁(shei)"，然后将这些词语的相关音节合成“hey”。合成的语音会模仿手机所有者的音色、音高和发声方法。攻击者通过将语音命令搭载在人耳无法听见的超声波上让传感器识别，并转换为系统指令。在用户没有察觉的情况下，攻击者可使用系统指令启动语音助手功能，实现拨打电话、录音、查看文档等私密操作，达到操纵被攻击系统的目的，完成“海豚音攻击”。
传感模块受攻击
03
新知讲解
想一想
传感器攻击分几类？
1、干扰阻断攻击：通过电磁干扰、物理遮挡屏蔽信号，阻碍数据采集传输，致使传感器无法正常工作，直接破坏设备运行可用性。
2、数据欺骗攻击：伪造篡改监测数据，误导设备做出错误判断，丧失数据真实性，容易引发设备异常运作，产生安全隐患。
3、窃取损毁攻击：截取通信数据造成信息泄露，也可损坏硬件、篡改程序，损害设备本体，严重威胁系统稳定运行。
03
新知讲解
控制器就像大脑，为过程与控制系统作出合理、优化的决策。攻击过程与控制系统的“大脑”，会使系统功能受到严重破坏。
攻击控制引风险
03
新知讲解
攻击控制引风险
攻击者可通过改写充电设备内部芯片的程序来控制充电行为。
加油机可以自动控制出油，使加油变得方便、快捷、准确。
智能婴儿监控器可以帮助父母留意婴儿在卧室的一举一动，但是这些设备也成为攻击者的目标。
03
新知讲解
请上网查找过程与控制系统被攻击的案例，并分析是哪个环节引发的安全问题，填写表。
攻击控制引风险
案例 哪个环节引发的安全问题(传感器/控制器/其他)
智能家居监控不报警 智能家居监控传感器
自动驾驶误判障碍物 自动驾驶环境传感器
充电设备烧毁 充电设备控制器
加油机缺斤短两 加油机控制器
03
新知讲解
勤学好思收获多
在生活中是否见过安全风险 对哪些安全风险印象深刻
智能音箱存在窃听风险，日常对话易被记录泄露，个人隐私难以保障，让人很不放心；
智能门锁易被破解，陌生人可非法开门，直接威胁家庭人身与财产安全，隐患突出；
公共摄像头遭入侵后画面被篡改，无法正常监控，公共场所安全防护形同虚设；
03
新知讲解
练一练
1.(多选题)某研究人员展示了一种攻击策略，这种策略可以欺骗自动驾驶车辆，使其相信附近的物体比实际的情况更远，而不会被察觉。我认为这属于(传感器/控制器)环节引发的安全问题，可能防止这种攻击的措施有( )。
A.维持原系统不变
B.检查来自不同仪器的数据，确保测量值合理
C.增加摄像头的三维功能，防止照片欺骗
D.与附近车辆共享数据
BCD
03
新知讲解
练一练
2.(多选题)命令注入攻击是攻击者通过注入代码改变网页内容的一种攻击手段。安全研究人员发现超过八万台某品牌摄像机尚未更新固件，攻击者可通过这些固件将特定的消息发送至网络服务器，利用服务器漏洞发起命令注入攻击。我认为这属于(传感器/控制器)环节引发的安全问题，可以通过( )的方法降低该问题发生的风险。
A.修复相关漏洞
B.停止摄像机联网服务
C.及时更新固件
D.加装安全系统
AC
03
新知讲解
评价卡
评价卡 我能意识到过程与控制系统存在安全风险。
我能查阅材料分析安全风险的来源。
我能通过宣传等方式让同学、家人知道过程与控制系统存在风险。
04
课堂练习
一、选择题
1、扫地机器人被攻击后，攻击者无法直接实现的是（ ）
A.控制移动轨迹 B.录音拍照
C.篡改芯片程序 D.泄露家庭隐私
2、智能家居监控传感器被攻击，最可能导致的后果是（ ）
A.设备自动关机 B.门窗无法被正常监测
C.控制器烧毁 D.设备自动重启
C
B
04
课堂练习
3、加油机被攻击缺斤短两，属于哪个环节的安全问题？（ ）
A.传感器 B.控制器
C.电源 D.其他
4、以下哪项不是传感器攻击手段？（ ）
A.干扰信号隐藏障碍物 B.海豚音攻击语音助手
C.篡改芯片程序 D.伪造无障碍物信号
B
C
04
课堂练习
二、判断题
1、过程与控制系统中，传感器被称为系统的 “大脑”。（ ）
2、攻击者修改充电设备芯片程序，会导致受电设备烧毁。（ ）
3、海豚音攻击利用人耳听不见的超声波传递指令，操控语音助手。（ ）
4、过程与控制系统的安全问题只会造成经济损失，不会影响人身安全。（ ）
√
X
√
X
05
拓展延伸
物联网危机
05
拓展延伸
物联网安全防护要点
物联网设备要定期更新固件，设置强密码，关闭不必要端口，减少网络暴露，降低被攻击的风险，保护设备和隐私安全。
05
拓展延伸
个人信息保护小技巧
不随意连接陌生 Wi-Fi，不泄露验证码，不安装不明来源应用，减少个人信息泄露风险，守护数字生活安全。
08
板书设计
系统风险看一看
一、系统风险寻踪迹
二、传感模块受攻击
三、攻击控制引风险
四、攻击案例来分析
课后作业:
1、调查家中一款智能设备的安全风险，写下两个可能的安全隐患及防护建议。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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