專利名稱：用于在由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通訊網(wǎng)絡(luò)中處理信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通訊網(wǎng)絡(luò)中處理信息的方法以及一種相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和一種相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知的是，設(shè)計(jì)利用校驗(yàn)信息在通訊網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息。例如能通過所謂的CRC (CRC=Cyclic Redundancy Check)校驗(yàn)和來測定,信息的數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)由于傳輸錯(cuò)誤是否發(fā)生了改變。同樣已知的是，信息帶有密碼校驗(yàn)和，其中，在使用密碼的情況下產(chǎn)生該校驗(yàn)和。由此能確保，即僅僅具有加密的密碼的那個(gè)信息能產(chǎn)生可驗(yàn)證的校驗(yàn)和。因此，在通訊網(wǎng)絡(luò)中未經(jīng)授權(quán)的信息傳輸被抵制。另外，根據(jù)密碼校驗(yàn)和還能確定，該信息是否未經(jīng)授權(quán)地由攻擊者操縱。雖然在通訊網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息時(shí)應(yīng)用校驗(yàn)信息能實(shí)現(xiàn)針對(duì)攻擊的有效防護(hù)，然而缺點(diǎn)在于，即為了校驗(yàn)校驗(yàn)信息通常必須執(zhí)行耗費(fèi)成本的加密運(yùn)算，該加密運(yùn)算使信息的其他處理延遲。這特別在通訊網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備有重大意義。在此，大多數(shù)指令或者是控制指令通過信息傳給自動(dòng)化設(shè)備的互相組成網(wǎng)絡(luò)的裝置。這些指令通常是時(shí)間關(guān)鍵的，也就是說僅僅會(huì)以較小的延遲執(zhí)行這些指令，因?yàn)榉駝t在自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行中能出現(xiàn)干擾。在出版物DE102007040094B4中說明了一種用于在控制裝置中可逆地執(zhí)行聯(lián)結(jié)授權(quán)證明的配置改變的方法。另外，能實(shí)現(xiàn)的是，當(dāng)后來取消授權(quán)證明時(shí)，配置改變還原。在出版物DE102007053255A1中說明了一種在信息處理裝置中用于處理信息的方法，其中，在相應(yīng)信息的安全檢測方面取決于信息的內(nèi)容來確定優(yōu)先權(quán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種在通訊網(wǎng)絡(luò)中處理信息的方法，其中，相應(yīng)的信息通過校驗(yàn)信息來保護(hù)，并且還實(shí)現(xiàn)了在通訊網(wǎng)絡(luò)中迅速處理信息。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法或者是根據(jù)權(quán)利要求15的通訊網(wǎng)絡(luò)或者是根據(jù)權(quán)利要求17的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的改進(jìn)方案。根據(jù)本發(fā)明的方法用于在由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通訊網(wǎng)絡(luò)中處理信息，其中，該通訊網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地是自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)。在這些應(yīng)用事件中，這些單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是自動(dòng)化設(shè)備的組件，在通過該設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的進(jìn)程的框架中，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行該設(shè)備時(shí)實(shí)施了相應(yīng)的目的。特別地，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在此描述了控制裝置、傳感器、執(zhí)行器、中間接通的交換機(jī)(例如以太網(wǎng)交換機(jī))和類似物。另外，自動(dòng)化設(shè)備可以是用于進(jìn)程自動(dòng)化的或者用于制造自動(dòng)化的設(shè)備。同樣地，自動(dòng)化設(shè)備描述了用于建筑自動(dòng)化或者能源自動(dòng)化的設(shè)備。在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中，在步驟a)中，在通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸信息，該信息分別與能被校驗(yàn)的校驗(yàn)信息(CPS)組合，以便確定相應(yīng)的信息(CO)是否可靠。當(dāng)信息引起了肯定的校驗(yàn)結(jié)果，那么在此該信息是可靠的。否則該信息被分類作為不可靠的?？煽啃缘母拍钸M(jìn)一步地被理解并且能聯(lián)結(jié)任意的、能被適當(dāng)確定的準(zhǔn)則。例如當(dāng)信息能基于校驗(yàn)信息以校驗(yàn)和的形式被成功地驗(yàn)證時(shí)，或者是當(dāng)聯(lián)結(jié)該信息的授權(quán)證明(例如證書)能被成功地驗(yàn)證時(shí)，則信息可以是可靠的。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，即在步驟b)中，對(duì)于設(shè)置或者確定用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的至少一部分的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的大量信息中的一個(gè)或者多個(gè)信息，分別在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中接收信息時(shí)，由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行連接信息的行為，而并不校驗(yàn)與信息組合的校驗(yàn)信息，其中，在執(zhí)行該行為之后通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)該校驗(yàn)信息并且在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。因此信息與預(yù)先確定的行為相關(guān)聯(lián)，其中，行為的概念被進(jìn)一步地理解并且特別地能包括單個(gè)的步驟或者也能包括多個(gè)行為步驟的序列。在一個(gè)優(yōu)選的變體中，該信息是相應(yīng)的指令，該指令能通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來執(zhí)行。如果在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用了根據(jù)本發(fā)明的方法，該信息優(yōu)選地是控制指令形式的指令，用于在通過自動(dòng)化設(shè)備執(zhí)行的進(jìn)程的框架中通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行步驟。以步驟a)和步驟b)對(duì)前述特征進(jìn)行標(biāo)記，僅僅用于更簡單地參照這些特征并且并不確定其中需要執(zhí)行步驟的順序。根據(jù)本發(fā)明的方法基于的想法在于，大部分在通訊網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⑹强煽康牟⑶以谛ｒ?yàn)校驗(yàn)信息的框架中引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果。因此，首先迅速地執(zhí)行聯(lián)結(jié)信息的行為而并不校驗(yàn)校驗(yàn)信息，其中，然而在執(zhí)行了該行為之后信息證實(shí)為不可靠的情況下，定義了相應(yīng)的措施。這些措施特別用于保護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)防止不可靠的信息。在最簡單的情況下，措施可以是輸出警報(bào)信號(hào)，從而能向通訊網(wǎng)絡(luò)的用戶指出不可靠的信息，并且能開始相應(yīng)的其他步驟。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，與相應(yīng)的信號(hào)組合的校驗(yàn)信息包括在考慮信息的情況下產(chǎn)生的適當(dāng)?shù)男ｒ?yàn)和，其中，在對(duì)校驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)能確定該信息是否被改變，并且其中，被改變的信息是不可靠的信息。另外，校驗(yàn)和可以是CRC-校驗(yàn)和，利用該校驗(yàn)和可確定該信息的完整性。優(yōu)選地，校驗(yàn)和是密碼校驗(yàn)和，其中，在使用加密的密碼的情況下產(chǎn)生該密碼校驗(yàn)和，特別是在使用對(duì)稱的和/或非對(duì)稱的加密的方法的情況下產(chǎn)生該密碼校驗(yàn)和。另外，能應(yīng)用任意的、由現(xiàn)有技術(shù)所公開的方法用于產(chǎn)生這樣的校驗(yàn)和，特別是基于加密的哈希函數(shù)，例如SHA-1、MD5、HMAC-MD5、AES-CBC-MAC0同樣地，校驗(yàn)和能基于前面利用適合的簽名算法來產(chǎn)生，例如RSA、DSA、EC-DSA和類似的算法。必要時(shí)，校驗(yàn)信息也能包括特別是證書形式的授權(quán)證明，由此能校驗(yàn)信息是否由被授權(quán)者來傳輸。此外，如果授權(quán)證明能在校驗(yàn)校驗(yàn)信息的框架中成功地被驗(yàn)證，則該信息是可靠的信息。與前面的校驗(yàn)和不同地，可以產(chǎn)生授權(quán)證明能而不考慮在該信息中包含的數(shù)據(jù)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，將復(fù)原信息存儲(chǔ)在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中，通過該復(fù)原信息能還原在步驟b)中執(zhí)行的行為。復(fù)原信息能夠例如在執(zhí)行聯(lián)結(jié)該信息的行為的框架中從該信息中被導(dǎo)出。同樣地，復(fù)原信息可以已經(jīng)包含在該信息中。復(fù)原信息用于在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)還原在步驟b)中聯(lián)結(jié)信息的行為，其中，這種還原描述了運(yùn)行預(yù)先確定的措施的實(shí)施方式，在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)實(shí)施該措施。在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用該方法的框架中，這個(gè)或者這些預(yù)先確定的措施特別包括自動(dòng)化設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)組件的緊急停機(jī)和/或應(yīng)急運(yùn)行。必要時(shí)總是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟b)，也就是說每次在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中接收信息時(shí)，該信息設(shè)置用于該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。然而還存在這樣的可能性，即僅僅對(duì)于滿足一個(gè)或者多個(gè)準(zhǔn)則的信息則執(zhí)行步驟b)，其中，對(duì)于沒有滿足一個(gè)或者多個(gè)準(zhǔn)則的信息，首先校驗(yàn)該信息的校驗(yàn)信息并且僅僅在校驗(yàn)結(jié)果為肯定時(shí)緊接著執(zhí)行聯(lián)結(jié)信息的行為。以這種方式，能根據(jù)應(yīng)用情況以適合的方式確定對(duì)于哪些信息首先應(yīng)該執(zhí)行聯(lián)結(jié)該信息的行為，而并不對(duì)校驗(yàn)信息進(jìn)行校驗(yàn)。在特殊的實(shí)施方式中將信息歸入時(shí)間關(guān)鍵的和非時(shí)間關(guān)鍵的信息，其中，信息需要滿足的準(zhǔn)則存在于，該信息是時(shí)間關(guān)鍵的。也就是說，聯(lián)結(jié)信息的行為是時(shí)間關(guān)鍵的并且應(yīng)該迅速地被執(zhí)行，該信息被歸入時(shí)間關(guān)鍵的并且無需校驗(yàn)校驗(yàn)信息而被繼續(xù)處理。在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，能將信息進(jìn)一步地歸入用于運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備時(shí)間關(guān)鍵的和非時(shí)間關(guān)鍵的信息。當(dāng)連接信息的行為能導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備更大的損壞或者是自動(dòng)化設(shè)備更長的停機(jī)狀態(tài)時(shí)，在此該信息特別地關(guān)鍵。另外，信息需要滿足的準(zhǔn)則在于，即該信息對(duì)于運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備非關(guān)鍵的，也就是說無需校驗(yàn)驗(yàn)證信息立刻執(zhí)行聯(lián)結(jié)非關(guān)鍵的信息的行為，相反將關(guān)鍵的信息首先在成功地檢驗(yàn)校驗(yàn)信息之后繼續(xù)進(jìn)行處理。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的實(shí)施方式中，對(duì)于所聯(lián)結(jié)的行為改變了在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)的信息，需要滿足的準(zhǔn)則在于，即至少一個(gè)參數(shù)的改變位于預(yù)先確定的程度之下或者不在預(yù)先確定的程度之上。也就是說，當(dāng)參數(shù)僅僅輕微地改變時(shí)，首先無需考慮校驗(yàn)信息將信息繼續(xù)處理并且執(zhí)行聯(lián)結(jié)該信息的行為。另外，由此得出，即參數(shù)在正常運(yùn)行中的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中僅僅在確定的數(shù)值范圍內(nèi)變化。因而隨著在這個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)的參數(shù)改變，信息高概率地不被操縱，從而無需校驗(yàn)校驗(yàn)信息，能首先執(zhí)行連接這樣的信息的行為。根據(jù)本發(fā)明的方法的現(xiàn)在說明的變體優(yōu)選地再次使用在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中。另外，這個(gè)或者這些參數(shù)是一個(gè)或者多個(gè)在通過自動(dòng)化設(shè)備實(shí)施的進(jìn)程方面在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中可改變的調(diào)整量，例如液體或者氣體的流量、閥門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、壓力和類似的量。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的設(shè)計(jì)方案中，其中存在信息需要滿足的準(zhǔn)則，由此無需校驗(yàn)校驗(yàn)信息地執(zhí)行聯(lián)結(jié)該信息的行為，即在預(yù)先確定的過去的時(shí)間間隔內(nèi)在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中接收相同的或者相似的信息并且基于步驟b)予以執(zhí)行，其中，對(duì)這種相同的或者類似的信息的校驗(yàn)信息的校驗(yàn)進(jìn)一步地引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果。在這個(gè)實(shí)施方式中使用了這樣的認(rèn)知，即在彼此連續(xù)的信息中的參數(shù)在確定的應(yīng)用場景中，例如在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中，通常僅僅緩慢地改變，從而該信息的參數(shù)的微小改變指出了未改變的或者是未被操縱的信息，可以首先無需校驗(yàn)校驗(yàn)信息地處理該信息。能根據(jù)應(yīng)用情況適當(dāng)?shù)卮_定何時(shí)將信息類似于另一個(gè)信息地歸類的準(zhǔn)則。當(dāng)信息參數(shù)已經(jīng)最大地變化了 5%時(shí)，例如信息能然后歸入類似于更早的信息。除了上面所說明的方法本發(fā)明還包括具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通訊網(wǎng)絡(luò)，其中，通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)這樣設(shè)計(jì)，即在通訊網(wǎng)絡(luò)中能執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法或者是根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)或者多個(gè)變體。此外本發(fā)明涉及了用于應(yīng)用在這樣的通訊網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)這樣設(shè)計(jì)，即該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在根據(jù)本發(fā)明的通訊網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行時(shí)，對(duì)于設(shè)置用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的大量信息中的一個(gè)或者多個(gè)信息，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別在接收信息時(shí)，無需校驗(yàn)與信息組合的校驗(yàn)信息地執(zhí)行聯(lián)結(jié)該信息的行為，其中，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行該行為之后校驗(yàn)該校驗(yàn)信息并且在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)引起或者是自身執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。


下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。其示出:圖1是在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的框架中傳輸指令的示意圖；圖2是進(jìn)程設(shè)備的示意圖，其中基于根據(jù)本發(fā)明的方法來處理指令；圖3是再現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的流程的圖表；圖4是再現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種實(shí)施方式的流程的圖表。
具體實(shí)施例方式下面參考在自動(dòng)化設(shè)備中的通訊網(wǎng)絡(luò)來說明根據(jù)本發(fā)明的方法，其中這些單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是自動(dòng)化設(shè)備的組件，這些組件能彼此通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊。圖1示出一個(gè)這樣的通訊網(wǎng)絡(luò)N，其中，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)N2和N2彼此通訊。這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是自動(dòng)化設(shè)備的相應(yīng)的裝置，其中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)NI是控制裝置并且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)N2是由控制裝置控制的裝置?？刂蒲b置例如涉及一種可編程控制器，該可編程控制器通過網(wǎng)絡(luò)與被控制的裝置相連，該裝置根據(jù)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)方案可以例如是發(fā)動(dòng)機(jī)、閥門、傳感器、和類似的裝置。網(wǎng)絡(luò)N例如可以是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，特別是基于工業(yè)以太網(wǎng)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。同樣地該網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)計(jì)為IP網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)、WLAN網(wǎng)絡(luò)和類似的網(wǎng)絡(luò)。通過通訊網(wǎng)絡(luò)N聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化設(shè)備同樣地可以任意地設(shè)計(jì)。特別地涉及用于進(jìn)程自動(dòng)化或者是用于生產(chǎn)自動(dòng)化的設(shè)備。必要時(shí)設(shè)備也可以是用于建筑自動(dòng)化或者是能源自動(dòng)化的設(shè)備。在運(yùn)行設(shè)備的框架中，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者是裝置之間將信息以指令的形式進(jìn)行交換，其中，示例性地在圖1中以參考標(biāo)號(hào)CO表示相應(yīng)的指令。該指令由控制裝置NI傳輸至被控制的裝置N2，并且向該被控制的裝置給出相應(yīng)的、需要由該裝置執(zhí)行的指示。為了保護(hù)以防止攻擊者的操作，在這里所說明的實(shí)施方式中所有指令CO設(shè)計(jì)有相應(yīng)的校驗(yàn)和，該校驗(yàn)和在圖1中用CPS表示并且附屬于該指令CO。在下面所說明的實(shí)施方式中另外還涉及密碼校驗(yàn)和，例如以MAC的形式(MAC=Message authentication Code),利用其通過加密的密碼能驗(yàn)證指令CO的可信度。也能應(yīng)用對(duì)稱的和非對(duì)稱的方法用于產(chǎn)生校驗(yàn)和。在對(duì)稱的方法中給控制裝置NI和被控制的裝置N2提供相同的密鑰。另外，在應(yīng)用指令CO和該密鑰的情況下產(chǎn)生該校驗(yàn)和，并且相應(yīng)于該密鑰在被控制的裝置N2中驗(yàn)證該校驗(yàn)和。同樣可能的是，使用非對(duì)稱的方法，其中，利用肯定的密鑰在控制裝置NI中產(chǎn)生校驗(yàn)和，并且公開的密鑰在被控制的裝置中進(jìn)行驗(yàn)證。利用上面所說明的密碼校驗(yàn)和能識(shí)別出在指令CO中的操縱，因?yàn)樵谛ｒ?yàn)和的產(chǎn)生和驗(yàn)證時(shí)指令自身流入，從而在改變指令時(shí)該驗(yàn)證不再是成功的。另外，攻擊者在并不知曉相應(yīng)的(私密的)密鑰的情況下，不能計(jì)算有效的密碼校驗(yàn)和并且因而不能將指令輸入該網(wǎng)絡(luò)中。利用上面所說明的密碼校驗(yàn)和，確保了在自動(dòng)化設(shè)備中的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的防護(hù)。然而另外，作為缺點(diǎn)表明的是，即為了驗(yàn)證校驗(yàn)和必須執(zhí)行高計(jì)算成本的加密的運(yùn)算，該加密的運(yùn)算在運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備時(shí)能導(dǎo)致顯著的延遲。該延遲對(duì)于確定的，特別是時(shí)間關(guān)鍵的指令不再是能接受的。為了對(duì)于確定的指令避免這樣的延遲，在下面所說明的實(shí)施方式中，預(yù)先確定的指令到達(dá)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中時(shí)，通過該通訊網(wǎng)絡(luò)首先無需校驗(yàn)驗(yàn)證和地引起相應(yīng)的指令的執(zhí)行，以便由此避免時(shí)間延遲。僅僅緊接著實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)和的校驗(yàn)，其中，在沒有成功地驗(yàn)證該校驗(yàn)和的情況下執(zhí)行相應(yīng)的相對(duì)措施用于保護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)。另外，有利地重新還原被執(zhí)行的指令。這通過在執(zhí)行相應(yīng)的指令時(shí)存儲(chǔ)在該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的相應(yīng)的復(fù)原信息或者是Roll-back彳目息來實(shí)現(xiàn)。圖2示意性地示出進(jìn)程設(shè)備形式的自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)例，其中，能將指令基于根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行處理。在運(yùn)行該示出的設(shè)備時(shí)將液體輸送給容器，在該容器中將該液體攪拌。在圖2中，另外用參考標(biāo)號(hào)B表示該容器，其中，液體經(jīng)過通過閥門VZ能適當(dāng)?shù)拈_啟或者是關(guān)閉的輸入管Z流入容器B中。在容器中設(shè)有攪拌器R，該攪拌器通過相應(yīng)的馬達(dá)M來驅(qū)動(dòng)并且攪拌容器中的液體。此外，在容器上設(shè)有溫度探測器T和加熱裝置H。通過加熱裝置將液體在攪拌時(shí)加熱至一個(gè)確定的溫度。在實(shí)施了攪拌進(jìn)程之后，通過帶有相應(yīng)的閥門VA的導(dǎo)出管A將液體導(dǎo)出，并且必要時(shí)輸入自動(dòng)化設(shè)備的另外的站。攪拌的進(jìn)程通過進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR來控制，該進(jìn)程計(jì)算機(jī)再次由操作和監(jiān)控單元BU接收控制命令。另外，進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR與該自動(dòng)化設(shè)備的另外的組件，也就是說輸入管閥門VZ、輸出管閥門VA、加熱裝置
H、溫度計(jì)探測器T和馬達(dá)M，相連接?，F(xiàn)在提到的組件以及進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR和操作和監(jiān)控單元BU根據(jù)權(quán)利要求1描述為彼此相應(yīng)通訊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。另外在圖2所示出的進(jìn)程的框架中，指令或者是控制指令由操作和監(jiān)控單元傳輸給進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR以及由進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR傳輸給馬達(dá)M、傳輸給閥門VZ或者是VA以及加熱裝置H。溫度值由溫度探測器T至進(jìn)程計(jì)算機(jī)PR的傳輸被理解為相應(yīng)的指令，因?yàn)檫M(jìn)程計(jì)算機(jī)PR取決于溫度值來執(zhí)行調(diào)節(jié)行為，以便將液體加熱至一個(gè)確定的溫度或者是保持在這個(gè)溫度。在圖2的場景中的組件之間的通訊例如能通過現(xiàn)場總線，例如HART、PR0FIBUS或者通過基于以太網(wǎng)或者是IP的通訊網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。下面依據(jù)圖3闡述根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式，其中，每個(gè)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中接收的控制指令不取決于其內(nèi)容地首先被執(zhí)行，并且緊接著校驗(yàn)其校驗(yàn)和。另外，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)例如可以是在圖2中所示出的進(jìn)程設(shè)備的組件。該方法的開始用步驟SI表示。在步驟S2中由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收控制指令，其中，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在步驟S3中由控制指令得出和存儲(chǔ)Roll-Back信息?；谠揜oll-Back信息能將所執(zhí)行的控制指令再次還原。必要時(shí)Roll-Back信息也能直接在控制指令中被編碼。緊接著在步驟S4中執(zhí)行控制指令，例如改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)或者是開啟或關(guān)閉相應(yīng)的閥門。僅僅在執(zhí)行控制指令之后在步驟S5中校驗(yàn)控制指令的密碼校驗(yàn)和。另外，在步驟S6中確定該校驗(yàn)和是否有效或者無效。如果該校驗(yàn)和是有效的(步驟S中的支路Y)，則在S7中刪除之前在步驟S3中存儲(chǔ)的Roll-Back信息，并且緊接著在步驟S8中終止該方法。如果相反地，密碼校驗(yàn)和是無效的(步驟S6中的支路N)，則在步驟S9中基于Roll-Back信息還原控制指令，從而在執(zhí)行控制指令之前再次形成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。緊接著再次在步驟S7中實(shí)現(xiàn)刪除控制指令，并且在步驟S8中終止該方法。利用在圖3所示出的本發(fā)明的變體，實(shí)現(xiàn)了有效地運(yùn)行相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備，而并不緩慢延遲通過校驗(yàn)該密碼校驗(yàn)和。另外，由此得出的是，即來自第三方的攻擊通常極少，并且在大多數(shù)情況下相應(yīng)的控制指令的執(zhí)行是可靠的。對(duì)于這些可以不驗(yàn)證該控制指令的校驗(yàn)和的極少情況，通過相應(yīng)的Roll-Back信息來確保的是，在執(zhí)行該控制指令之前再次形成自動(dòng)化設(shè)備的狀態(tài)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的變體，其中，僅僅對(duì)于預(yù)先確定的控制指令，實(shí)現(xiàn)實(shí)施該控制指令，并不先前校驗(yàn)驗(yàn)證和。另外，預(yù)先確定的準(zhǔn)則被確定，由此控制指令如下地被詳細(xì)說明，這些控制指令首先是否應(yīng)該無需校驗(yàn)該校驗(yàn)和地執(zhí)行或者僅在成功校驗(yàn)該校驗(yàn)和之后執(zhí)行。例如控制指令能實(shí)現(xiàn)首先無需校驗(yàn)該校驗(yàn)和地用于關(guān)閉在自動(dòng)化設(shè)備中的馬達(dá)，相反地，用于開啟馬達(dá)的控制指令應(yīng)該首先在成功校驗(yàn)校驗(yàn)和之后實(shí)現(xiàn)。這在于馬達(dá)的關(guān)閉進(jìn)程是時(shí)間關(guān)鍵的，因?yàn)橛捎诓灰?guī)律，這例如能涉及緊急關(guān)閉。在另外的實(shí)例中在預(yù)先確定的數(shù)值范圍中改變了給定轉(zhuǎn)數(shù)、給定壓力、給定流量和類似量的控制指令首先被執(zhí)行，而無需校驗(yàn)校驗(yàn)和。當(dāng)在確定的先前的時(shí)間間隔之中，接收了具有有效的密碼校驗(yàn)和的、相同的或者相似的控制指令時(shí)，則控制指令例如僅僅無需校驗(yàn)該校驗(yàn)和地執(zhí)行。另外，相似的控制指令理解為指示參量略微改變的控制指令，例如所具有的參數(shù)改變少于5%。為此要關(guān)注的是，即控制指令在自動(dòng)化進(jìn)程中僅僅緩慢地在該控制指令的參數(shù)中改變，并且因此能得出，即其參數(shù)相對(duì)于先前的控制指令僅僅微不足道地改變的控制指令沒有被操縱。圖4的方法的開始通過SlOl表示。在步驟102中在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中接收了控制指令。與圖3的實(shí)施方式不同地，在步驟S103中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先校驗(yàn)控制指令是什么類型。如果該控制指令在此是無需校驗(yàn)密碼校驗(yàn)和而被實(shí)施的控制指令(步驟S103中的支路Y)，再次在步驟S104中由控制指令得出并存儲(chǔ)相應(yīng)的Roll-Back信息。緊接著在步驟S105中執(zhí)行控制指令并且僅僅緊接著在步驟S106中校驗(yàn)控制指令的密碼校驗(yàn)和。如果在此在步驟S107中得出該密碼校驗(yàn)和是有效的(S107中的支路Y)，在步驟108中刪除前面存儲(chǔ)的Roll-Back信息，并且在步驟S109中終止該方法。如果相反地，該密碼校驗(yàn)和是無效的(S107中的支路N)，則該控制指令基于Roll-Back信息在步驟SllO中被還原，并且緊接著重新在步驟S108中刪除該Roll-Back信息以及在步驟S109中終止該方法。如果在上面的步驟S103中得出該控制指令是僅僅在成功的校驗(yàn)密碼校驗(yàn)和之后被執(zhí)行的指令(步驟S103中的支路N)，則首先在步驟Slll中校驗(yàn)該密碼校驗(yàn)和。如果在此在步驟S112中確定該校驗(yàn)和是有效的(步驟S112中的支路Y)在步驟S113中實(shí)現(xiàn)了控制指令的執(zhí)行并且緊接著在步驟S109中終止該方法。如果相反地，在步驟S112中確定了該控制指令的密碼校驗(yàn)和的無效性(S112中的支路N)，在步驟S114中拒絕該控制指令并且緊接著在步驟S109中終止該方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法的、在前面的實(shí)施方式具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是至少執(zhí)行某些、對(duì)于運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備不重要的控制指令，而沒有通過校驗(yàn)密碼校驗(yàn)和的附加延遲。由此避免了延遲。直至該密碼校驗(yàn)和被驗(yàn)證持續(xù)時(shí)間的在時(shí)間上限制了一種可能不期望的效應(yīng)。在實(shí)現(xiàn)了調(diào)整目的時(shí)，以這種方式減少了故障時(shí)間，從而鑒于穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)能動(dòng)性(Regeldynamik)能實(shí)現(xiàn)更好的調(diào)節(jié)性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于在由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)構(gòu)成的通訊網(wǎng)絡(luò)(N)中、特別是在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)(N)中處理信息(CO)的方法，在所述方法中: -在所述通訊網(wǎng)絡(luò)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)之間傳輸信息(CO)，所述信息分別與能被校驗(yàn)的校驗(yàn)信息(CPS)組合，以便確定相應(yīng)的所述信息(CO)是否可靠，其中，可靠的信息(CO)引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果并且不可靠的信息(CO)引起否定的校驗(yàn)結(jié)果； -對(duì)于設(shè)置用于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)的至少一部分的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)的大量信息(CO)中的一個(gè)或多個(gè)信息(CO)，分別在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)中接收信息時(shí)，由相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)執(zhí)行聯(lián)結(jié)所述信息(CO)的行為，而并不校驗(yàn)與所述信息(CO)組合的校驗(yàn)信息(CPS)，其中，在執(zhí)行所述行為之后通過相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)校驗(yàn)所述校驗(yàn)信息(CPS)并且在所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，所述方法被使用在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)(N)中，并且所述信息(CO)至少部分地描述為用于在通過所述自動(dòng)化設(shè)備執(zhí)行的進(jìn)程的框架中通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)執(zhí)行的步驟的控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述方法，其中，所述校驗(yàn)信息(CPS)包括在考慮所述信息(CO)的情況下產(chǎn)生的校驗(yàn)和，其中，在對(duì)所述校驗(yàn)和進(jìn)行所述校驗(yàn)時(shí)能確定所述信息(CO)是否被改變，并且其中，被改變的信息(CO)是不可靠的信息(CO)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其中，所述校驗(yàn)和(CPS)是CRC校驗(yàn)和和/或密碼校驗(yàn)和，其中，在使用加密密碼的情況下產(chǎn)生所述密碼校驗(yàn)和，特別是在使用對(duì)稱和/或非對(duì)稱的加密方法的情況下產(chǎn)生。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述校驗(yàn)信息包括授權(quán)證明、特別是證書，其中，當(dāng)所述授權(quán)證明能在校驗(yàn)所述校驗(yàn)信息(CPS)的框架中被成功地驗(yàn)證時(shí)，所述/[目息(CO)是可靠的/[目 息(CO)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法，其中，在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)中存儲(chǔ)了復(fù)原信息，通過所述復(fù)原信息能將在步驟b)中執(zhí)行的所述行為取消，其中，這個(gè)或這些預(yù)先確定的所述措施在步驟b)中的所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)包括基于所述復(fù)原信息取消所述行為。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，這個(gè)或這些預(yù)先確定的所述措施在步驟b)中的所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)包括輸出報(bào)警信號(hào)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用所述方法，并且這個(gè)或者這些預(yù)先確定的所述措施在步驟b)中的所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)包括使所述自動(dòng)化設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)組件緊急停機(jī)和/或應(yīng)急運(yùn)行。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)于滿足一個(gè)或者多個(gè)準(zhǔn)則的信息(CO)執(zhí)行步驟b)，其中，對(duì)于沒有滿足這個(gè)或者這些所述準(zhǔn)則的信息(CO)，首先校驗(yàn)所述信息(CO)的所述校驗(yàn)信息(CPS)并且僅僅在所述校驗(yàn)結(jié)果為肯定時(shí)緊接著執(zhí)行聯(lián)結(jié)所述信息(CO)的行為。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將所述信息(CO)歸入時(shí)間關(guān)鍵的或者非時(shí)間關(guān)鍵的信息(CO)，其中，所述信息(CO)需要滿足的準(zhǔn)則在于，所述信息(CO)是時(shí)間關(guān)鍵的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的方法，其中，在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用所述方法，并且將所述信息(CO)歸入對(duì)于運(yùn)行所述控制設(shè)備關(guān)鍵的或者非關(guān)鍵的信息(CO)，其中，所述信息(CO)需要滿足的準(zhǔn)則在于，即所述信息(CO)對(duì)于運(yùn)行所述自動(dòng)化設(shè)備是非關(guān)鍵的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)于所聯(lián)結(jié)的行為改變了在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)中的一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)的信息(CO)，需要滿足的準(zhǔn)則在于，SP至少一個(gè)所述參數(shù)的所述改變位于預(yù)先確定的程度之下或者不在預(yù)先確定的所述程度之上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中使用所述方法，并且這個(gè)或者這些所述參數(shù)在通過所述自動(dòng)化設(shè)備執(zhí)行的進(jìn)程方面涉及一個(gè)或者多個(gè)能在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)中改變的調(diào)節(jié)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述信息(CO)需要滿足的準(zhǔn)則在于，即在預(yù)先確定的過去的時(shí)間間隔內(nèi)在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)中接收相同的或者相似的信息(CO)并且基于步驟b)來執(zhí)行，其中，對(duì)所述相同的或者相似的信息(CO)的所述校驗(yàn)信息(IPS)的所述校驗(yàn)引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果。
15.一種具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)的通訊網(wǎng)絡(luò)，特別是具有自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)(N)，其中，所述通 訊網(wǎng)絡(luò)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)這樣設(shè)計(jì)，即能執(zhí)行一種方法，其中: -在所述通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)之間傳輸信息(CO)，所述信息分別與能被校驗(yàn)的校驗(yàn)信息(CPS)組合，以便確定所述相應(yīng)的信息(CO)是否可靠，其中，可靠的信息(CO)引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果，并且不可靠的信息(CO)引起否定的校驗(yàn)結(jié)果； -對(duì)于設(shè)置用于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)的至少一部分的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)的大量信息(CO)中的一個(gè)或者多個(gè)信息(CO)，分別在相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2 )中接收信息時(shí)，由相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)執(zhí)行聯(lián)結(jié)所述信息(CO)的行為，而并不校驗(yàn)與所述信息(CO)組合的校驗(yàn)信息(CPS)，其中，在執(zhí)行所述行為之后通過相應(yīng)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(NI，N2)校驗(yàn)所述校驗(yàn)信息(CPS)并且在所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的通訊網(wǎng)絡(luò)，所述通訊網(wǎng)絡(luò)這樣設(shè)計(jì)，即在所述通訊網(wǎng)絡(luò)(N)中能執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2至14中任一項(xiàng)所述的方法。
17.一種用于應(yīng)用在根據(jù)權(quán)利要求15或者16所述的通訊網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)這樣設(shè)計(jì)，即在所述通訊網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行時(shí)，對(duì)于設(shè)置用于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的大量信息(CO)中一個(gè)或者多個(gè)信息(CO)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別在接收信息(CO)時(shí)無需校驗(yàn)與所述信息組合的校驗(yàn)信息(CPS)地執(zhí)行聯(lián)結(jié)所述信息的所述行為，其中，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行所述行為(CO)之后校驗(yàn)所述校驗(yàn)信息(CPS)并且在所述校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)引起一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在通訊網(wǎng)絡(luò)(N)中、特別是在自動(dòng)化設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)中處理信息(CO)的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中在通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)之間傳輸信息(CO)，該信息分別與能被校驗(yàn)的校驗(yàn)信息(CPS)組合，以便確定相應(yīng)的信息(CO)是否可靠，其中，可靠的信息(CO)引起肯定的校驗(yàn)結(jié)果并且不可靠的信息(CO)引起否定的校驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于為相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)設(shè)置的一個(gè)或者多個(gè)信息(CO)，根據(jù)本發(fā)明分別在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)中接收信息時(shí)，由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)執(zhí)行連接該信息(CO)的行為，而并不校驗(yàn)與信息(CO)組合的校驗(yàn)信息(CPS)，其中，在執(zhí)行該行為之后通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(N1，N2)校驗(yàn)該校驗(yàn)信息(CPS)并且在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)預(yù)先確定的措施。根據(jù)本發(fā)明的方法特別用于在自動(dòng)化設(shè)備中傳輸控制指令，并且能確保無需校驗(yàn)校驗(yàn)信息地迅速執(zhí)行該指令。通過適當(dāng)?shù)卮_定預(yù)先確定的措施，其在校驗(yàn)結(jié)果為否定時(shí)被執(zhí)行，例如取消已執(zhí)行的指令，因此能實(shí)現(xiàn)有效地保護(hù)通訊網(wǎng)絡(luò)防止第三方攻擊。
文檔編號(hào)H04L29/06GK103081400SQ201180042724
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者賴納·法爾克, 斯特芬·弗里斯 申請人:西門子公司