Karta Przedmiotu
| Politechnika Białostocka | Wydział Informatyki | ||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kierunek studiów | Cyberbezpieczeństwo |
Poziom i forma studiów |
pierwszego stopnia stacjonarne |
||||||||||||||||||||||||
| Grupa przedmiotów / specjalność |
Bezpieczeństwo systemów IoT | Profil kształcenia | ogólnoakademicki | ||||||||||||||||||||||||
| Nazwa przedmiotu | Bezpieczeństwo IoT i systemów wbudowanych | Kod przedmiotu | CYB1IOT2 | ||||||||||||||||||||||||
| Rodzaj zajęć | obieralny | ||||||||||||||||||||||||||
| Formy zajęć i liczba godzin | W | Ć | L | P | Ps | T | S | Semestr | 5,6 | ||||||||||||||||||
| 26 | 26 | Punkty ECTS | 4 | ||||||||||||||||||||||||
| Program obowiązuje od | 2026/2027 | ||||||||||||||||||||||||||
| Przedmioty wprowadzające | Architektury systemów informatycznych (CYB1WMB), Internet rzeczy (CYB1IOT), Sieci komputerowe II (CYB1SKO2), | ||||||||||||||||||||||||||
| Cele przedmiotu |
Przekazanie wiedzy o architekturze systemów wbudowanych i urządzeń IoT oraz stosowanych protokołach komunikacyjnych, w kontekście ich wpływu na bezpieczeństwo. Wykształcenie umiejętności identyfikacji powierzchni ataku oraz typowych klas podatności wynikających z architektury i konfiguracji urządzeń IoT. Zapoznanie z mechanizmami ochrony na poziomie sprzętowym i programowym, takimi jak bezpieczny rozruch, ochrona pamięci oraz aktualizacje OTA. Rozwinięcie umiejętności podstawowego modelowania zagrożeń dla systemów IoT jako elementu analizy bezpieczeństwa. Odniesienia do frameworka edukacyjnego mikrokompetencji SFIA: Bezpieczeństwo informacji (SCTY) – poziom 3 Projektowanie oprogramowania (SWDN) – poziom 3 |
||||||||||||||||||||||||||
| Ramowe treści programowe | Architektura systemów wbudowanych oraz urządzeń IoT, ze szczególnym uwzględnieniem ich komponentów sprzętowych i programowych oraz sposobów komunikacji. Analiza protokołów stosowanych w IoT oraz identyfikację powierzchni ataku i typowych klas podatności wynikających z architektury i konfiguracji systemów. Mechanizmy ochrony na poziomie sprzętowym i programowym, takie jak bezpieczny rozruch, ochrona pamięci i aktualizacje OTA. Podstawy modelowania zagrożeń dostosowanego do specyfiki urządzeń IoT. | ||||||||||||||||||||||||||
| Inne informacje o przedmiocie | przedmiot ma związek z prowadzoną na Uczelni działalnością naukową | ||||||||||||||||||||||||||
| przedmiot kształtuje umiejętności praktyczne | |||||||||||||||||||||||||||
| Wyliczenie: | Nakład pracy studenta związany z: | Godzin ogółem |
W tym kontaktowych |
W tym praktycznych |
|||||||||||||||||||||||
| udziałem w wykładach | 26 | 26 | |||||||||||||||||||||||||
| udziałem w innych formach zajęć | 26 | 26 | 26 | ||||||||||||||||||||||||
| przygotowaniem do bieżących zajęć o charakterze praktycznym | 13 | 13 | |||||||||||||||||||||||||
| realizacją zadań praktycznych | 20 | 20 | |||||||||||||||||||||||||
| przygotowaniem do zaliczenia wykładu | 15 | ||||||||||||||||||||||||||
| Razem godzin: | 100 | 52 | 59 | ||||||||||||||||||||||||
| Razem punktów ECTS: | 4 | 2.1 | 2.4 | ||||||||||||||||||||||||
| Zakładane kierunkowe efekty uczenia się | Wiedza | Umiejętności | Kompetencje społeczne |
||||||||||||||||||||||||
| CYB1_W05 | CYB1_U05 | CYB1_K01 | |||||||||||||||||||||||||
| CYB1_W07 | CYB1_U06 | CYB1_K02 | |||||||||||||||||||||||||
| CYB1_W14 | CYB1_U12 | ||||||||||||||||||||||||||
| CYB1_U15 | |||||||||||||||||||||||||||
| Cele i treści ramowe sformułował(a) | dr inż. Tomasz Grześ | Data: | 09/04/2026 | ||||||||||||||||||||||||
| Realizacja w roku akademickim | 2028/2029 | ||||||||||||||||||||||||||
| Treści programowe | |||||||||||||||||||||||||||
| Wykład | |||||||||||||||||||||||||||
| 1. | Wprowadzenie do systemów IoT i wbudowanych – charakterystyka, zastosowania, specyfika bezpieczeństwa w porównaniu do klasycznych systemów IT | ||||||||||||||||||||||||||
| 2. | Architektura systemów wbudowanych – mikrokontrolery, pamięć, peryferia, różnice między MCU i MPU, rola systemów RTOS | ||||||||||||||||||||||||||
| 3. | Budowa firmware – struktura obrazu, bootloader, proces uruchamiania urządzenia, podstawowe elementy wpływające na bezpieczeństwo | ||||||||||||||||||||||||||
| 4. | Protokoły komunikacyjne krótkiego zasięgu – BLE, Zigbee, Z-Wave – modele komunikacji i podstawowe mechanizmy bezpieczeństwa | ||||||||||||||||||||||||||
| 5. | Protokoły sieciowe IoT – uwierzytelnianie, szyfrowanie i typowe błędy implementacyjne | ||||||||||||||||||||||||||
| 6. | Protokoły LPWAN i komórkowe – model bezpieczeństwa i ograniczenia | ||||||||||||||||||||||||||
| 7. | Powierzchnia ataku urządzeń IoT – identyfikacja interfejsów fizycznych, sieciowych i aplikacyjnych oraz ich znaczenie dla bezpieczeństwa | ||||||||||||||||||||||||||
| 8. | Typowe podatności IoT – uwierzytelnianie, zarządzanie hasłami, brak szyfrowania, niezabezpieczone usługi | ||||||||||||||||||||||||||
| 9. | Typowe podatności IoT – błędy konfiguracji, podatności w protokołach, niebezpieczne interfejsy debugowe | ||||||||||||||||||||||||||
| 10. | Mechanizmy ochrony – bezpieczny rozruch, ochrona pamięci , bezpieczne przechowywanie danych | ||||||||||||||||||||||||||
| 11. | Aktualizacje OTA i zarządzanie urządzeniami – bezpieczeństwo aktualizacji, integralność firmware, zarządzanie flotą urządzeń | ||||||||||||||||||||||||||
| 12. | Modelowanie zagrożeń dla IoT – identyfikacja zagrożeń, podstawy metodyk, powiązanie z analizą powierzchni ataku | ||||||||||||||||||||||||||
| 13. | Zaliczenie wykładu | ||||||||||||||||||||||||||
| Pracownia specjalistyczna | |||||||||||||||||||||||||||
| 1. | Konfiguracja środowiska IoT – przygotowanie stanowiska (ESP32/Raspberry Pi lub środowisko wirtualne), weryfikacja komunikacji i narzędzi | ||||||||||||||||||||||||||
| 2. | Analiza architektury urządzenia – identyfikacja komponentów sprzętowych i programowych, wstępny opis działania systemu | ||||||||||||||||||||||||||
| 3. | Analiza firmware – przegląd struktury obrazu, identyfikacja podstawowych elementów (bootloader, system plików, konfiguracja) | ||||||||||||||||||||||||||
| 4. | Analiza komunikacji BLE – skanowanie urządzeń, identyfikacja usług i charakterystyk, obserwacja mechanizmów uwierzytelniania | ||||||||||||||||||||||||||
| 5. | Analiza komunikacji MQTT – konfiguracja brokera, analiza topiców i komunikacji, obserwacja wpływu szyfrowania | ||||||||||||||||||||||||||
| 6. | Analiza powierzchni ataku – identyfikacja interfejsów urządzenia (sieciowych, fizycznych, aplikacyjnych) oraz ich klasyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||
| 7. | Identyfikacja podatności – wykrywanie typowych problemów (domyślne hasła, otwarte porty, brak szyfrowania) w środowisku laboratoryjnym | ||||||||||||||||||||||||||
| 8. | Analiza mechanizmów uwierzytelniania – weryfikacja sposobu logowania i zarządzania dostępem w urządzeniu lub aplikacji | ||||||||||||||||||||||||||
| 9. | Analiza mechanizmów ochrony – weryfikacja obecności Secure Boot, ochrony pamięci lub innych mechanizmów zabezpieczeń | ||||||||||||||||||||||||||
| 10. | Analiza aktualizacji OTA – obserwacja procesu aktualizacji firmware oraz ocena jego bezpieczeństwa | ||||||||||||||||||||||||||
| 11. | Modelowanie zagrożeń – przygotowanie prostego modelu zagrożeń dla analizowanego urządzenia | ||||||||||||||||||||||||||
| 12. | Projekt końcowy – analiza bezpieczeństwa urządzenia IoT: architektura, powierzchnia ataku, identyfikacja podatności i model zagrożeń | ||||||||||||||||||||||||||
| 13. | Prezentacja projektów, wystawienie ocen | ||||||||||||||||||||||||||
| Metody dydaktyczne (realizacja stacjonarna) |
|||||||||||||||||||||||||||
| W | wykład informacyjny, wykład problemowy, wykład z prezentacją multimedialną | ||||||||||||||||||||||||||
| Ps | programowanie z użyciem komputera | ||||||||||||||||||||||||||
| Metody dydaktyczne (realizacja zdalna) |
|||||||||||||||||||||||||||
| W | wykład informacyjny, wykład problemowy, wykład z prezentacją multimedialną | ||||||||||||||||||||||||||
| - | |||||||||||||||||||||||||||
| Forma zaliczenia | |||||||||||||||||||||||||||
| W | zaliczenie pisemne | ||||||||||||||||||||||||||
| Ps | ocena sprawozdań z wykonanych zadań oraz ocena projektu | ||||||||||||||||||||||||||
| Warunki zaliczenia | |||||||||||||||||||||||||||
| W | Uzyskanie min. 30% punktów z każdego efektu uczenia się z zakresu wiedzy, a po spełnieniu tego warunku ostateczna ocena wynika z sumy uzyskanych punktów. Kryteria oceny: [ 0 – 50]% punktów – 2.0 (50 – 60]% punktów – 3.0 (60 – 70]% punktów – 3.5 (70 – 80]% punktów – 4.0 (80 – 90]% punktów – 4.5 (90 – 100]% punktów – 5.0 |
||||||||||||||||||||||||||
| Ps | Minimalne wymagania odnośnie efektów uczenia się: E3 - wskazanie podstawowych elementów analizowanego urządzenia E4 - identyfikacja co najmniej 2 potencjalnych punktów ataku E5 - rozpoznanie co najmniej jednego mechanizmu zabezpieczającego lub jego braku E6 - przygotowanie krótkiego opisu zawierającego podstawowe informacje o urządzeniu i wskazane problemy E7 - realizacja projektu na min. 50% punktów Zaliczenie całości po spełnieniu powyższych warunków oraz zsumowaniu uzyskanych punktów. Kryteria oceny: [ 0 – 50]% punktów – 2.0 (50 – 60]% punktów – 3.0 (60 – 70]% punktów – 3.5 (70 – 80]% punktów – 4.0 (80 – 90]% punktów – 4.5 (90 – 100]% punktów – 5.0 |
||||||||||||||||||||||||||
| Symbol efektu | Zakładane efekty uczenia się | Odniesienie do efektów uczenia się zdefiniowanych dla kierunku studiów | |||||||||||||||||||||||||
| Wiedza | Umiejętności | Kompetencje społeczne |
|||||||||||||||||||||||||
| Wiedza: student zna i rozumie | |||||||||||||||||||||||||||
| E1 | architekturę systemów wbudowanych i urządzeń IoT oraz stosowane protokoły komunikacyjne w kontekście ich wpływu na bezpieczeństwo | ||||||||||||||||||||||||||
| E2 | powierzchnię ataku urządzeń IoT, typowe klasy podatności oraz mechanizmy ochrony stosowane na poziomie sprzętowym i programowym | ||||||||||||||||||||||||||
| Umiejętności: student potrafi | |||||||||||||||||||||||||||
| E3 | analizować architekturę urządzenia IoT oraz identyfikować jego komponenty i sposób komunikacji | ||||||||||||||||||||||||||
| E4 | identyfikować powierzchnię ataku oraz wskazywać potencjalne podatności wynikające z konfiguracji i sposobu działania systemu | ||||||||||||||||||||||||||
| E5 | analizować mechanizmy bezpieczeństwa urządzenia IoT oraz oceniać ich skuteczność w podstawowym zakresie | ||||||||||||||||||||||||||
| E6 | przygotować opis analizy bezpieczeństwa urządzenia IoT obejmujący architekturę, powierzchnię ataku i zidentyfikowane problemy | ||||||||||||||||||||||||||
| Kompetencje społeczne: student jest gotów do | |||||||||||||||||||||||||||
| E7 | krytycznej oceny poziomu bezpieczeństwa urządzeń IoT oraz odpowiedzialnego formułowania wniosków dotyczących ich podatności | ||||||||||||||||||||||||||
| Symbol efektu | Sposób weryfikacji efektu uczenia się | Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja | |||||||||||||||||||||||||
| E1 | zaliczenie pisemne | W | |||||||||||||||||||||||||
| E2 | zaliczenie pisemne | W | |||||||||||||||||||||||||
| E3 | ocena sprawozdań z wykonanych zadań, ocena projektu | Ps | |||||||||||||||||||||||||
| E4 | ocena sprawozdań z wykonanych zadań, ocena projektu | Ps | |||||||||||||||||||||||||
| E5 | ocena sprawozdań z wykonanych zadań, ocena projektu | Ps | |||||||||||||||||||||||||
| E6 | ocena sprawozdań z wykonanych zadań, ocena projektu | Ps | |||||||||||||||||||||||||
| E7 | ocena sprawozdań z wykonanych zadań, ocena projektu | Ps | |||||||||||||||||||||||||
| Literatura podstawowa | |||||||||||||||||||||||||||
| 1. | F. Chantzis, I. Stais, P. Calderon, E. Deirmentzoglou i in., Hakowanie internetu rzeczy w praktyce. Przewodnik po skutecznych metodach atakowania IoT, Helion, Gliwice, 2021 | ||||||||||||||||||||||||||
| 2. | M. Sikorski, Internet rzeczy, PWN, Warszawa, 2019 | ||||||||||||||||||||||||||
| 3. | A. King, Programowanie Internetu rzeczy. Wprowadzenie do budowania zintegrowanych rozwiązań IoT między urządzeniami a chmurą, Helion, Gliwice, 2021 | ||||||||||||||||||||||||||
| 4. | D. Guinard, V. Trifa, Internet rzeczy. Budowa sieci z wykorzystaniem technologii webowych i Raspberry Pi, Helion, Gliwice, 2017 | ||||||||||||||||||||||||||
| 5. | S. Saxena, A.K. Pradhan (red.), Internet of Things: Security and Privacy in Cyberspace, Springer, Singapore, 2022 | ||||||||||||||||||||||||||
| Literatura uzupełniająca | |||||||||||||||||||||||||||
| 1. | OWASP Foundation, OWASP Firmware Security Testing Methodology (FSTM), https://owasp.org, (dostęp online, bezpłatny), 2026 | ||||||||||||||||||||||||||
| 2. | OWASP Foundation, OWASP IoT Attack Surface Areas, https://owasp.org (dostęp online, bezpłatny), 2026 | ||||||||||||||||||||||||||
| 3. | ENISA, Baseline Security Recommendations for IoT, https://enisa.europa.eu, (dostęp online, bezpłatny), 2017 | ||||||||||||||||||||||||||
| 4. | NIST IR 8228, Considerations for Managing IoT Cybersecurity and Privacy Risks, https://csrc.nist.gov, (dostęp online, bezpłatny), 2019 | ||||||||||||||||||||||||||
| 5. | FIRST, Common Vulnerability Scoring System v3.1 Specification Document, https://first.org, (dostęp online, bezpłatny), 2026 | ||||||||||||||||||||||||||
| Koordynator przedmiotu: | dr inż. Tomasz Grześ | Data: | 09/04/2026 | ||||||||||||||||||||||||