01
课程导论与硬件安全概述
IoT安全现状、硬件攻击面分析、开发板选型与课程目标。
导论攻击面
02
开发环境搭建
Keil/IAR/VS Code + GCC工具链安装、OpenOCD与调试器配置、版本控制(Git)入门。
工具链Git
03
硬件基础与原理图阅读
认识MCU最小系统、电源树与去耦电容、GPIO与外围接口（UART/I2C/SPI）。
原理图接口
04
PCB设计入门（一）
KiCad/EasyEDA介绍、原理图绘制、元器件封装选择与创建。
KiCad封装
05
PCB设计入门（二）
PCB布局布线基础、电源与地平面处理、信号完整性初步。
布局信号完整性
06
焊接与硬件调试
热风枪与烙铁使用技巧、万用表与示波器基础、常见焊接故障排查。
焊接示波器
07
Bootloader与固件烧录
STM32/ESP32启动模式、UART与JTAG/SWD烧录、固件加密与读保护。
Bootloader加密
08
GPIO与外部中断安全
GPIO控制LED与按键、外部中断配置、边沿触发与毛刺滤波。
GPIO中断
09
UART通信与安全风险
UART协议详解、串口调试与数据嗅探、硬件流控与电平转换。
UART嗅探
10
I2C总线与设备安全
I2C协议时序、多主设备冲突、I2C地址扫描与嗅探攻击。
I2C扫描
11
SPI总线与Flash安全
SPI模式与时序、外设驱动（SD卡/显示屏）、SPI Flash数据读取与克隆。
SPIFlash
12
ADC与传感器安全
ADC采样原理、传感器数据采集、抗干扰与数据滤波。
ADC滤波
13
PWM与电机控制安全
PWM生成与占空比控制、电机驱动电路、反电动势与保护。
PWM电机
14
定时器与看门狗
SysTick与通用定时器、看门狗（IWDG/WWDG）配置、防止程序跑飞。
定时器看门狗
15
DMA与数据传输安全
DMA原理与配置、内存到外设传输、DMA缓冲区溢出防护。
DMA溢出防护
16
RTC与低功耗安全
RTC时钟校准、低功耗模式（Sleep/Stop/Standby）、唤醒源与功耗测量。
RTC低功耗
17
RTOS基础与任务安全
FreeRTOS移植、任务创建与调度、任务堆栈溢出检测。
FreeRTOS堆栈
18
RTOS同步与互斥
信号量、互斥锁、消息队列、优先级反转与死锁预防。
互斥死锁
19
固件逆向与防护（一）
固件提取方法（SPI Flash/调试接口）、固件分析工具（binwalk/strings）。
逆向binwalk
20
固件逆向与防护（二）
固件加密与签名、安全启动链（Secure Boot）、防回滚机制。
签名Secure Boot
21
侧信道攻击与防护
功耗分析（SPA/DPA）原理、电磁辐射分析、掩码与随机延时防护。
侧信道DPA
22
故障注入攻击与防护
电压毛刺、时钟毛刺、电磁故障注入、硬件冗余与校验。
故障注入毛刺
23
安全通信协议
TLS/DTLS在IoT中的应用、MQTT与CoAP安全配置、证书管理。
TLSMQTT
24
无线通信安全（WiFi/BLE）
WiFi加密（WPA2/WPA3）、BLE配对与绑定、中间人攻击防护。
WiFiBLE
25
LoRa与NB-IoT安全
LoRaWAN安全机制、NB-IoT身份认证、空口加密与密钥管理。
LoRaNB-IoT
26
硬件唯一身份（PUF/UID）
芯片唯一ID（UID）读取、物理不可克隆函数（PUF）原理、安全存储。
PUFUID
27
安全元件（SE）与TEE
SE芯片选型与通信、TEE（TrustZone）基础、安全应用开发。
SETrustZone
28
OTA升级安全
OTA架构设计、固件签名与校验、回滚保护与版本管理。
OTA回滚
29
安全日志与审计
日志记录规范、安全事件上报、日志防篡改与完整性校验。
日志审计
30
综合项目实战
智能门锁安全开发板设计、从原理图到固件的全流程安全实践、课程总结与展望。
项目智能门锁