一种下装数据的完整性保护方法及完整性保护系统与流程

本发明涉及工业控制系统信息安全，特别是涉及一种下装数据的完整性保护方法及完整性保护系统。

背景技术：

1、随着工业控制系统信息安全要求的不断提高，分布式控制系统(distributedcontrol system, dcs)作为关键信息基础设施，特别是对组态文件对应的下装数据的安全性直接关系到各种工业设备的稳定运行。

2、组态文件对应的下装数据是指将上位机配置好的控制逻辑、参数等文件传输至下位机以及通过下位机进行解析验证的过程。完整性校验是确保这些数据在传输和加载过程中未被篡改、丢失或恶意植入的重要手段。在工业控制系统信息安全技术领域，组态数据或配置文件的完整性校验一直是业界关注的焦点。

技术实现思路

1、本发明提供一种下装数据的完整性保护方法，以解决各种工业设备的稳定运行的技术问题。

2、本发明第一方面提供一种下装数据的完整性保护方法，应用于上位机和下位机，方法包括：上位机遍历组态文件集合，计算每个组态文件的哈希消息加密认证码值，将组态文件的文件标识与哈希消息加密认证码值关联，创建校验列表文件；上位机将组态文件集合与校验列表文件打包成下装数据发送给下位机；下位机获取并解包下装数据，得到组态文件集合和校验列表文件；下位机逐一计算并校验校验列表文件中的每个组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的验证结果，执行验证结果处理组态文件集合。

3、于本发明一实施例中，下位机逐一计算并校验校验列表文件中的每个组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的验证结果，执行验证结果处理组态文件集合，包括：下位机根据校验列表文件中记录的文件标识遍历每个组态文件，将计算得到的哈希消息解密认证码值与校验列表文件中记录的哈希消息加密认证码值进行逐一一致性比对；若判定组态文件集合中的全部组态文件一致，加载执行全部组态文件；若组态文件集合中的任一组态文件存在不一致，阻断加载执行全部组态文件。

4、于本发明一实施例中，还包括：上位机将组态文件集合及其对应的备份文件集合同时打包成下装数据发送给下位机；当组态文件集合中的任一组态文件校验失败时，下位机调用对应的备份文件替换组态文件集合。

5、于本发明一实施例中，还包括：将组态文件集合与校验列表文件记录的文件标识进行比对；若判定存在组态文件缺失或存在组态文件多余，则不触发逐一计算并校验组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的一致性。

6、于本发明一实施例中，下位机采用多个任务线程分别对组态文件集合中的至少两个组态文件并发进行哈希消息解密认证码值的计算与一致性比对校验。

7、于本发明一实施例中，上位机遍历组态文件集合，计算每个组态文件的哈希消息加密认证码值，将组态文件的文件标识与哈希消息加密认证码值关联，创建校验列表文件，包括：将每个组态文件的相对路径作为文件标识，与计算得到的哈希消息加密认证码值进行键值对关联，生成校验列表文件，其中，校验列表文件独立于所有组态文件，不改变组态文件的内部结构与格式。

8、本发明第二方面提供一种下装数据的完整性保护方法，应用于下位机，包括：接收上位机发送的下装数据，下装数据包含组态文件集合和校验列表文件，校验列表文件记录有组态文件的文件标识及由上位机计算的哈希消息加密认证码值；解包下装数据，得到组态文件集合和校验列表文件；逐一计算并校验校验列表文件中的每个组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的验证结果，执行验证结果处理组态文件集合。

9、于本发明一实施例中，还包括：将组态文件集合与校验列表文件记录的文件标识进行比对；若判定存在组态文件缺失或存在组态文件多余，则不触发逐一计算并校验组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的一致性。

10、本发明第三方面提供一种下装数据的完整性保护系统，应用于上位机，包括：生成模块，生成模块用于遍历组态文件集合，计算每个组态文件的哈希消息加密认证码值，将组态文件的文件标识与哈希消息加密认证码值关联，创建校验列表文件；下装模块，下装模块用于将组态文件集合与校验列表文件打包成下装数据。

11、本发明第四方面提供一种下装数据的完整性保护系统，应用于下位机，包括：接收模块，接收模块用于接收上位机发送的下装数据，下装数据包含组态文件集合和校验列表文件，校验列表文件记录有组态文件的文件标识及由上位机计算的哈希消息加密认证码值；解析模块，解析模块用于解包下装数据，得到组态文件集合和校验列表文件；校验模块，校验模块用于逐一计算并校验校验列表文件中的每个组态文件的哈希消息解密认证码值与哈希消息加密认证码值之间的验证结果，执行验证结果处理组态文件集合。

12、本发明的有益效果：通过独立的校验列表文件实现了非侵入式设计，保障了组态文件的完整性；通过双向一致性的全局判定机制，实现了对下装数据进行防篡改、防伪造、防删除、防添加的全方位保护。针对性地克服了相关技术安全性弱且缺乏全局性的根本缺陷，进而改善了分布式控制系统组态文件下装面临的严峻信息安全问题。

1.一种下装数据的完整性保护方法，应用于上位机和下位机，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下位机逐一计算并校验所述校验列表文件中的每个组态文件的哈希消息解密认证码值与所述哈希消息加密认证码值之间的验证结果，执行所述验证结果处理所述组态文件集合，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下位机采用多个任务线程分别对所述组态文件集合中的至少两个所述组态文件并发进行哈希消息解密认证码值的计算与一致性比对校验。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述上位机遍历组态文件集合，计算每个所述组态文件的哈希消息加密认证码值，将所述组态文件的文件标识与所述哈希消息加密认证码值关联，创建校验列表文件，包括：

7.一种下装数据的完整性保护方法，应用于下位机，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的下装数据的完整性保护方法，其特征在于，还包括：

9.一种下装数据的完整性保护系统，应用于上位机，其特征在于，包括：

10.一种下装数据的完整性保护系统，应用于下位机，其特征在于，包括：