教科版（2024）八年级下册信息科技 第11课 设计认证方案 教案.docxVIP

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教学教案设计

总第11课时

课?题?名?称

设计认证方案

学习目标

（包含学科核心素养）

理解身份认证的概念与作用：学生能够理解身份认证在物联网系统中的核心作用，识别其在确保数据安全和设备通信中的重要性。

掌握不同身份认证方式及其应用场景：学生能够掌握常见的身份认证方式，如RFID智能卡、用户名/密码、动态口令、USBKey和生物识别等，了解其适用场景与技术原理。

分析和识别身份认证的安全风险：学生能够分析不同身份认证方式可能面临的安全威胁，提出改进或防护措施，提升其信息安全意识和应对能力。

问

题

类

型

学生问题

物联网中的身份认证技术有哪些？每种技术的工作原理是什么？

如何判断物联网系统中的身份认证方式是否安全？有哪些潜在的安全风险？

为什么物联网身份认证如此重要？如果没有安全认证机制，会发生什么？

学科问题

1.物联网身份认证中的多因素认证（MFA）如何提高系统的安全性？

2.在物联网设备的身份认证中，使用RFID技术与使用密码认证相比，优缺点有哪些？

3.物联网身份认证的安全性受哪些因素影响？如何确保认证过程不被攻击者突破？

教师问题

1.在设计物联网身份认证系统时，如何平衡安全性与用户体验？

2.如何通过技术手段避免物联网身份认证系统遭受攻击（如中间人攻击、重放攻击等）？

问题系统

（星号标出核心问题）

1.物联网身份认证中的多因素认证（MFA）如何提高系统的安全性？

2.在物联网设备的身份认证中，使用RFID技术与使用密码认证相比，优缺点有哪些？

3.物联网身份认证的安全性受哪些因素影响？如何确保认证过程不被攻击者突破？

问题探究流程

导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）

导（问题引导）：

情境创设：

教师通过展示一个物联网设备（如智能家居、智能支付系统）的应用案例，讲解设备如何通过身份认证保障其安全性。播放视频或展示图示，展示没有身份认证的设备可能面临的安全风险（如身份盗用、数据篡改等）。

引导学生思考以下问题：

问题1：“在物联网设备中，身份认证是如何保护设备与用户之间的交互的？没有身份认证会带来什么后果？”

答案：身份认证用于验证设备或用户的真实性，确保只有授权人员或设备可以访问系统。如果没有身份认证，设备可能会遭受攻击，导致数据泄露或被非法控制。

问题2：“物联网中有哪些身份认证技术？它们各自有什么优缺点？”

答案：常见身份认证技术包括RFID、用户名/密码、动态口令、指纹识别等。每种技术的优缺点如下：

RFID：无需接触，可用于大规模管理，但易受干扰。

用户名/密码：便捷，但易受密码破解威胁。

动态口令：提高安全性，但依赖额外硬件。

指纹识别：安全性高，但受环境影响较大。

教师总结知识点：

物联网身份认证的定义及其在系统中的作用：确保设备的安全性与数据的完整性。

常见的身份认证技术及其应用：RFID、用户名/密码、动态口令、指纹识别等。

学（自主探究）：

自主探究任务：

任务1：查找二维码、RFID、密码/指纹识别、动态口令认证四种身份认证方式的工作原理、应用场景和优缺点，并制作表格或思维导图。

任务2：使用工具生成二维码，并模拟物联网设备的身份标识。

查阅RFID标签在物流管理中的应用案例，分析如何实现设备识别。

探究步骤：

二维码生成：学生使用二维码生成工具，生成设备ID二维码，模拟物联网设备的身份认证。

RFID应用分析：学生查找RFID在物流中的应用案例，了解其自动识别的工作原理。

问题探讨：

问题：“不同身份认证技术的优缺点是什么？为什么某些技术更适用于某些应用场景？”

答案：二维码：便宜、易生成，适用于小规模设备管理，但易复制。

RFID：无需接触，适用于大规模识别，但成本高。

密码/指纹识别：安全性高，但需硬件支持。

问题：“如何选择合适的身份认证方式？”

答案：根据设备规模、安全性需求选择，如二维码适合小规模，RFID适合大规模，指纹识别适合高安全场所。

教师总结知识点：

常见身份认证方式及应用：二维码、RFID、密码/指纹识别各自的适用场景和优缺点。

选择合适认证方式：根据实际需求（如设备数量、安全要求等）选择最适合的认证技术。

三、探（合作探究）：

合作探究任务：

任务1：分组讨论物联网身份认证中可能面临的安全问题（如身份盗用、信息篡改等），并提出相应的防护措施。

任务2：每组设计一个物联网身份认证系统，结合实际场景（如智能家居、智慧城市），选择合适的身份认证技术，并讨论其优缺点、实现方法和安全性保障措施。

问题探讨：

“如何结合多种身份认证技术增强物联网系统的安全性？例如，如何在智能家居系统中同时使用密码和指纹识别？”

答案：在高安全需求的系统中，可以采用多因素认证（如结合密码和指纹识