飛象老師智能出品第頁第30課《系統(tǒng)安全需升級(jí)》測(cè)試題一、單項(xiàng)選擇題(每題3分,共24分)請(qǐng)?jiān)诿款}的四個(gè)選項(xiàng)中選出一個(gè)最符合題意的答案。為了防止物聯(lián)門鎖系統(tǒng)被照片欺騙,可以增加活體檢測(cè)功能。以下最適合?用于活體檢測(cè)的方法是()A.提高人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率B.增加面部動(dòng)作識(shí)別功能C.使用更高像素的攝像頭D.延長(zhǎng)人臉識(shí)別的時(shí)間在物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的活體檢測(cè)代碼中,blink和mouth_open分別表示()A.眨眼次數(shù)和張嘴次數(shù)B.眨眼時(shí)間和張嘴時(shí)間C.眨眼速度和張嘴速度D.眨眼角度和張嘴角度教材提到,僅通過面部動(dòng)作識(shí)別依然無法解決利用視頻欺騙的問題。更有效的活體檢測(cè)方案是()A.增加更多的面部動(dòng)作識(shí)別B.使用深度攝像頭采集三維特征C.提高攝像頭的幀率D.延長(zhǎng)活體檢測(cè)的時(shí)間在物聯(lián)門鎖系統(tǒng)中增加身份認(rèn)證功能的主要目的是()A.提高開鎖速度B.降低系統(tǒng)成本C.防止非法用戶開門D.美化用戶界面在身份認(rèn)證代碼中,split()函數(shù)的作用是()A.合并多個(gè)字符串B.將字符串按指定分隔符切分成多個(gè)子串C.加密字符串內(nèi)容D.刪除字符串中的空格教材中的身份認(rèn)證方案將用戶名和密碼存儲(chǔ)在門鎖主控板中。這種方式的主要不便?之處是()A.占用存儲(chǔ)空間過大B.用戶修改密碼時(shí)需要更改主控板數(shù)據(jù)C.認(rèn)證速度太慢D.無法支持多個(gè)用戶在物聯(lián)門鎖系統(tǒng)中,用戶名和密碼在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中使用明文的主要風(fēng)險(xiǎn)是()A.傳輸速度變慢B.占用帶寬過大C.數(shù)據(jù)容易被泄露D.系統(tǒng)功耗增加對(duì)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí),應(yīng)該根據(jù)什么來選擇加密算法?()A.系統(tǒng)的成本預(yù)算B.具體應(yīng)用場(chǎng)景的安全需求C.開發(fā)人員的個(gè)人喜好D.攝像頭的型號(hào)二、多項(xiàng)選擇題(每題4分,共8分)請(qǐng)?jiān)诿款}的選項(xiàng)中選出所有符合題意的答案,多選、少選、錯(cuò)選均不得分。提升物聯(lián)門鎖系統(tǒng)安全性的有效措施包括()A.增加攝像頭活體檢測(cè)功能B.實(shí)施用戶身份認(rèn)證機(jī)制C.對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密D.使用更便宜的硬件設(shè)備E.在消息中設(shè)立指令標(biāo)記字段在物聯(lián)門鎖系統(tǒng)的身份認(rèn)證代碼中,以下說法正確的有()A.使用split(',')可以按逗號(hào)分割消息字符串B.需要判斷分割結(jié)果的字段數(shù)量是否符合要求C.只有用戶名和密碼都正確才能執(zhí)行開鎖操作D.可以將用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在列表中E.身份認(rèn)證會(huì)降低系統(tǒng)的安全性三、判斷題(每題2分,共10分)請(qǐng)判斷下列說法是否正確,正確的打"√",錯(cuò)誤的打"×"。只要增加了眨眼和張嘴的面部動(dòng)作識(shí)別,就可以完全防止所有形式的欺騙攻擊。()在物聯(lián)門鎖系統(tǒng)中,任何人只要接入MQTT服務(wù)器,都可以向門鎖發(fā)送開鎖指令,這存在安全風(fēng)險(xiǎn)。()將用戶名和密碼存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中,比存儲(chǔ)在門鎖主控板中更便于用戶修改賬戶信息。()對(duì)物聯(lián)門鎖系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密后,就不需要進(jìn)行身份認(rèn)證了。()在消息頭部設(shè)立指令標(biāo)記字段,可以避免物聯(lián)設(shè)備對(duì)指令的錯(cuò)誤解析。()四、簡(jiǎn)答題(每題8分,共16分)請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題,要求條理清晰、表述準(zhǔn)確。請(qǐng)說明物聯(lián)門鎖系統(tǒng)中活體檢測(cè)的工作原理,并分析為什么使用深度攝像頭比普通攝像頭更安全。請(qǐng)描述物聯(lián)門鎖系統(tǒng)中身份認(rèn)證的完整流程,并說明為什么需要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密。五、編程分析題(12分)請(qǐng)認(rèn)真閱讀代碼,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和解答。代碼片段:以下是物聯(lián)門鎖系統(tǒng)身份認(rèn)證的部分代碼:users=["user1","psd1"]

defreceivedfunction():

msg=mqttclient.message(topic="Door/Lock")

msg=msg.split(",")

iflen(msg)==3:

user=msg[0]

psd=msg[1]

cmd=msg[2]

ifuser==users[0]andpsd==users[1]:

ifcmd=="open":

servo(0).angle(180)

time.sleep(1.5)

servo(0).angle(0)

else:

oled.print("用戶名或密碼錯(cuò)誤!")

mqttclient.received(topic="Door/Lock",callback=receivedfunction)問題:(1)請(qǐng)說明這段代碼的工作流程,特別是split()函數(shù)和len(msg)==3的作用。(4分)(2)分析這段代碼存在的安全隱患,并提出至少兩條改進(jìn)建議。(4分)(3)如果要支持多個(gè)用戶,應(yīng)該如何修改users的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?請(qǐng)給出一個(gè)示例。(4分)附:評(píng)分說明總分:70分題型分布:單項(xiàng)選擇題:8題×3分=24分多項(xiàng)選擇題:2題×4分=8分判斷題:5題×2分=10分簡(jiǎn)答題:2題×8分=16分編程分析題:1題×12分=12分考查重點(diǎn):攝像頭活體檢測(cè)的原理和實(shí)現(xiàn)方法身份認(rèn)證技術(shù)的流程和代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)谋匾院蛻?yīng)用代碼理解和分析能力安全漏洞識(shí)別和改進(jìn)能力系統(tǒng)迭代升級(jí)的工程思維命題特色:緊扣教材內(nèi)容,覆蓋核心知識(shí)點(diǎn)結(jié)合物聯(lián)門鎖系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景注重代碼理解和編程能力考查強(qiáng)化安全意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)分析能力體現(xiàn)系統(tǒng)思維和工程實(shí)踐能力融入多用戶支持等拓展思考學(xué)習(xí)建議:理解活體檢測(cè)的原理和不同技術(shù)方案的優(yōu)劣掌握身份認(rèn)證的完整流程和代碼實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)明文傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)和加密的必要性熟練使用split()等字符串處理函數(shù)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)安全漏洞和提出改進(jìn)方案的能力理解系統(tǒng)迭代升級(jí)的工程思維思考如何從多個(gè)維度提升系統(tǒng)安全性

參考答案與解析B答案:B解析:活體檢測(cè)的核心是判斷被識(shí)別對(duì)象是否為真人。通過增加張嘴、眨眼等面部動(dòng)作的識(shí)別功能,可以有效防止使用照片欺騙系統(tǒng)。提高識(shí)別準(zhǔn)確率、使用高像素?cái)z像頭或延長(zhǎng)識(shí)別時(shí)間都無法解決照片欺騙的問題。A答案:A解析:根據(jù)教材內(nèi)容,代碼中的blink和mouth_open分別表示在一定時(shí)間內(nèi)的眨眼次數(shù)和張嘴次數(shù)。人工智能攝像頭在工作過程中會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并記錄這些次數(shù),用于活體檢測(cè)。B答案:B解析:教材明確指出,攻擊者可以通過人工智能換臉技術(shù)生成包含面部動(dòng)作的視頻來欺騙系統(tǒng)。更有效的方案是使用深度攝像頭采集臉部的三維特征,并配合更復(fù)雜的算法提升安全性。三維特征是視頻無法偽造的。C答案:C解析:身份認(rèn)證可以讓物聯(lián)門鎖系統(tǒng)知道是"誰"在開門,如果是非法用戶,則可以拒絕開門操作,從而增加系統(tǒng)的安全性。這是身份認(rèn)證的核心目的。B答案:B解析:根據(jù)教材內(nèi)容,split()函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)將一個(gè)字符串按照指定的分隔符切分成多個(gè)子串,這些子串會(huì)被保存到列表中(不包含分隔符)。在身份認(rèn)證中,用于解析包含用戶名、密碼和指令的消息。B答案:B解析:教材提到,將用戶名和密碼存儲(chǔ)在門鎖主控板中,當(dāng)用戶修改賬戶信息時(shí),需要通過一定手段去更改門鎖主控板中的數(shù)據(jù),這是主要的不便之處。更好的方案是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中。C答案:C解析:明文傳輸意味著數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中以未加密的形式傳輸,容易被截獲和竊取,導(dǎo)致用戶名和密碼泄露。這是明文傳輸?shù)闹饕踩L(fēng)險(xiǎn)。B答案:B解析:教材明確指出,數(shù)據(jù)的傳輸可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景需求選擇合適的加密算法。不同的安全需求會(huì)選擇不同的加密算法,如對(duì)稱加密、非對(duì)稱加密等。這體現(xiàn)了根據(jù)實(shí)際需求選擇技術(shù)方案的工程思維。ABCE答案:ABCE解析:提升物聯(lián)門鎖系統(tǒng)安全性的有效措施包括:增加活體檢測(cè)功能,防止照片/視頻欺騙(A)實(shí)施身份認(rèn)證,防止非法用戶操作(B)數(shù)據(jù)加密傳輸,防止信息泄露(C)設(shè)立指令標(biāo)記字段,避免錯(cuò)誤解析(E)使用更便宜的硬件設(shè)備(D)與安全性提升無關(guān),甚至可能降低安全性。ABCD答案:ABCD解析:根據(jù)教材代碼分析:split(',')按逗號(hào)分割字符串(A)需要判斷分割結(jié)果是否為3個(gè)字段,確保消息格式正確(B)代碼中通過ifuser==users[0]andpsd==users[1]驗(yàn)證用戶名和密碼(C)用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在列表users中(D)身份認(rèn)證是提升而非降低系統(tǒng)安全性(E錯(cuò)誤)?！链鸢?×解析:教材明確指出,僅通過面部動(dòng)作識(shí)別依然無法解決利用視頻欺騙的問題。攻擊者可以通過人工智能換臉技術(shù)生成包含面部動(dòng)作的視頻來欺騙系統(tǒng)。更有效的方案是使用深度攝像頭采集三維特征?！檀鸢?√解析:教材指出,如果門鎖僅通過訂閱主題接收"open"消息就開鎖,而沒有身份認(rèn)證機(jī)制,那么任何接入該MQTT服務(wù)器的人都可以發(fā)送開鎖指令,這確實(shí)存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。這也是需要增加身份認(rèn)證功能的原因?！檀鸢?√解析:教材提到,利用物聯(lián)網(wǎng)思維,可以將用戶名和密碼存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中,每次由門鎖向平臺(tái)詢問用戶賬戶信息。這樣當(dāng)用戶修改賬戶信息時(shí),不需要更改門鎖主控板的數(shù)據(jù),更加便捷?！链鸢?×解析:數(shù)據(jù)加密和身份認(rèn)證是兩種不同的安全措施,解決不同的安全問題。數(shù)據(jù)加密主要防止傳輸過程中的數(shù)據(jù)泄露,而身份認(rèn)證主要防止非法用戶操作。兩者應(yīng)該配合使用,而不是相互替代?！檀鸢?√解析:教材提到,在實(shí)際應(yīng)用中,為了避免物聯(lián)設(shè)備對(duì)指令的錯(cuò)誤解析,可以在消息頭部設(shè)立指令標(biāo)記字段。只有當(dāng)收到的消息出現(xiàn)特定的指令標(biāo)記時(shí),才進(jìn)行相關(guān)的解析操作,這提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。參考答案:活體檢測(cè)的基本原理:活體檢測(cè)通過識(shí)別人臉的動(dòng)態(tài)特征來判斷被識(shí)別對(duì)象是否為真人:攝像頭在識(shí)別人臉的同時(shí),要求用戶做張嘴、眨眼等動(dòng)作系統(tǒng)檢測(cè)并記錄眨眼次數(shù)(blink)和張嘴次數(shù)(mouth_open)只有成功識(shí)別出這些面部動(dòng)作,且人臉識(shí)別成功,才會(huì)被認(rèn)為是真人通過判斷條件ifstatus==1andblink>1andmouth>1來決定是否開鎖面部動(dòng)作識(shí)別的局限性:僅通過面部動(dòng)作識(shí)別存在安全隱患:攻擊者可以使用包含面部動(dòng)作的視頻進(jìn)行欺騙通過人工智能換臉技術(shù)可以生成逼真的動(dòng)態(tài)視頻普通攝像頭無法區(qū)分真人和視頻中的人臉深度攝像頭的優(yōu)勢(shì):使用深度攝像頭更安全的原因:深度攝像頭可以采集臉部的三維特征信息三維特征包含深度信息,視頻和照片都是平面的,無法偽造配合更復(fù)雜的算法,可以有效識(shí)別真人和平面圖像的區(qū)別從根本上解決了照片和視頻欺騙的問題評(píng)分要點(diǎn):準(zhǔn)確說明活體檢測(cè)的基本原理(3分)說明面部動(dòng)作識(shí)別的局限性(2分)分析深度攝像頭的優(yōu)勢(shì)(3分)說明:本題考查學(xué)生對(duì)活體檢測(cè)技術(shù)的理解,要求能夠說明基本原理,分析不同技術(shù)方案的優(yōu)劣,體現(xiàn)信息意識(shí)和數(shù)字思維素養(yǎng)。參考答案:身份認(rèn)證的完整流程:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段:在門鎖主控板中存儲(chǔ)合法用戶的用戶名和密碼數(shù)據(jù)可以使用列表等方式存儲(chǔ),如users=["user1","psd1"]消息發(fā)送階段:用戶通過MQTT服務(wù)器向門鎖發(fā)送開門消息消息格式包含用戶名、密碼和指令,如"user1,psd123,open"消息接收與解析階段:門鎖主控板接收到消息后,使用split(',')按逗號(hào)分割判斷分割結(jié)果是否為3個(gè)字段,確保消息格式正確解析出用戶名、密碼和指令身份驗(yàn)證階段:將接收到的用戶名和密碼與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)通過ifuser==users[0]andpsd==users[1]進(jìn)行驗(yàn)證執(zhí)行操作階段:驗(yàn)證成功且指令為"open"時(shí),控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)開鎖驗(yàn)證失敗則顯示"用戶名或密碼錯(cuò)誤",拒絕開鎖明文傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn):用戶名和密碼在網(wǎng)絡(luò)中以未加密形式傳輸容易被網(wǎng)絡(luò)攻擊者截獲和竊取很多用戶在不同系統(tǒng)中使用相同的密碼,一旦泄露會(huì)威脅其他平臺(tái)的安全數(shù)據(jù)加密的必要性:通過加密算法對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,即使被截獲也無法直接讀取可以根據(jù)安全需求選擇對(duì)稱加密或非對(duì)稱加密算法有效保護(hù)用戶隱私和賬戶安全,防止數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分要點(diǎn):準(zhǔn)確描述身份認(rèn)證的完整流程(4分)說明明文傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)(2分)說明數(shù)據(jù)加密的必要性(2分)說明:本題考查學(xué)生對(duì)身份認(rèn)證流程和數(shù)據(jù)加密的理解,要求能夠完整描述技術(shù)流程,分析安全風(fēng)險(xiǎn),體現(xiàn)系統(tǒng)思維和安全意識(shí)。參考答案:(1)代碼工作流程說明:整體流程:從MQTT服務(wù)器接收主題為"Door/Lock"的消息使用split(',')將消息按逗號(hào)分割成列表判斷分割結(jié)果是否為3個(gè)字段如果是3個(gè)字段,則解析出用戶名、密碼和指令將用戶名和密碼與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證成功且指令為"open"時(shí),控制舵機(jī)開鎖驗(yàn)證失敗則顯示錯(cuò)誤信息split()函數(shù)的作用:將接收到的字符串消息按逗號(hào)分隔符切分成多個(gè)子串例如"user1,psd1,open"會(huì)被分割成"user1","psd1","open"分割后的子串保存在列表中,便于后續(xù)提取和處理len(msg)==3的作用:判斷分割后的列表是否包含3個(gè)元素確保消息格式正確(用戶名、密碼、指令)如果不是3個(gè)字段,說明消息格式有誤,不予處理這是一種基本的輸入驗(yàn)證機(jī)制,提高系統(tǒng)健壯性(2)安全隱患分析與改進(jìn)建議:存在的安全隱患:明文傳輸風(fēng)險(xiǎn):用戶名和密碼在網(wǎng)絡(luò)中以明文形式傳輸容易被網(wǎng)絡(luò)攻擊者截獲,導(dǎo)致賬戶信息泄露單用戶限制:只能存儲(chǔ)一個(gè)用戶的信息無法支持多用戶場(chǎng)景,實(shí)用性受限缺少消息驗(yàn)證:沒有指令標(biāo)記字段,可能誤解析其他消息任何符合格式的消息都會(huì)被處理密碼存儲(chǔ)不安全:密碼以明文形式存儲(chǔ)在代碼中容易被查看代碼的人獲取改進(jìn)建議:數(shù)據(jù)加密傳輸:對(duì)傳輸?shù)挠脩裘兔艽a進(jìn)行加密可以使用對(duì)稱加密或非對(duì)稱加密算法門鎖端接收后解密再進(jìn)行驗(yàn)證支持多用戶:改用字典或列表嵌套的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)多個(gè)用戶使用循環(huán)遍歷所有用戶進(jìn)行匹配增加消息標(biāo)記:在消息頭部增加特定的指令標(biāo)記字段只有包含正確標(biāo)記的消息才進(jìn)行解析例如格式改為"CMD,user1,psd1,open"密碼加密存儲(chǔ):不直接存儲(chǔ)明文密碼,而是存儲(chǔ)密碼的哈希值驗(yàn)證時(shí)對(duì)輸入密碼進(jìn)行哈希后再比對(duì)將用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端:將用戶信息存儲(chǔ)在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)門鎖向平臺(tái)請(qǐng)求驗(yàn)證,便于管理和修改(3)多用戶支持方案:方案一:使用字典存儲(chǔ)users={

"user1":"psd1",

"user2":"psd2",

"admin":"admin123"

}

#驗(yàn)證代碼修改為:

ifuserinusersandpsd==users[user]:

ifcmd=="open":

#執(zhí)行開鎖操作方案二:使用列表嵌套u(yù)sers=[

["user1","psd1"],

["user2","psd2"],

["admin","admin123"]

]

#驗(yàn)證代碼修改為:

auth_success=False

foruinusers:

ifuser==u[0]andpsd==u[1]:

auth_success=True

break

i