《无线网络安全》实验课程

《无线网络安全》实验课程依托天问 SDR 软件无线电平台，面向高校网络安全、通信工程、电子信息等专业，打造国内领先、低成本、全栈式无线通信安全实践教学体系。课程以物理层→协议层→应用层安全为主线，突破传统课程 “重理论、轻底层、依赖昂贵设备” 的痛点，让学生通过真实射频信号收发、协议栈重构、漏洞复现、攻防验证，系统掌握 5G、Wi‑Fi、物联网（LoRa/BLE）底层安全原理与实战能力。

课程配套天问 SDR 硬件、可视化波形开发环境、协议分析工具链、实验指导手册、案例库、题库，支持从基础信号分析到高级攻防实验的全流程教学。适用于本科高年级、研究生及网络安全实训、企业内训，培养学生在空口安全、协议脆弱性分析、身份欺骗、重放攻击、物联网安全等方向的工程实践与科研创新能力。

1. 课程定位与目标

本课程是网络安全、通信安全、软件无线电交叉领域的核心实验课程，聚焦无线通信底层安全能力培养，旨在解决当前无线网络安全教学 “理论抽象、硬件昂贵、实验黑盒、无法触及物理层” 的难题。

 课程目标

• 知识目标：掌握无线通信物理层原理、5G/Wi‑Fi/IoT 协议栈结构、空口安全威胁模型、典型攻击原理与防御机制。
• 能力目标：熟练操作 SDR 平台，能完成射频信号采集 / 发射、频谱分析、协议抓包、漏洞复现、攻防验证，具备无线安全事件分析与应急处置能力。
• 素养目标：建立 “安全左移” 思维，理解底层协议设计缺陷带来的系统性风险，具备科研创新、工程实践与团队协作能力。

2. 课程特色与优势

（1）真实射频环境，从物理层学安全

基于天问 SDR 宽频射频硬件（最高 6GHz），直接收发真实空口信号，不再依赖虚拟仿真；实验覆盖信号调制解调、频谱分析、噪声干扰、信号注入等物理层核心能力，真正打通 “无线信号→协议行为→安全漏洞” 链路。

（2）全栈可编程，突破传统设备黑盒限制

采用FPGA+CPU 异构架构，配套图形化 + 代码双模式开发环境，支持5G RRC 信令、Wi‑Fi 认证、LoRa/BLE 协议栈动态重构；学生可修改协议参数、植入攻击逻辑、验证防御策略，实现从底层协议到安全应用的深度实践。

（3）国产化方案，适配高校大规模教学

国产化软硬件适配，支持GNU Radio 开源生态，降低高校设备采购与维护门槛；配套标准化实验箱、教学手册、实验案例、考核题库，可快速部署课程，支持单人 / 分组实验、课堂演示、科研创新多场景。

（4）三大核心实验模块，覆盖主流无线安全场景

课程围绕5G 信令安全、Wi‑Fi 认证攻击、物联网协议安全三大方向设计递进式实验，从基础信号分析到高级攻防复现，难度梯度清晰，兼顾教学刚需与科研拓展。

3.课程价值

本课程填补了国内 “无线底层安全 + SDR 实战”教学空白，让学生从 “懂理论” 到 “会实战”，掌握可直接对接产业与科研的核心技能；同时助力高校建设国产化、低成本、可扩展 的无线安全实验室，支撑网络安全一流学科建设与创新人才培养。