一、產品簡介
    LGWL-BIS01型 感知層信息安全實驗箱是輔助信息安全相關的理論課程，使學生了解和掌握物聯網，主要是感知層的信息安全對應的攻擊和安全措施。也可作為信息安全研究方向的科研開發平臺。
    LGWL-BIS01型 感知層信息安全實驗箱將多種輕量級安全加密算法融入到物聯網傳感層ZigBee設備、網絡層網關設備、應用層PC端應用系統中，保證了數據傳輸的安全性；特別在感知層RFID設備中增加了雙向身份認證機制，防止設備受到攻擊。

    LGWL-BIS01型 感知層信息安全實驗箱包括射頻通信區、網絡傳感區、網關匯聚區、應用科研區。其中，射頻通訊區主要針對RFID的身份安全認證，基于2.4GHZ射頻通信實現單向，雙向信息安全認證，配有防跟蹤，防重放，防假冒等安全策略，讓學習者了解信息安全認證在各個領域的具體應用；網絡傳感區針對ZigBee自組網，支持五種輕量級加解密算法和黑白名單防入侵的安全策略，讓學習者了解加密算法在傳感網中的應用；網關匯聚區主要針對Cortex-A9智能網關，實時接收ZigBee上報信息，內嵌五種加密算法，可自由配置，信息加解密后與應用科研區進行交互；PC端安裝應用科研系統，配合捕獲器和以太網通信協議展示傳感層節點入網的身份認證流程、加密傳輸的類型、網絡拓撲結構、TCP/IP數據加密傳輸以及應用場景環境參數的檢測、處理、傳輸與控制。 
二、功能特點
1.感知層包含RFID終端閱讀器和RFID標簽：支持單、雙向身份認證的安全認證協議，能夠達到防跟蹤、防重放、防碰撞的目的。
2.身份認證過程可視化：為方便教學實驗與科研，將閱讀器和標簽均接入上位機，由上位機控制終端操作認證協議的執行過程，完成整個協議的執行。
3.感知層包含ZigBee終端設備：可以配置為加密數據傳輸，支持ZUC、Snow 3G、Lblock、Kasumi、AES五種加密算法。支持黑白名單防攻擊。
4.加密算法類型可展示：自帶OLED屏幕，顯示加密類型、設備類型。
5.數據處理與加解密網關：支持感知層采樣數據的解析顯示、控制命令的下發；支持五種輕量級加密算法，可任選，并采用TCP通信協議與PC端應用程序進行數據交互。
6.物聯網安全架構管理平臺的科研與開發：
(1)以流程條方式展示傳感層節點入網的認證步驟；
(2)可動態顯示數據明文和密文；
(3)支持傳輸協議融入五種加密算法；
(4)能自動識別所有連接的ZigBee節點；實時顯示網絡拓撲結構；實時滾動顯示ZigBee MAC/NWK/APS數據幀詳細的數據；
(5)Log窗口顯示：當前網絡中有節點加入到網絡中時，在Log窗口中會打印出節點加入網絡的Log信息，包括節點的網絡地址和IEEE地址；
(6)柱狀圖方式查看加密算法的計算量、復雜度，可檢測安全算法的性能；
(7)檢測協議中安全算法的性能：密文隨機性檢測、跟隨性檢測、明密文獨立性檢測、明文雪崩檢測等；
7.基于場景的項目式應用開發：可以運用平臺上的傳感器、控制器組成不同的應用場景，如環境監控系統。

三、產品結構
產品組成如圖所示：

1、ZigBee加密傳輸部分
    包含2組ZigBee自組網絡。ZigBee傳感器節點與協調器之間可配置為加密數據傳輸，加密類型支持ZUC、snow3G、Lblock、kasumi、AES五種輕量級加密算法。ZigBee協調器支持白名單入網保障機制，根據申請入網設備的MAC地址識別并判斷該節點是否合法，從而做出允許或拒絕入網的動作。Android網關采用TCP協議與PC服務器通信，實時接收ZigBee協調器解密后的傳感層數據，內嵌五種加密類型，支持靈活配置，將傳感層數據經過解析、重組，加密傳輸至PC端服務器信息平臺。服務器軟件平臺通過捕獲器捕獲傳感網幀，以流程條方式動態展示傳感層認證步驟，顯示繪制網絡拓撲結構，MAC/NWK/APS數據幀詳細數據，支持五種輕量級算法的加解密，分析數據幀的加密類型，統計加密算法的效率、列表顯示設備狀態、遠程監測與控制傳感器設備等。技術架構如圖所示：

2、RFID安全認證部分
      RFID數據安全部分由4個RF TAG標簽，1個RF 讀寫器，1個監聽器組成，一組用于正常通信，一組用于數據監聽或者數據模擬；要求RFID閱讀器與標簽之間能夠通過隨機數，哈希算法對標簽ID進行身份認證，確保標簽身份合法性，同時能夠在上位機界面上展現身份認證的詳細過程，具體認證種類有單向認證，雙向認證，防跟蹤，防重放，防假冒等，讓學習者了解信息安全認證的原理，過程及其重要性。
3、硬件技術參數
（1）箱體結構：長寬高≥（50cm*32cm*10cm）。傳感層包含2組無線傳感網套件、RFID身份認證套件及物聯網網關。
（2)物聯網網關≥1個：主芯片：采用S5P4418 Cortex-A9高性能處理器，可插接通訊模塊：ZigBee 2.4GHz，WIFI/BLuetooth二合一模塊、GPS定位模塊、4G移動通信模塊等。外設接口包括：以太網、串口、485、CAN、USB、USB otg、攝像頭、TF卡槽、模擬攝像頭TV、HDMI、按鍵等。
（3)ZigBee通訊模塊≥6個：主控芯片：Cortex-M3微控制器，主頻72MHZ，內存64KB，FLASH為512KB；射頻芯片：CC2530，支持IEEE 802.15.4，運行主頻32MHz，工作頻率：2.4GHz，加載Z-STACK2007協議棧，PCB板載天線，1個主控芯片固件升級JTAG口，通信模塊的固件升級需借助協調器功能板；可插接傳感器板。
（4)傳感器≥2組，每組標配≥3種傳感器；
a.溫濕度傳感器：型號 SHT1X，兩線制數字接口（SCL、SDA），直接與Cortex-M3微控制器I/O相連，響應速度快，濕度測量范圍：0~100%RH，溫度測量范圍：-40~123.8℃，濕度測量精度：±4.5%RH，溫度測量精度：±0.5℃；
b.光線傳感器：光敏電阻LXD5516，傳感器板由LM393、光敏電阻與可調電阻組成。模擬型電壓輸出，有光時輸出高電平電壓，無光時，輸出低電平電壓，輸出接口直接與Cortex-M3微控制器AD通道相連；
c.LED-BEEP聲光報警器：2個LED燈（紅燈、藍燈）,1個BEEP蜂鳴器，用于聲、光報警；控制I/O直接與Cortex-M3微控制器I/O相連；
d.繼電器模塊：可控制LED燈、5V風扇，管腳與Cortex-M3微控制器I/O相連；
e.可燃氣體模塊：主要監測可燃氣體的濃度，與Cortex-M3微控制器I/O相連；
（5）RFID安全認證終端：標配6個終端設備，通過上位機應用軟件的設置切換不同的角色，如閱讀器端、標簽端、竊聽端。
（6）硬件參數為：
主控芯片：CORTEX-M3內核，主頻72MHZ，內存64KB，FLASH為512KB；
射頻模塊：RF24LE1E
天線：板載天線
輸出功率：23dBm
靈敏度：-129dBm
顯示部分：彩色顯示屏，黑底紅字；
通信接口：USB轉串口，波特率默認9600bps，用戶可設定；
供電電源：DC 5V
下載方式：JTAG口
工作溫度：-40℃~+85℃；

四、配置清單

五、實驗項目

1、RFID安全認證應用開發

2、ZigBee安全加密傳輸應用開發