基于CC的工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法研究.pdf

1、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是工業(yè)控制和監(jiān)控系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，可為工業(yè)控制系統(tǒng)所必需的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)源提供訪問(wèn)功能，廣泛運(yùn)用于電力、軍事、通信等重要的工業(yè)領(lǐng)域。信息技術(shù)在工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用，使生產(chǎn)方式得以革新，效率大大提高，但其信息安全問(wèn)題一直是關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，也是影響其應(yīng)用的瓶頸之一。因此，在信息安全技術(shù)基礎(chǔ)之上，結(jié)合工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)，研究一種系統(tǒng)化的方法以開(kāi)發(fā)出具有較高安全等級(jí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而滿足日益突出的信息安全問(wèn)題，具有重要的

2、理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本文基于計(jì)算機(jī)安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)－通用準(zhǔn)則 (Common Criteria．CC)，以一個(gè)安全工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)踐為基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法進(jìn)行了較為深入的研究，主要的研究?jī)?nèi)容如下： 1.基于CC安全保障要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全工程方法： 研究如何通過(guò)CC安全保障要求，構(gòu)建完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)全生命周期的安全工程開(kāi)發(fā)方法。提出一種基于保障范圍的CC安全保障要求的

3、層次體系結(jié)構(gòu)，使得CC安全保障要求與軟件工程活動(dòng)的關(guān)系更易于理解；提出并建立了CC安全保障類與CMM(Capability Maturity Model，能力成熟度模型)的集成模型-CC-CMM，給出了CC安全保障在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件工程中的確立和執(zhí)行方法，從而確保CC安全保障類可以基于通用的軟件工程方法在工程活動(dòng)中得以推行；建立了基于CC安全保障類的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全工程方法。 2.基于CC安全功能要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求工程方

4、法： 研究如何通過(guò)CC安全功能要求，構(gòu)建完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求工程方法。提出了一種基于CC安全功能要求的數(shù)掘采集系統(tǒng)安全需求工程方法，將其劃分為前期需求、安全策略以及后期需求等三個(gè)開(kāi)發(fā)階段。在前期需求設(shè)計(jì)中，提出一種基于擴(kuò)展的i<'*>框架的安全需求早期建模方法，有效地捕捉了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)威脅、系統(tǒng)脆弱性與安全目標(biāo)之間的依賴關(guān)系。在安全策略設(shè)計(jì)中，引入可信網(wǎng)絡(luò)連接的概念，創(chuàng)建了一種基于可信度與角色的訪問(wèn)控制模型-TRBAC(T

5、rust and Role Based Access Control)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有安全策略的不足，較好地解決目前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)普遍面臨的安全威脅。在后期需求設(shè)計(jì)中，提出了一種基于需求特征的CC安全功能類分類方法；對(duì)UML進(jìn)行擴(kuò)展，創(chuàng)建了一種可以較好的表達(dá)CC安全功能要求的需求建模語(yǔ)言－CC-UML，無(wú)縫的將CC安全功能要求系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)相集成，并最終完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求模型的建立。 3.安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通用軟件體系結(jié)構(gòu)及核心

6、技術(shù)： 研究安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通用軟件體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。提出了一種多層開(kāi)放式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，較好的支持?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)訪問(wèn)控制模型的實(shí)現(xiàn)，有效的構(gòu)建了層次化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全防御體系。對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的研究，引入Petri網(wǎng)對(duì)安全協(xié)議進(jìn)行形式描述，以精確的確定安全協(xié)議的狀態(tài)變遷；提出一種基于BNF范式的安全策略定義方法，可以對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的安全策略進(jìn)行精確的描述，并基于該語(yǔ)法對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全策略進(jìn)行了形式定義

7、。提出一種集成了訪問(wèn)控制接口的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器快速開(kāi)發(fā)方法，在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，使數(shù)據(jù)采集服務(wù)器具有更高的安全特性，更好地滿足數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域同益增長(zhǎng)的安全需求。 4.安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)： 結(jié)合本文提出的理論和方法，開(kāi)發(fā)了安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原型系統(tǒng)，可較好的滿足工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中日益增長(zhǎng)的信息安全要求。 本文的研究成果揭示了基于CC的信息安全理論技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的運(yùn)用，為工業(yè)領(lǐng)域安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)新的開(kāi)發(fā)模式建