JP2016038919A - プロセス制御システムに対するデバイスの安全化 - Google Patents

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Abstract

【課題】プロセスプラントで使用するまたはそれを有するデバイスを安全化するための技法は、デバイスがプロセスプラントのネットワークへのアクセスを許可される前に満たさなければならない必要な条件及び／または属性を示すデータから少なくとも部分的に生成される鍵をデバイスに供給することを含む。
【解決手段】初期化に応じて、デバイスは、鍵に基づいて、必要な条件を満たしているかどうかを判定し、デバイスは、それに応じて、デバイス自体を分離するか、またはプロセス制御ネットワークにアクセスする。必要な条件／属性は、例えば、場所、時間、コンテキスト、顧客、供給業者、特定のプラント、製造業者、ユーザ、データタイプ、デバイスタイプ、及び／または他の基準に基づき得る。加えて、別の１組の必要な条件／属性から、鍵と関連付けられる副鍵が生成され得る。副鍵は、鍵プロバイダエンティティと異なるエンティティによって提供され得る。
【選択図】図１

Description

本開示は、全般的に、プロセスプラント及びプロセス制御システムに関し、より具体的には、プロセスプラント及びプロセス制御システムのデバイス及びコンポーネントの安全化に関する。
化学、石油、または他のプロセスプラントで使用されるような分散型プロセス制御システムは、一般的に、アナログバス、デジタルバス、もしくは組み合わせたアナログ／デジタルバスを介して、または無線通信リンクもしくはネットワークを介して、１つ以上のフィールドデバイスに通信可能に連結された１つ以上のプロセスコントローラを含む。例えば弁、弁ポジショナ、スイッチ、及び送信機（例えば、温度、圧力、レベル、及び流速センサ）であり得るフィールドデバイスは、プロセス環境内に位置し、全般的に、弁の開放または閉鎖、プロセスパラメータの測定等の、物理的機能またはプロセス制御機能を行って、プロセスプラントまたはシステム内で実行する１つ以上のプロセスを制御する。よく知られているフィールドバスプロトコルに準拠するフィールドデバイス等のスマートフィールドデバイスはまた、制御計算、警報機能、及び一般的にコントローラ内に実装される他の制御機能も行い得る。同じく一般的にプラント環境内に配置されるプロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われるプロセス測定値及び／またはフィールドデバイスに関する他の情報を示す信号を受信し、そして、例えばプロセス制御の決定を行い、受信した情報に基づいて制御信号を生成し、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、及びＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス等のフィールドデバイスで行われている制御モジュールまたはブロックと協調する異なる制御モジュールを動作させる、コントローラアプリケーションを実行する。コントローラの制御モジュールは、通信ラインまたはリンクを通じて、制御信号をフィールドデバイスに送り、それによって、プロセスプラントまたはシステムの少なくとも一部分の動作を制御する。
フィールドデバイス及びコントローラからの情報は、通常、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータもしくはコンピューティングデバイス、データヒストリアン、レポートジェネレータ、集中データベース、またはより厳しいプラント環境から離れた制御室または他の場所に配置され得る他の集中管理コンピューティングデバイス等の１つ以上の他のハードウェアデバイスに、データハイウェイを通じて利用できるようにされる。いくつかのプロセスプラントにおいて、これらのハードウェアデバイスの少なくともいくつかは、プロセスプラント全体にわたって、またはプロセスプラントの一部分にわたって集中化される。これらのハードウェアデバイスは、例えば、プロセス制御ルーチンの設定変更、コントローラまたはフィールドデバイス内の制御モジュールの動作の修正、プロセスの現在の状態の確認、フィールドデバイス及びコントローラによって生成される警報の確認、人員の訓練またはプロセス制御ソフトウェアの試験の目的でのプロセスの動作のシミュレーション、構成データベースの維持及び更新等の、プロセスの制御及び／またはプロセスプラントの動作に関する機能を、オペレータが行うことを可能にし得る、アプリケーションを動作させる。ハードウェアデバイス、コントローラ、及びフィールドデバイスによって利用されるデータハイウェイは、有線通信経路、無線通信経路、または有線及び無線通信経路の組み合わせを含み得る。いくつかのプロセスプラントにおいて、データハイウェイの少なくとも一部分は、ビッグデータをサポートするプロセス制御ネットワークを含む。
一例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されている、ＤｅｌｔａＶ（商標）制御システムは、プロセスプラント内の多様な場所に位置する異なるデバイス内に記憶され、それによって実行される複数のアプリケーションを含む。１つ以上のワークステーションまたはコンピューティングデバイスに常駐する構成アプリケーションは、ユーザが、プロセス制御モジュールを作成または変更し、データハイウェイを介して、これらのプロセス制御モジュールを専用の分散型コントローラにダウンロードすることを可能にする。一般的に、これらの制御モジュールは、通信可能に相互接続された機能ブロックで構成され、該機能ブロックは、それに対する入力に基づいて、制御スキーム内で機能を行い、制御スキーム内の他の機能ブロックに出力を提供する、オブジェクト指向プログラミングプロトコルにおけるオブジェクトである。構成アプリケーションはまた、構成の設計者が、視聴アプリケーションによって、データをオペレータに表示し、オペレータがプロセス制御ルーチン内の設定点等の設定を変更することを可能にするために使用される、オペレータインターフェースを作成または変更することも可能にし得る。各専用のコントローラ、及びいくつかの事例では１つ以上のフィールドデバイスは、そこに割り当てられ、ダウンロードされた制御モジュールを動作させて、実際のプロセス制御機能性を実現する、それぞれのコントローラまたはフィールドデバイスアプリケーションを記憶し、実行する。１つ以上のオペレータワークステーション上（または、オペレータワークステーション及びデータハイウェイと通信接続している１つ以上のリモートコンピューティングデバイス上）で実行され得る視聴アプリケーションは、データハイウェイを介して、コントローラまたはフィールドデバイスアプリケーションからデータを受信し、そして、ユーザインターフェースを使用して、このデータをプロセス制御システム設計者、オペレータ、またはユーザに表示し、また、オペレータの見解、エンジニアの見解、技術者の見解等の、いくつかの異なる見解のいずれかを提供し得る。データヒストリアンアプリケーションは、一般的に、データハイウェイ全体にわたって提供されるデータの一部または全部を収集し、記憶する、データヒストリアンデバイスに記憶され、それによって実行される一方で、構成データベースアプリケーションは、データハイウェイに取り付けられたなおさらなるコンピュータで動作して、現在のプロセス制御ルーチンの構成及びそれと関連付けられるデータを記憶し得る。あるいは、構成データベースは、構成アプリケーションと同じワークステーションに位置し得る。
いくつかの配設において、分散型プロセス制御システムは、プロセスデータの大規模データマイニング及びデータ分析論をサポートするための基盤を提供するビッグデータネットワークまたはシステムを含む（本明細書では同じ意味で「プロセス制御ビッグデータネットワーク」または「ビッグデータプロセス制御ネットワーク」と称される）。そのようなプロセス制御システムビッグデータネットワークまたはシステムの実施例は、上述した米国特許出願第１３／７８４，０４１号、名称「ＢＩＧ ＤＡＴＡ ＩＮ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」及び上述した米国特許出願第１４／２１２，４９３号、名称「ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＢＩＧ ＤＡＴＡ ＩＮ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ」において見出され得る。ビッグデータプロセス制御ネットワークまたはシステムは、プロセス制御システムまたはプラントに含まれ、それと関連付けられるデバイスによって生成され、受信され、及び／または観察される全ての（またはほぼ全ての）データを収集し、記憶するために、複数のノードを含む。ノードは、ビッグデータネットワークバックボーン、例えばインターネットプロトコルバックボーン、ビッグデータをサポートするプロセス制御固有のプロトコルを利用するバックボーン、または他のネットワーク化された１組のコンピューティングデバイスを介して相互接続され得る。いくつかの実施形態において、ビッグデータネットワークのバックボーンは、ビッグデータをサポートしないプロセス制御システムの少なくとも一部と少なくとも部分的に交わり得る。
ビッグデータをサポートするいくつかのプロセスプラントにおいて、プロセス制御ビッグデータネットワークのノードの１つは、ビッグデータが中央で記憶され、管理され、及び／または履歴化される、プロセス制御システムビッグデータ装置である。プロセス制御システムビッグデータ装置は、例えば、共通のフォーマットを使用して、プロセス制御システム、プロセスプラント及びプロセスプラントによって制御されている１つ以上のプロセスによって生成され、またはそれらに関連する、複数のタイプのデータを記憶するように構成される、一体の論理データ記憶領域を含む。例えば、一体の論理データ記憶領域は、構成データ、連続データ、イベントデータ、プラントデータ、ユーザアクションを示すデータ、ネットワーク管理データ、及びプロセス制御システムまたはプラントの外部のシステムによってまたはそれに提供されるデータを記憶し得る。他のプロセス制御ノードでは、データ（例えば、ビッグデータ）は、タイムスタンプされ、キャッシュされ、及び／または記憶され、次いで、統合及び記憶のためのビッグデータ装置にストリームされ得る。
ビッグデータプロセス制御ネットワークの他のノードは、例えば、コントローラ、フィールドデバイス、及び／またはフィールドデバイスをコントローラに接続するＩ／Ｏ（入力／出力）カード等の、プロセス制御デバイスを含み得る。プロセス制御ビッグデータネットワークに含まれ得るノードの追加的な例としては、ルータ、アクセスポイント、ゲートウェイ、アダプタ等が挙げられる。
ビッグデータをサポートするいくつかのプロセスプラントにおいて、ビッグデータの少なくとも一部は、ローカルに記憶され、管理され、及び／または履歴化され、例えば、ビッグデータは、ビッグデータプロセス制御ネットワークの複数のノードにわたって分散的に記憶され、管理され、及び／または履歴化される。例えば、各分散型ビッグデータノードは、構成データ、連続データ、イベントデータ、プラントデータ、ユーザアクションを示すデータ、ネットワーク管理データ、及びプロセス制御システムまたはプラントの外部のシステムによってまたはそれに提供されるデータのそれぞれをローカルに記憶し得る。
さらに、ビッグデータ装置及び／または分散型ビッグデータノードにかかわらず、ビッグデータプロセス制御システムは、規範的及び／または予測的知識を自動的にまたは手動で発見し、そして、発見した知識に基づいて、プロセス制御システムならびに１組のサービス及び／または分析に対する変更及び／または追加を決定して、プロセス制御システムまたはプラントを最適化するために、サービス及び／またはデータ分析を提供する。
プロセス制御システムがビッグデータに対するサポートを含むか含まないかは関係ないが、分散型制御システムの重要な側面は、プラントの全体を通して、さらには単一の企業または組織エンティティによって所有または運営される種々のプラントの全体を通して、デバイス及びコンポーネントを分散させ、接続する能力である。これらのデバイス及び／またはコンポーネントは、機能が変動し得る。例えば、デバイス及び／またはコンポーネントのいくつかは、プロセス（例えば、コントローラ、フィールドデバイス等）の制御に直接関与し得、及び／またはデバイス及び／またはコンポーネントのいくつかは、プラント（例えば、構成デバイス、診断デバイス、データ収集及び分析デバイス等）の少なくとも一部分の設定、管理、維持、及び／または診断に関与し得る。さらに、デバイス及び／またはコンポーネントのいくつかは、ユーザインターフェース（例えば、オペレータワークステーション、モバイルコンピューティングデバイス、試験装置の一部等）を含み得る。デバイス及び／またはコンポーネントの少なくともいくつかは、コントローラ、ポンプ、またはセンサ等の、本質的に固定型であり得る。デバイス及び／またはコンポーネントの少なくともいくつかは、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピューティングデバイス、または携帯型診断ツール等のモバイル型であり得る。
プロセス制御プラントのプロセス制御システムと関連付けられるデバイス及び／またはコンポーネントの安全化は、懸念の主要なトピックとして浮上している。プロセス制御ネットワークに接続するデバイス及び／またはコンポーネント（及び特に、プロセス制御ネットワークに動的に接続され、そこから切断される、モバイルデバイス及び／またはコンポーネント）は、データの潜在的な窃盗及び悪意のある攻撃を軽減するように安全化されなければならない。安全化の失敗は、プロセス及びその出力の制御の喪失をもたらし得る。さらに、プロセスプラントのリアルタイム動作中の安全でないデバイス及びコンポーネントの使用は、プライベートネットワーク及びデータの侵害、ならびにいくつかの事例では、爆発、火災、及び／または装置及び／もしくは人間の生命の喪失等の、破局的なイベントの発生をもたらし得る。なおさらに、デバイス及び／またはコンポーネントは、それぞれ指定され、意図される使用のためにデバイス及び／またはコンポーネントの妥当性を検査するために、ならびにデバイス及び／またはコンポーネントの起こり得る違法な再使用及び／または悪意のある使用を軽減するために、プロセス制御システムで使用するように安全化または検証する必要があり得る。
本明細書で開示される技法、方法、システム、及びデバイスの実施形態は、プロセス制御ネットワークまたはプラントに対してデバイスまたはコンポーネントを安全化することを可能にするか、またはデバイスもしくはコンポーネントがプロセス制御ネットワークまたはプラントに安全にアクセスすることを可能にし、よって、デバイスまたはコンポーネントは、意図する通りに、問題なくプロセス制御システムまたはプロセスプラントで、またはそれとともに含まれ、利用される。本明細書で開示される技法、方法、システム、及びデバイスは、プロセス制御システムまたはプラントと関連付けられる異なる機能を有する種々の異なるタイプのデバイスまたはコンポーネントに適用され得る。例えば、上で論じられるように、安全化されるデバイスまたはコンポーネントは、プロセス制御システムまたはプロセスプラント（例えば、コントローラ、フィールドデバイス、Ｉ／Ｏカード等）で動作する、またはそれによってリアルタイムで制御されるプロセスを制御するために使用され得る。安全化可能なデバイスまたはコンポーネントは、プロセス制御システムまたはプラント（例えば、構成デバイス、診断ツール、データ収集、及び分析デバイス等）の少なくとも一部分を設定する、管理する、維持する、及び／または診断するために使用され得る。プロセスプラントのリアルタイム動作中に使用するための安全化可能なデバイスまたはコンポーネントは、ユーザインターフェース（例えば、オペレータワークステーション、モバイルコンピューティングデバイス、試験装置、一体型ユーザインターフェースを含むプロセス制御デバイス等）を含み得る。安全化可能なデバイスまたはコンポーネントは、本質的に固定型であり得、または、安全化可能なデバイスまたはコンポーネントは、モバイル型であり得る。安全化可能なデバイスは、有線デバイス、無線デバイスであり得、または有線及び無線双方のインターフェースを含み得る。一実施形態において、安全化可能なデバイスまたはコンポーネントは、プロセス制御システムビッグデータネットワークのノードとして動作する。
全般的に、本明細書で説明される技法の少なくともいくつかを使用して、プロセスプラントまたはプロセス制御システムに対して安全化可能である（及び／またはプロセス制御プラントまたはシステムのプロセス制御ネットワークに安全にアクセスする権限が与えられ得る）デバイスまたはコンポーネントは、プロセッサと、メモリ（不揮発性メモリまたは他の適切なメモリであり得る）とを含む。メモリは、デバイスまたはコンポーネントを安全化させるために、またはプロセス制御システムまたはプラントに安全にアクセスするために、プロセッサによって実行可能であるコンピュータ実行可能な命令を記憶するように構成される。いくつかの事例において、コンピュータ実行可能な命令の少なくとも一部分は、プロセス制御システムまたはプラントに（例えば、製造プラント、工場、ステージング、または発送現場等に）送達する前に、及び／またはプロセスプラントがプロセスを制御するために動作する間のリアルタイム動作のためにデバイスまたはコンポーネントを構成または利用する前に、デバイスまたはコンポーネントに記憶される。事前にデバイスまたはコンポーネントのメモリに記憶される命令は、全般的に、デバイスの輸送中またはデバイスが現場にある間に変更することができない。
追加的にまたは代替的に、デバイスまたはコンポーネントに含まれるメモリまたは異なるメモリは、デバイスまたはコンポーネントがプロセス制御ネットワークまたはシステムに通信可能に接続することを許可する前に満たさなければならない１組の必要な条件、特性、及び／または属性のうちの１つ以上の指示（例えば、「必要な」条件及び／または属性）を記憶するように構成される。いくつかの事例において、１組の必要な条件の１つ以上の指示の少なくとも一部分は、プロセス制御システムまたはプラントに（例えば、製造プラント、工場、ステージング、または発送現場等に）送達する前に、及び／またはプロセスプラントがプロセスを制御するために動作する間のリアルタイム動作のためにデバイスまたはコンポーネントを構成または利用する前に、デバイスまたはコンポーネントに記憶されるか、またはその中へ供給される。一般的に、事前に記憶される指示は、デバイスの輸送中またはデバイスが現場にある間に変更することができない。
いくつかの状況において、１組の必要な条件、特性、及び／または属性は、デバイス自体の記述または指示、例えば、デバイスのタイプ、モデル、製造業者、シリアル番号等である。追加的にまたは代替的に、１組の必要な条件及び／または属性は、デバイスがプロセスプラントでまたはそれと連動して動作する間に送信及び／または受信し得る、データのタイプ、値、及び／または状態を記述または示す。なおさらに追加的にまたは代替的に、１組の必要な条件、特性、及び／または属性は、（例えば、プロセスプラントでのリアルタイム動作のための初期化またはブートアップ時に）デバイスが位置し得る環境を記述または示す。いくつかの事例において、１組の必要な条件は、デバイスの特定のユーザまたは一群のユーザと関連付けられる。一般的に、必ずではないが、１組の必要な条件、特性、及び／または属性は、デバイスが固定型であれば比較的静的である条件、特性、及び／または属性である。例えば、１組の必要な条件は、デバイスの特定の地理空間的場所を含み得るが、デバイスによって観察される無線信号の信号強度は含まず、また、デバイス自体の動的な動作状態（例えば、節電モード、スリープモード等）は含まない。
さらに、本明細書で説明される技法の実施形態を使用して、プロセス制御プラント、システム、またはネットワークに対して安全化できるデバイスまたはコンポーネントはまた、プロセス制御プラント、システム、またはネットワークの少なくとも１つのそれぞれの通信リンクへの少なくとも１つのインターフェースも含む。通信リンクは、有線または無線であり得る。通信リンクは、プロセス制御固有のプロトコル（例えば、フィールドバス、ＨＡＲＴ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、プロセス制御固有のビッグデータプロトコル等）をサポートし得、及び／またはＥｔｈｅｒｎｅｔまたはＩＰプロトコル等の一般的な通信プロトコルをサポートし得る。いくつかの実施形態において、通信リンクにアクセスするために、第１のデバイスまたはコンポーネントは、第２のデバイスまたはコンポーネントとインターフェースし、第２のデバイスは、通信リンクを介して、第１のデバイスまたはコンポーネント（例えば、Ｉ／Ｏカードに接続されるフィールドデバイス）に代わって情報を通信する。
一実施形態において、デバイスまたはコンポーネントは、自己安全化する。例えば、デバイスまたはコンポーネントは、デバイスを安全化するために満たさなければならない１組のそれぞれの必要な条件、特性、及び／または属性の１つ以上の指示が供給されるか、またはそれによって構成される。このように、プロセスプラント内でのリアルタイム動作を目的としてデバイスまたはコンポーネントの初期化／ブートアップの後またはその時点で、かつ任意の他のデバイスと通信して、プロセスプラントでリアルタイム動作のためにデバイスを構成する前に、及び／またはプロセスプラントのリアルタイム動作中にデバイスを動作させる前に、デバイスまたはコンポーネントは、それ自体に対応する及び／またはそれが現在位置する環境に対応する、１組の現在の条件または特性を検出または決定する。一般的に、デバイスは、プロセスプラントの任意の他のデバイスと通信することなく、該検出または決定を行う。加えて、デバイスは、１組の検出した現在の条件が、１組の必要な条件に適合するか、またはそれを遵守するかを判定する。必要な条件を満たした場合、デバイスは、続けて、構成及び／またはリアルタイム動作の目的で、プロセス制御システムまたはプラントの別のネットワークデバイスまたはコンポーネントと通信する。必要な条件を満たさなかった場合、デバイスまたはコンポーネントは、それ自体が、プロセス制御プラントまたはネットワークの別のネットワークデバイスまたはコンポーネントと通信することを許可せず、例えば、デバイスまたはコンポーネント自体が、任意の他のデバイスと通信すること及び／または任意のプロセス制御ネットワークを通じて通信することを阻止する。このようにして、デバイスまたはコンポーネントは、必要な条件を満たさなかったときに、プロセス制御システムまたはプラントからそれ自体を自己検査し、自己分離し、したがって、あるレベルの安全性をプロセス制御システムまたはプラントに提供し、また、デバイスまたはコンポーネントだけが（例えば、指定された場所及び／または時間でだけ、及び／またはいくつかの他の基準を満たしたときにだけ）意図するように動作することを保証する。しかしながら、特定のデバイスまたはコンポーネントがプロセス制御ネットワークから分離されるが、特定のデバイスまたはコンポーネントは、他のタイプのネットワーク（例えば、パブリックに利用可能な通信ネットワーク、企業のプライベートネットワーク等）から分離する必要がないことに留意されたい。
一実施形態において、デバイスまたはコンポーネントは、認証プロセスを使用して、例えば暗号鍵を使用することによって、プロセス制御ネットワークに対して安全化される。一般的なコンピューティング及び通信ネットワークにおいて、暗号鍵は、一般的に、安全性の目的で、乱数または擬似乱数から生成される。しかしながら、本明細書で開示される技法の実施形態を利用するプロセス制御システムネットワーク及びプラントでは、追加的なレベルの安全性が加えられる。ある実施例において、特にプロセスプラントのためのデバイスまたはコンポーネントを安全化するために、デバイスまたはコンポーネントは、数字及び鍵生成データの双方を含むシードから生成される鍵と関連付けられる。鍵生成データは、ホストデバイスまたはコンポーネント（例えば、鍵が供給されるデバイスまたはコンポーネント）がプロセス制御ネットワークにアクセスする権限が与えられる前に満たさなければならない、１組の必要な条件（例えば、環境条件、場所、データ状態、または値等）を示す。すなわち、（数字及び鍵生成データの双方を含む）シードは、鍵を生成するために使用され得、該鍵は、目標のデバイスまたはコンポーネントに供給または構成され得、よって、供給された目標のデバイスまたはコンポーネントは、ホストデバイスまたはコンポーネントである。
一実施形態では、プロセス制御システムまたはプラントで使用するためのデバイスまたはコンポーネントを安全化するために、代替のまたは追加的なレベルの安全性が加えられる。この実施形態では、デバイス／コンポーネントがプロセス制御ネットワークに対する権限が与えられるために満たさなければならない第１の必要な条件（例えば、環境条件、場所、データ状態、または値等）を示すシードから、デバイス／コンポーネントに対して、鍵が生成される。加えて、鍵から副鍵が生成され、副鍵は、デバイス／コンポーネントがプロセス制御ネットワークに対する権限が与えられるために満たさなければならない第２の１組の必要な条件（例えば、環境条件、場所、データ状態、または値等）に対応する。いくつかの事例において、第１及び第２の１組の条件は、異なるパーティによって定義され得る。
プロセス制御システムまたはプロセスプラントネットワークと通信するためにデバイス及びコンポーネントを安全化するためのこれらの及び他の技法は、下でさらに詳細に説明される。本明細書で説明される技法の実施形態は、プロセス制御システムまたはプロセスプラントとともに使用するデバイスまたはコンポーネントを安全化するために、単独で、または１つ以上の他の技法と組み合わせて利用され得ることに留意されたい。
デバイスまたはコンポーネントを通信可能に接続し得る１つ以上のネットワークを含む、例示的なプロセス制御システムまたはプロセスプラントのブロック図である。 プロセス制御ビッグデータをサポートするように、また、デバイスまたはコンポーネントを通信可能に接続するように構成されていない、図１のプロセス制御システムの一部分の概略図である。 プロセス制御ビッグデータをサポートするように、また、デバイスまたはコンポーネントを通信可能に接続するように構成される、図１のプロセス制御システムの一部分のブロック図である。 プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンに接続された種々のプロバイダノードの例示的な構成を提供する図である。 プロセス制御システムまたはプラントのデバイスを安全化するための例示的な方法のフロー図である。 プロセスプラントの別のデバイスまたはネットワークに対してデバイスを認証するための例示的な方法のフロー図である。 プロセス制御システムまたはプラントのデバイスを安全化するための例示的な方法のフロー図である。 プロセス制御システムまたはプラントで、またはそれと併せて利用され得る例示的なデバイスのブロック図である。
図１は、１つ以上のプロセスを制御するように構成される例示的なプロセスプラント１０（本明細書では同じ意味で「プロセス制御システム」、「分散型プロセス制御システム」、または「自動産業システム」とも称される）のブロック図である。プロセスプラント１０は、例えば、化学、石油、製造、または産業用途を有する他のプロセスプラントであり得る。分散型プロセス制御システムまたはプラント１０は、デバイスまたはコンポーネントが情報を通信するために接続またはアクセスし得る、１つ以上のネットワーク１２、１５を含み得る。説明の便宜上、図１のプロセスプラント１０は、プロセス制御ビッグデータをサポートするように構成される１組の１つ以上のネットワーク１２を含むように示され、また、プロセスプラント１０は、プロセス制御ビッグデータをサポートするように構成されない１組の１つ以上のネットワーク１５（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＥｔｈｅｒｎｅｔＩＰ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＣｏｍｐＮｅｔ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ、フィールドバス、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等、及び／または他の有線もしくは無線ネットワーク等の、旧来のプロセス制御環境で使用される１つ以上のプロトコルをサポートするネットワーク１５）を含むように示される。しかしながら、いくつかの実施形態において、プロセス制御システムまたはプラント１０は、ビッグデータプロセス制御ネットワーク１２だけしか含まない場合、または非ビッグデータプロセス制御ネットワーク１５だけしか含まない場合がある。プロセス制御システムまたはプラント１０がネットワーク１２、１５の双方のタイプを含む実施形態において、これらの２つのタイプのネットワーク１２、１５は、例えば、ゲートウェイまたはネットワークインターフェース２５を介して通信可能に接続され得る。
種々のタイプのデバイス及びコンポーネントが、複数組のネットワーク１２、１５の一方または双方に通信可能に接続される。本明細書で使用されるとき、「デバイス」または「コンポーネント」は、ネットワーク１２、１５の「ノード」と同じ意味で称される。一般的に、ネットワークノードは、通信可能に接続される１つ以上のネットワーク１２、１５を介して、通信を送信及び／または受信するように構成される。また、一般的に、必ずではないが、ネットワークノードは、それぞれのネットワークアドレスによって参照され得る。いくつかの事例において、ネットワークノードは、それが送信するデータまたは情報を生成する。いくつかの事例において、ネットワークノードは、データまたは情報を受信し、そして、受信したデータまたは情報を使用して機能を行って、例えば、プロセスプラント内で実行するプロセスを制御し、及び／または受信したデータまたは情報を記憶する。いくつかの事例において、ネットワークノードは、データまたは１つ以上のネットワーク１２、１５の情報をルーティングし得る。図１では、デバイス１８、２０、２２がビッグデータネットワーク１２または非ビッグデータネットワーク１５のいずれかに通信可能に接続されるように示されているが、この構成は、見易くするためだけのものであり、限定するものではないことに留意されたい。例えば、デバイス１８、２０、２２のうちの１つ以上は、ビッグデータネットワーク１２及び非ビッグデータネットワーク１５の双方に通信可能に接続され得、例えば、デバイス１８、２０、２２のうちの１つ以上は、ビッグデータネットワーク１２のノード及び非ビッグデータネットワーク１５のノードの双方であり得る。
加えて、プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５は、（プロセスプラント１０に対して）外部のプライベートネットワーク２６ａ及び／またはパブリックネットワーク２６ｂを介してアクセス可能であり得る。いくつかの構成において、プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５は、プロセスプラント１０を所有及び／または運営する企業によって提供されるプライベートネットワーク２６ａに含まれるか、またはそれに通信可能に接続される。例えば、プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５は、人事管理、目録、事業予測、会計のためのネットワーク等の企業の種々の機能をサポートするその企業の他のネットワークを含む、プライベート企業ネットワーク２６ａに含まれる。別の実施例において、企業は、複数のプロセスプラントを運営し、該プロセスプラントのそれぞれがそれ自体のそれぞれのネットワーク１２、１５を有し、複数のプロセスプラントの複数のネットワーク１２、１５が、その企業のプライベート企業ネットワーク２６ａに含まれるか、またはそれに通信可能に接続される（プライベート企業ネットワーク２６ａは、さらに、１つ以上の企業サポートネットワークに通信可能に接続し得る）。いくつかの構成において、プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５は、インターネット、データネットワーク、及び／または電気通信ネットワーク等の、１つ以上のパブリックネットワーク２６ｂに通信可能に接続される。プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５は、図１で示されるように、プライベートネットワーク２６ａを介してパブリックネットワーク２６ｂに通信可能に接続され得るか、または、例えば介在するプライベートネットワーク２６ａを使用することなく、直接接続を介してパブリックネットワーク２６ｂに通信可能に接続され得る。
全般的に、プライベートネットワーク２６ａ及び／またはパブリックネットワーク２６ｂは、任意の既知の１つまたは複数のネットワーク技術を利用し得る。例えば、プライベートネットワーク２６ａ及び／またはパブリックネットワーク２６ｂは、有線及び／または無線接続またはリンク、パケットネットワーク、同期ネットワーク、非同期ネットワーク、アドホックネットワーク、クラウドネットワーク、クライアント／サーバネットワーク、ならびに／または任意の他の既知のネットワーク技術を利用するネットワークまたはリンクを利用し得る。
プロセス制御システム１０の複数のノードは、複数の異なる群またはタイプのノード１８〜２２を含み得る。プロセスプラント１０では、１つ以上のノード１８〜２２がビッグデータプロセス制御ネットワーク１２に通信可能に接続され得、また、１つ以上のノード１８〜２２が非ビッグデータネットワーク１５に通信可能に接続され得る。いくつかの実施形態において、プロセスプラント１０と関連付けられる１つ以上のノード１８〜２２は、１つ以上のプライベートネットワーク２６ａを介して及び／または１つ以上のパブリックネットワーク２６ｂを介して、プロセスプラント１０のネットワーク１２、１５の少なくとも１つに通信可能に接続される。
本明細書で「プロバイダノード」、「プロバイダコンポーネント」、または「プロバイダデバイス」と称される第１の群のノード１８としては、１つ以上のプロセスをプロセスプラント環境１０でリアルタイムに制御することを可能にするためにリアルタイムプロセス制御データを生成し、送信し、ルーティングし、及び／または受信するための、ノード、コンポーネント、またはデバイスが挙げられる。プロバイダデバイスまたはノード１８の例としては、その主要機能が、プロセスを制御するためにプロセス制御データを生成し、及び／またはそれに対して動作することを目的とするデバイス、例えば、有線及び無線フィールドデバイス、コントローラ、または入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス等のプロセス制御デバイスが挙げられる。プロバイダデバイス１８の他の例としては、その主要機能が、プロセス制御システム１０の１つ以上の通信ネットワーク１２、１５へのアクセスを提供する、またはそれを通してルーティングすることであるデバイス、例えば、アクセスポイント、ルータ、有線制御バスに対するインターフェース、無線通信ネットワークに対するゲートウェイ、外部ネットワークまたはシステムに対するゲートウェイ、及び他のもの等のネットワークデバイスが挙げられる。プロバイダデバイス１８のさらに他の例としては、その主要機能が、プロセス制御システム１０の全体を通して蓄積されるリアルタイムプロセスデータ及び他の関連するデータを記憶すること、及び随意に、集約、統合、及び／または履歴化のために記憶したデータを送信させることであるデバイスが挙げられる。
本明細書で「ユーザインターフェースノード」、「ユーザインターフェースコンポーネント」、または「ユーザインターフェースデバイス」と称される第２の群またはタイプのノード２０としては、ノードまたはデバイスが挙げられ、それらのそれぞれは、統合型ユーザインターフェースを有し、該ユーザインターフェースを介して、ユーザまたはオペレータは、プロセス制御システムまたはプロセスプラント１０と相互作用して、プロセスプラント１０に関連する活動（例えば、構成、視聴、監視、試験、分析、診断、注文、計画、スケジュール、注記、及び／または他の活動）を行い得る。これらのユーザインターフェースノードまたはデバイス２０の例としては、モバイル型または固定型のコンピューティングデバイス、ワークステーション、ハンドヘルドデバイス、タブレット、サーフェスコンピューティングデバイス、診断デバイス、ツール、ならびにプロセッサ、メモリ、及び統合型ユーザインターフェースを有する任意の他のコンピューティングデバイスが挙げられる。統合型ユーザインターフェースは、スクリーン、キーボード、キーパッド、マウス、ボタン、タッチスクリーン、タッチパッド、生体認証インターフェース、スピーカー及びマイクロホン、カメラ、ならびに／または任意の他のユーザインターフェース技術を含み得、各ユーザインターフェースノード２０は、１つ以上の統合型ユーザインターフェースを含む。ユーザインターフェースノード２０は、プロセス制御ネットワーク１２、１５への直接接続を含み得るか、または例えばアクセスポイントもしくはゲートウェイを介したインターネット２６ｂもしくは他のネットワーク２６ａ、２６ｂを介してのプロセス制御ネットワーク１２、１５への間接接続を含み得る。ユーザインターフェースノード２０は、有線様式及び／または無線様式で、プロセス制御システムネットワーク１２、１５に通信可能に接続し得る。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースノード２０は、アドホック様式で、プロセス制御システムネットワーク１２、１５に接続する。そのようなアドホック接続は、一般的に、無線通信プロトコル、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ、もしくは他のＩＴＵ−Ｒ互換プロトコル等のモバイル通信プロトコル、近距離無線通信（ＮＦＣ）もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の短波長無線通信プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴもしくは無線ビッグデータプロセス制御プロトコル等のプロセス制御無線プロトコル、またはいくつかの他の適切な無線通信プロトコルを使用して確立される。
いくつかの実施形態において、プロバイダデバイス１８が統合型ユーザインターフェースを含むとき等に、デバイスは、プロバイダデバイス１８及びユーザインターフェースデバイス２０の双方である。
当然、プロセス制御システムまたはプラント１０のネットワーク１２、１５に通信可能に接続される複数のノードは、プロバイダノード１８及びユーザインターフェースノード２０だけに限定されない。１つ以上の他のタイプのノード２２も複数のノードに含まれ得る。そのようなノード２２の例としては、プロセスプラント１０（例えば、実験室システムまたは運搬システムのコンピュータ）の外部にあり、システム１０のネットワーク１２、１５に通信可能に接続されるデバイス、及びリモートで制御されるモバイル診断デバイスが挙げられる。さらに、ノードまたはデバイス２２は、直接もしくは間接接続を介して、及び／または有線もしくは無線接続を介して、システム１０のネットワーク１２、１５に通信可能に接続され得る。いくつかの実施形態において、１群の他のノード２２は、プロセス制御システム１０から省略される。
図２は、図１のネットワーク１５の一部分２８の実施例の概略図である。上で述べたように、ネットワーク１５は、プロセスプラント１０においてプロセス制御ビッグデータをサポートせず、また、１つ以上のデバイスまたはコンポーネント１８〜２２は、ネットワーク１５に通信可能に接続し得る。全般的に、非ビッグデータネットワーク１５の一部分２８は、１つ以上の有線及び／または無線ネットワークを含み、該ネットワークの少なくとも１つは、プロセス制御プロトコルを使用して、データに対して動作し、また、プロセスプラント１０内のプロセスを制御するために物理機能を行う、コントローラ、Ｉ／Ｏデバイス、及びフィールドデバイス等のプロセス制御デバイスに、及びそこからデータを搬送する。ある実施例において、一部分２８は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＥｔｈｅｒｎｅｔＩＰ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＣｏｍｐＮｅｔ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ、フィールドバス、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ等の非ビッグデータプロトコルを利用する、旧来のプロセス制御ネットワークである。図２で示されるように、プロセス制御システム１０の一部分２８は、データヒストリアン３２に、及びそれぞれが表示スクリーン３４を有する１つ以上のホストワークステーションまたはコンピュータ３３（任意のタイプのパーソナルコンピュータ、ワークステーション等であり得る）に接続される、少なくとも１つのプロセスコントローラ３１を含む。プロセスコントローラ３１はまた、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード４６及び４８を介して、フィールドデバイス３５〜４２にも接続される。データヒストリアン３２は、データを記憶するための任意の所望のタイプのメモリ及び任意の所望のまたは既知のソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアを有する、任意の所望のタイプのデータ収集ユニットであり得、また、別個のデバイスとして例示されているが、その代わりにまたはそれに加えて、ワークステーション３３またはサーバ等の別のコンピュータデバイスのうちの１つの一部であり得る。一例としてＥｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されているＤｅｌｔａＶ（商標）コントローラであり得るコントローラ３１は、例えば有線または無線Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続であり得る通信ネットワーク４９を介して、ホストコンピュータ３３及びデータヒストリアン３２に通信可能に接続される。
コントローラ３１は、例えば標準的な４〜２０ｍＡ通信を含むハードワイアー通信を実現するために任意の所望のハードウェア、ソフトウェア、及び／またはファームウェアの使用を含み得るハードワイアード通信スキーム、ならびに／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス通信プロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコル等の任意のスマート通信プロトコルを使用する任意の通信を使用して、フィールドデバイス３５〜４２に通信可能に接続されているように例示される。フィールドデバイス３５〜４２は、センサ、弁、送信機、ポジショナ等の任意のタイプのデバイスであり得る一方で、Ｉ／Ｏカード４６及び４８は、任意の所望の通信またはコントローラプロトコルに準拠する任意のタイプのＩ／Ｏデバイスであり得る。図２で例示される実施形態において、フィールドデバイス３５〜３８は、アナログ線を通じてＩ／Ｏカード４６に通信する、標準的な４〜２０ｍＡのデバイスである一方で、フィールドデバイス３９〜４２は、フィールドバスプロトコル通信を使用して、デジタルバスを通じてＩ／Ｏカード４８に通信する、フィールドバスフィールドデバイス等のスマートデバイスである。当然、フィールドデバイス３５〜４２は、将来開発される任意の標準規格またはプロトコルを含む、任意の他の所望の標準規格（複数可）またはプロトコルに準拠し得る。
加えて、プロセス制御システム１０の一部分２８は、制御されるプラントに配置され、それによってプロセスを制御する、いくつかの無線フィールドデバイス６０〜６４及び７１を含む。フィールドデバイス６０〜６４は、図２において、送信機（例えば、プロセス可変センサ）であるように表され、フィールドデバイス７１は、弁であるように表される。しかしながら、これらのフィールドデバイスは、物理的制御活動を実現して、またはプロセス内の物理的パラメータを測定して、プラント１０内のプロセスを制御するために、プロセス内に配置される任意の他の所望のタイプのデバイスであり得る。無線通信は、現在知られているまたは後に開発されるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせを含む、任意の所望の無線通信装置を使用して、コントローラ３１とフィールドデバイス６０〜６４及び７１との間に確立され得る。図２で例示される例示的な事例では、アンテナ６５は、フィールドデバイス６０に連結され、また、該フィールドデバイスの無線通信専用である一方で、アンテナ６７を有する無線ルータまたは他のモジュール６６は、フィールドデバイス６１〜６４の無線通信を集合的に取り扱うために該フィールドデバイスに連結される。同様に、アンテナ７２は、弁７１の無線通信を行うために、弁７１に連結される。フィールドデバイスまたは関連するハードウェア６０〜６４、６６、及び７１は、アンテナ６５、６７、及び７２を介して、無線信号を受信し、復号化し、ルーティングし、符号化し、そして送信して、コントローラ３１と送信機６０〜６４及び弁７１との間で無線通信を実現するために、適切な無線通信プロトコル（ある例では、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉＦｉもしくは他のＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、ＷｉＭＡＸ（ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス）、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）、もしくは他のＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）互換のプロトコル等のモバイル通信プロトコル、近距離無線通信（ＮＦＣ）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の短波長無線通信、または他の無線通信プロトコル）によって使用されるプロトコルスタック動作を実現し得る。
所望であれば、フィールドデバイスまたは送信機６０〜６４は、種々のプロセスデバイスとコントローラ３１の間に唯一のリンクを構成し得、よって、正確な信号をコントローラ３１に送信して、製品品質及び流れが損なわれないことを確実にすることにおいて依存される。加えて、弁または他のフィールドデバイス７１は、弁７１内で実行される機能ブロックＦＢ１及びＦＢ２によって収集される、計算される、または別様には生成されるデータを含む、弁７１内のセンサによって得られる測定値を、または弁７１によって生成もしくは計算される他のデータを、弁７１の動作の一部としてコントローラ３１に提供し得る。当然、弁７１はまた、プラント内の物理パラメータ、例えば流れを生じさせるために、コントローラ３１から制御信号も受信し得る。
コントローラ３１は、１つ以上のＩ／Ｏデバイス７３及び７４に連結され、該Ｉ／Ｏデバイスのそれぞれは、それぞれのアンテナ７５及び７６に接続され、これらのＩ／Ｏデバイス及びアンテナ７３〜７６は、送信機／受信機として動作して、１つ以上の無線通信ネットワークを介して、無線フィールドデバイス６１〜６４及び７１との無線通信を行う。フィールドデバイス（例えば、送信機６０〜６４と弁７１との）間の無線通信は、上で論じられるような、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、Ｅｍｂｅｒプロトコル、ＷｉＦｉプロトコル、ＩＥＥＥ無線標準規格等の１つ以上の既知の無線通信プロトコルを使用して行われ得る。なおさらに、Ｉ／Ｏデバイス７３及び７４は、アンテナ７５及び７６を介して無線信号を受信し、復号化し、ルーティングし、符号化し、そして送信して、コントローラ３１と送信機６０〜６４及び弁７１との間の無線通信を実現するために、これらの通信プロトコルによって使用される、プロトコルスタック動作を実現し得る。
図２で例示されるように、コントローラ３１は、メモリ７８に記憶される１つ以上のプロセス制御ルーチン（または任意のモジュール、ブロック、またはそのサブルーチン）を実現または監督する、プロセッサ７７を含む。メモリ７８内に記憶されるプロセス制御ルーチンは、プロセスの少なくとも一部分を制御するためにプロセスプラント内で実現される制御ループを含むか、またはそれと関連付けられる。全般的に、コントローラ３１は、１つ以上の制御ルーチンを実行し、フィールドデバイス３５〜４２、６０〜６４、及び７１（ならびに、随意に、ホストコンピュータ３３及びデータヒストリアン３２）と通信して、任意の所望の様式（複数可）でプロセスを制御する。しかしながら、本明細書で説明される任意の制御ルーチンまたはモジュールは、複数のデバイス全体にわたって分散様式で実現または実行されるその一部を有し得ることに留意されたい。その結果、制御ルーチンまたはモジュールは、そのように所望される場合、異なるコントローラ、フィールドデバイス（例えば、スマートフィールドデバイス）、または他のデバイスもしくは他の制御要素によって実現される一部分を有し得る。
同様に、プロセス制御システム１０内で実現されるように本明細書で説明される制御ルーチンまたはモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア等を含む任意の形態を取り得る。そのような機能を提供する際に関与する任意のデバイスまたは要素は、それらと関連付けられるソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアが、プロセス制御システム１０内のコントローラ、フィールドデバイス、または任意の他のデバイス（または１群のデバイス）のどれに配置されているかにかかわらず、全般的に、本明細書では同じ意味で「制御要素」、「プロセス制御要素」、または「プロセス制御デバイス」と称される。当然、制御モジュールは、任意のコンピュータ読み出し可能な媒体に記憶される、例えばルーチン、ブロック、またはその任意の要素を含む、プロセス制御システムの任意の一部または一部分であり得る。そのような制御モジュール、制御ルーチンまたはその任意の一部分は、本明細書で全般的に制御要素と称される、プロセス制御システム１０の任意の要素またはデバイスによって実現または実行され得る。さらに、サブルーチン、（一連のコード等の）サブルーチンの一部等の、制御手順のモジュールまたは任意の一部であり得る制御ルーチンは、オブジェクト指向プログラミング、ラダー論理、シーケンシャルファンクションチャート、機能ブロック図等の任意の所望のソフトウェア形式で、または任意の他のソフトウェアプログラミング言語もしくは設計パラダイムを使用して、実現され得る。同様に、制御ルーチンは、例えば、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または任意の他のハードウェアもしくはファームウェア要素にハードコードされ得る。なおさらに、制御ルーチンは、グラフィックデザインツールまたは任意の他のタイプのソフトウェア／ハードウェア／ファームウェアプログラミングもしくは設計ツールを含む、任意の設計ツールを使用して設計され得る。その結果、コントローラ３１は、任意の所望の様式で、制御ストラテジまたは制御ルーチンを実現するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、コントローラ３１は、一般に機能ブロックと称されるものを使用して制御ストラテジまたはスキームを実現し、各機能ブロックは、プロセス制御システム１０内でプロセス制御ループを実現するために、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと連動して動作する、制御ルーチン全体のオブジェクトまたは他の部分（例えば、サブルーチン）である。機能ブロックは、一般的に、プロセス制御システム１０内でいくつかの物理的機能を行うために、送信機、センサ、または他のプロセスパラメータ測定デバイスと関連付けられるような入力機能、ＰＩＤ、ファジー論理、モデル予測制御等を行う制御ルーチンと関連付けられるような制御機能、または弁等のいくつかのデバイスの動作を制御する出力機能、のうちの１つを行う。当然、ハイブリッド及び他のタイプの機能ブロックが存在し、本明細書で利用され得る。機能ブロックは、コントローラ３１に記憶され、それによって実行され得るが、それは、一般的に、機能ブロックが、標準的な４〜２０ｍＡデバイス及びＨＡＲＴ（登録商標）デバイス等のいくつかのタイプのスマートフィールドデバイスに対して使用される、またはそれらと関連付けられる場合である。代替的にまたは追加的に、機能ブロックは、プロセス制御システム１０のフィールドデバイス自体、Ｉ／Ｏデバイス、または他の制御要素に記憶され、それによって実現され得るが、それは、システムがフィールドバスデバイスを利用する場合であり得る。制御システム１０の説明は、機能ブロック制御ストラテジを使用して本明細書で全般的に提供されるが、開示される技法及びシステムはまた、他の規則またはプログラミングパラダイムを使用しても実現または設計され得る。
図３は、プロセス制御データ（例えば、ネットワーク１２）をサポートするように構成され、また、デバイス及び／またはコンポーネントを通信可能に接続し得る、プロセス制御システム１０の例示的な一部分３０のブロック図である。特に、図３は、プロセスプラントまたはプロセス制御システム１０のための例示的なプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００を例示する。例示的なプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００は、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５と、バックボーン１０５に通信可能に接続される複数のノード１０８とを含む。いくつかの実施形態において、ノード１０８のうちの少なくとも１つは、集中型ビッグデータアプライアンス１０２であるが、プロセス制御システム１０のビッグデータネットワーク部分１２は、単一の集中型ビッグデータアプライアンス１０２を含むことを必要としない。例えば、複数の分散型ビッグデータアプライアンス１０２がプラント内で分散され得、及び／または個々のビッグデータノードがそれぞれ分散されたビッグデータ機能を行い得る。
例示的なプロセス制御システムビッグデータネットワーク１００では、プロセス関連のデータ、プラント関連のデータ、及び他のタイプのデータが、ビッグデータとして複数のノード１０８で収集され、キャッシュされ、及び／または記憶される。ネットワーク１２のいくつかの構成において、収集され、キャッシュされ、及び／または記憶されたデータの少なくともいくつかは、ネットワークバックボーン１０５を介して、集中型及び／または分散型プロセス制御システムビッグデータ装置、または長期記憶（例えば、「履歴化」）及び処理のためのアプライアンス１０２に送達される。ネットワーク１２のいくつかの構成において、収集され、キャッシュされ、及び／または記憶された少なくともいくつかは、履歴化及び処理のためにデータが収集されたノード１０８で維持される。一実施形態において、データの少なくともいくつかは、例えばリアルタイムでプロセスを制御するために、ネットワーク１００のノード１０８間で送達され得る。
一実施形態において、プロセス制御システム１０に関連する任意のタイプのデータは、ビッグデータアプライアンス１０２及び／または種々の他のノード１０８で履歴化される。一実施形態では、ネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続されるノード１０８の少なくともサブセットによって生成され、受信され、または観察される全てのデータが収集され、そして、プロセス制御システムビッグデータアプライアンス１０２（例えば、「集中型ビッグデータ」）に記憶させる。追加的にまたは代替的に、特定のノード１０８によって生成され、受け取られ、または観察されるプロセス制御システム１０に関連する全てのデータが、特定のノード１０８で収集され、記憶される（例えば、「分散型ビッグデータ」）。
一実施形態では、プロセスデータが収集され、記憶される。例えば、プロセスプラント１０で制御されているプロセスの結果として生成される（及びいくつかの事例では、プロセスのリアルタイムの実行の作用を示す）連続するバッチ測定及びイベントデータ等のリアルタイムのプロセスデータが収集され、記憶される。構成データ及び／またはバッチレシピデータ等のプロセス定義、配列、または設定データが収集され、記憶され、ならびに／またはプロセス診断の構成、実行、及び結果に対応するデータが収集され、記憶される。他のタイプのプロセスデータも収集され、記憶され得る。
一実施形態では、バックボーン１０５の、及びプロセスプラント１０の種々の他の通信ネットワークのデータハイウェイトラフィック及びネットワーク管理データが収集され、記憶される。一実施形態では、ユーザトラフィック、ログイン試行、クエリ、及び命令に関連するデータ等のユーザ関連のデータが収集され、記憶される。テキストデータ（例えば、ログ、操作手順、マニュアル等）、空間的データ（例えば、場所に基づくデータ）、及びマルチメディアデータ（例えば、閉回路ＴＶ、ビデオクリップ等）が、収集され、記憶され得る。
一実施形態において、プロセスプラント１０（例えば、機械及びデバイス等のプロセスプラント１０に含まれる物理的装置に）に関連するが、プロセスを直接構成する、制御する、または診断するアプリケーションによって生成されない場合があるデータが収集され、記憶される。例えば、振動データ及び蒸気トラップデータが収集され、記憶され得、及び／またはプラント安全性のデータが収集され、記憶され得る。例えば、プラント安全性に対応するパラメータの値を示すデータ（例えば、腐食データ、ガス検出データ等）が記憶され、及び／またはプラント安全性に対応するイベントを示すデータが記憶される。機械、プラント装置、及び／またはデバイスの健全性に対応するデータが収集され、記憶され得る。例えば、装置データ（例えば、振動データ及び他のデータに基づいて決定されるポンプ健全性データ）、ならびに／または装置、機械、及び／もしくはデバイスの診断の構成、実行、及び結果に対応するデータが収集され、記憶される。いくつかの実施形態において、原材料コスト、部品または装置の予定到着時刻、気象データ、及び他の外部データに関連するデータ等の、プロセスプラント１０の外部にあるエンティティによって生成されるか、または該エンティティに送信されるデータが収集され、記憶される。
図１に関して上ですでに論じたように、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００は、複数のノード１８、２０、２２を含み得、これらは、図３において参照番号１０８で集合的に示される。図３において、第１の群のビッグデータノード１１０は、例えば直接または間接様式で、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続される、プロバイダノード１８である。ビッグデータプロバイダノード１１０は、有線または無線デバイスであり得る。一般的に、ビッグデータプロバイダデバイス１１０は、統合型ユーザインターフェースを有しないが、プロバイダデバイス１００のいくつかは、例えば、有線または無線通信リンクを通じて通信することによって、またはユーザインターフェースデバイスをプロバイダデバイス１１０のポートに差し込むことによって、ユーザコンピューティングデバイスまたはユーザインターフェースと通信可能に接続する能力を有し得る。
加えて、図３において、第２の１群のビッグデータノード１１２は、例えば直接または間接様式で、ならびに／または有線様式及び／もしくは無線様式で、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続される、ユーザインターフェースノード２０である。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェースノード１１２は、アドホック様式でネットワークバックボーン１０５に接続する。さらに、プロセスプラント１０のいくつかの構成では、１つ以上の他のタイプのビッグデータノード１１５が複数のノード１０８に含まれる。例えば、プロセスプラント１０（例えば、実験室システムまたは運搬システム）の外部にあるシステムのノードは、システム１００のネットワークバックボーン１０５に通信可能に接続され得る。プロバイダノード１１０に類似して、ビッグデータユーザインターフェースノード１１２または他のビッグデータノード１１５は、直接もしくは間接接続を介して、及び／または有線もしくは無線接続を介して、バックボーン１０５に通信可能に接続され得る。
任意の数のビッグデータノード１０８（例えば、ゼロ個のノード、１つのノード、または１つを超えるノード）は、それぞれ、タスク、測定値、イベント、及び他のデータをリアルタイムで記憶する（及び／またはいくつかの事例では、キャッシュする）ために、それぞれのメモリ記憶装置（図３においてアイコンＭｘで示される）を含む。一実施形態において、メモリ記憶装置Ｍｘは、高密度メモリ記憶装置技術、例えば、固体ドライブメモリ、半導体メモリ、光メモリ、分子メモリ、生物学的メモリ、または任意の他の適切な高密度メモリ技術で構成される。いくつかの実施形態において、メモリ記憶装置Ｍｘはまた、フラッシュメモリも含む。メモリ記憶装置Ｍｘ（及びいくつかの事例では、フラッシュメモリ）は、そのそれぞれのノード１０８によって生成され、受信され、または別様には観察されるデータを記憶及び／またはキャッシュするように構成される。ノード１０８（例えば、コントローラデバイス）の少なくともいくつかのフラッシュメモリＭｘはまた、ノード構成、バッチレシピ、及び／または他のデータのスナップショットも記憶し得る。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の実施形態では、ノード１１０、１１２及び任意の数のノード１１５の全てが高密度メモリ記憶装置Ｍｘを含む。異なるタイプまたは技術の高密度メモリ記憶装置Ｍｘが、１組のノード１０８全体にわたって、または１組のノード１０８に含まれるノードのサブセット全体にわたって利用され得ることを理解されたい。
一実施形態において、任意の数のノード１０８、（例えば、ゼロ個のノード、１つのノード、または１つを超えるノード）は、それぞれ、図３においてアイコンＰＭＣＸで示される、それぞれのマルチコアハードウェア（例えば、マルチコアプロセッサまたは別のタイプの並列プロセッサ）を含む。ノード１０８の少なくともいくつかは、ノードでリアルタイムデータを記憶するための、そのそれぞれのプロセッサＰＭＣＸのコアの１つを指定し得る。追加的にまたは代替的に、ノード１０８の少なくともいくつかは、リアルタイムデータをキャッシュするための（及びいくつかの事例では、キャッシュされたリアルタイムデータをビッグデータアプライアンス１０２に記憶させるための）、そのそれぞれのマルチコアプロセッサＰＭＣＸの複数のコアの２つ以上を指定し得る。いくつかの実施形態において、リアルタイムデータを記憶するための１つ以上の指定されたコア、及びリアルタイムでキャッシュするための１つ以上の指定されたコアは、そのように排他的に指定される（例えば、１つ以上の指定されたコアは、ビッグデータを記憶し、処理することに関連する処理を除いて、いかなる他の処理も行わない）。一実施形態において、ノード１０８の少なくともいくつかは、それぞれ、プロセスプラント１０においてプロセスを制御する動作を行うために、そのコアの１つを指定する。一実施形態において、１つ以上のコアは、プロセスを制御する動作を行うために排他的に指定され、また、ビッグデータを処理するために使用されない。異なるタイプまたは技術のマルチコアプロセッサＰＭＣＸが、１組のノード１０８全体にわたって、または１組のノード１０８のノードのサブセット全体にわたって利用され得ることを理解されたい。プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の一実施形態では、ノード１１０、１１２及び任意の数のノード１１５の全てがいくつかのタイプのマルチコアプロセッサＰＭＣＸを含む。
図３は、ノード１０８のそれぞれがマルチコアプロセッサＰＭＣＸ及び高密度メモリＭｘの双方を含むように例示するが、ノード１０８のそれぞれは、マルチコアプロセッサＰＭＣＸ及び高密度メモリＭｘの双方を含むことを必要としないことに留意されたい。例えば、ノード１０８のいくつかは、マルチコアプロセッサＰＭＣＸだけを含み、高密度メモリＭｘを含まない場合があり、ノード１０８のいくつかは、高密度メモリＭｘだけを含み、マルチコアプロセッサＰＭＣＸを含まない場合があり、ノード１０８のいくつかは、マルチコアプロセッサＰＭＣＸ及び高密度メモリＭｘの双方を含む場合があり、及び／またはノード１０８のいくつかは、マルチコアプロセッサＰＭＣＸ及び高密度メモリＭｘのどちらも含まない場合がある。
プロバイダノードまたはデバイス１１０によって収集され、キャッシュされ、及び／または記憶され得るリアルタイムデータの例としては、測定データ、構成データ、バッチデータ、イベントデータ、及び／または連続データが挙げられる。例えば、構成、バッチレシピ、設定点、出力、速度、制御アクション、診断、警報、イベント、及び／またはそれらの変化に対応するリアルタイムデータが収集され得る。リアルタイムデータの他の例としては、プロセスモデル、統計、状態データ、ならびにネットワーク及びプラント管理データが挙げられる。ユーザインターフェースノードまたはデバイス１１２によって収集され、キャッシュされ、及び／または記憶され得るリアルタイムデータの例としては、例えば、ユーザログイン、ユーザクエリ、ユーザによって（例えば、カメラ、オーディオ、またはビデオ記録デバイスによって）捕捉されたデータ、ユーザコマンド、ファイルの作成、修正、もしくは削除、ユーザインターフェースノードまたはデバイスの物理的または空間的場所、ユーザインターフェースデバイス１１２によって行われた診断または試験の結果、及びユーザインターフェースノード１１２と相互作用するユーザによって開始される、または該ユーザに関連する他のアクションまたは活動が挙げられる。
収集され、キャッシュされ、及び／または記憶されたデータは、動的または静的データであり得る。例えば、収集され、キャッシュされ、及び／または記憶されたデータは、例えば、データベースデータ、ストリーミングデータ、及び／またはトランザクションデータを含み得る。全般的に、ノード１０８が生成し、受信し、または観察する任意のデータは、対応するタイムスタンプまたは収集／キャッシュの時間の指示とともに収集され、キャッシュされ、及び／または記憶され得る。好ましい実施形態において、ノード１０８が生成し、受信し、または観察する全てのデータは、各データの収集／キャッシュの時間（例えば、タイムスタンプ）のそれぞれの指示とともに、そのメモリ記憶装置（例えば、高密度メモリ記憶装置Ｍｘ）に収集され、キャッシュされ、及び／または記憶される。
したがって、ビッグデータプロセス制御ネットワーク１００において、ノードまたはデバイス１０８で、及び／またはビッグデータアプライアンス１０２で収集され、キャッシュされ、及び／または記憶されるデータの識別情報は、演繹的にデバイス１０８に構成される必要はない。さらに、データがノード１０８で収集されて、そこから送達される速度も、構成、選択、または定義する必要がない。代わりに、プロセス制御ビッグデータシステム１００のノード１１０、１１２（及び、随意に、他のノード１１５の少なくとも１つ）は、データが生成され、受信され、または取得される速度でノードによって生成され、受信され、または取得される全てのデータは、自動的に収集され、そして自動的に、収集したデータは、ノード１１０、１１２、及び／またはビッグデータアプライアンス１０２でローカルに記憶させる。
図４は、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に接続される種々のプロバイダノード１１０の例示的な構成を例示する。上で論じられるように、プロバイダノード１１０は、その主要機能が、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、及びＩ／Ｏデバイス等の、プロセスプラント環境１０においてリアルタイムでプロセスを制御する機能を行うために使用されるプロセス制御データを自動的に生成及び／または受信することであるデバイスを含む。プロセスプラント環境１０において、プロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われるプロセス測定値を示す信号を受信し、制御ルーチンを実現するためにこの情報を処理し、そして、プラント１０においてプロセスの動作を制御するために、他のフィールドデバイスへの有線または無線通信リンクを通じて送信される制御信号を生成する。一般的に、少なくとも１つのフィールドデバイスは、プロセスの動作を制御するために、物理的機能（例えば、弁を開くまたは閉じる、温度を上昇または下降させる等）を行い、いくつかのタイプのフィールドデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスを使用してコントローラと通信し得る。プロセスコントローラ、フィールドデバイス、及びＩ／Ｏデバイスは、有線または無線であり得、任意の数及び組み合わせの有線及び無線プロセスコントローラ、フィールドデバイス、及びＩ／Ｏデバイスは、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダノード１１０であり得る。
例えば、図４は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード１４６及び１４８を介して、有線フィールドデバイス１３５〜１４２に通信可能に接続され、また、無線ゲートウェイ１６５及びネットワークバックボーン１０５を介して、フィールドデバイス１５０〜１５６（そのいくつかは、無線であり（１５０〜１５４）、そのいくつかは、無線ではない（１５５、１５６））に通信可能に接続される、プロセスコントローラ１３１を含む。（別の実施形態において、しかしながら、コントローラ１３１は、別の有線または無線通信リンク等を使用することによって、バックボーン１０５以外の通信ネットワークを使用して、無線ゲートウェイ１６５に通信可能に接続される）。図４において、コントローラ１３１及びＩ／Ｏカード１４６、１４８は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０であるように示され、コントローラ１３１は、プロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５に直接接続される。
一例としてＥｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されているＤｅｌｔａＶ（商標）コントローラであり得るコントローラ１３１は、フィールドデバイス１３５〜１４２及び１５０〜１５６のうちの少なくともいくつかを使用して、バッチプロセスまたは連続プロセスを実現するために動作し得る。コントローラ１３１は、例えば標準的な４〜２０ｍＡデバイス、Ｉ／Ｏカード１４６、１４８、及び／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス通信プロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル等の任意のスマート通信プロトコルと関連付けられる任意の所望のハードウェア及びソフトウェアを使用して、フィールドデバイス１３５〜１４２及び１５０〜１５６に通信可能に接続され得る。いくつかの事例において、コントローラ１３１は、追加的にまたは代替的に、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、フィールドデバイス１３５〜１４２及び１５０〜１５６のうちの少なくともいくつかと通信可能に接続される。図４で例示される実施形態において、コントローラ１３１、フィールドデバイス１３５〜１４２、１５５、１５６、及びＩ／Ｏカード１４６、１４８は、有線デバイスであり、フィールドデバイス１５０〜１５４は、無線フィールドデバイスである。当然、有線フィールドデバイス１３５〜１４２、１５５、１５６、及び無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、将来開発される任意の標準規格またはプロトコルを含む、任意の他の所望の標準規格（複数可）または任意の有線もしくは無線プロトコル等のプロトコルに準拠することができる。
図４のコントローラ１３１は、制御ループを含み得る（メモリ１７２に記憶された）１つ以上のプロセス制御ルーチンを実現または監督する、プロセッサ１７０を含む。プロセッサ１７０は、フィールドデバイス１３５〜１４２及び１５０〜１５６と通信し得、また、バックボーン１０５に通信可能に接続される他のノード（例えば、ノード１１０、１１２、１１５）と通信し得る。本明細書で説明される任意の制御ルーチンまたはモジュール（品質予測及び障害検出モジュールまたは機能ブロックを含む）は、所望に応じて異なるコントローラまたは他のデバイスによって実現または実行されるその一部を有し得ることに留意されたい。同様に、プロセス制御システム１０内で実現されるように本明細書で説明される制御ルーチンまたはモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア等を含む、任意の形態を取り得る。制御ルーチンは、オブジェクト指向のプログラミング、ラダー論理、シーケンシャルファンクションチャート、機能ブロック図を使用する等の任意の所望のソフトウェア形式で、または任意の他のソフトウェアプログラミング言語もしくは設計パラダイムを使用して実現され得る。制御ルーチンは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）等の任意の所望のタイプのメモリに記憶され得る。同様に、制御ルーチンは、例えば、１つ以上のＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または任意の他のハードウェアもしくはファームウェア要素にハードコードされ得る。したがって、コントローラ３１は、任意の所望の様式で、制御ストラテジまたは制御ルーチンを実現するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、コントローラ１３１は、一般に機能ブロックと称されるものを使用して制御ストラテジを実現し、各機能ブロックは、制御ルーチン全体のオブジェクトまたは他の部分（例えば、サブルーチン）であり、また、プロセス制御システム１０内のプロセス制御ループを実現するために、（リンクと呼ばれる通信を介して）他の機能ブロックと併せて動作する。制御に基づく機能ブロックは、一般的に、プロセス制御システム１０内のいくつかの物理的機能を行うために、送信機、センサ、または他のプロセスパラメータ測定デバイスと関連付けられるような入力機能、ＰＩＤ、ファジー論理、モデル予測制御等を行う制御ルーチンと関連付けられるような制御機能、または弁等のいくつかのデバイスの動作を制御する出力機能、のうちの１つを行う。当然、ハイブリッド及び他のタイプの機能ブロックが存在する。機能ブロックは、コントローラ１３１に記憶され、それによって実行され得、それは一般的に、これらの機能ブロックが標準４〜２０ｍＡデバイス及びＨＡＲＴデバイス等のいくつかのタイプのスマートフィールドデバイスのために使用され、またはそれらと関連付けられるときに当てはまり、またはフィールドデバイス自体に記憶され、それによって実現され得、それは、フィールドバスデバイスに当てはまり得る。コントローラ１３１は、１つ以上の制御ループを実現し得る１つ以上の制御ルーチン１７８を含み得る。各制御ループは、一般的に、制御モジュールと称され、また、機能ブロックの１つ以上を実行することによって行われ得る。
有線フィールドデバイス１３５〜１４２、１５５、１５６は、センサ、弁、送信機、ポジショナ等の任意のタイプのデバイスであり得る一方で、Ｉ／Ｏカード１４６及び１４８は、任意の所望の通信またはコントローラプロトコルに準拠する任意のタイプのＩ／Ｏデバイスであり得る。図４で例示される実施形態において、フィールドデバイス１３５〜１３８は、アナログ線または組み合わせたアナログ及びデジタル線を通じてＩ／Ｏカード１４６に通信する標準的な４〜２０ｍＡデバイスまたはＨＡＲＴデバイスである一方で、フィールドデバイス１３９〜１４２は、フィールドバス通信プロトコルを使用して、デジタルバスを通じてＩ／Ｏカード１４８に通信するＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバスフィールドデバイス等のスマートデバイスである。しかしながら、いくつかの実施形態において、有線フィールドデバイス１３５〜１４２の少なくともいくつか、及び／またはＩ／Ｏカード１４６、１４８の少なくともいくつかは、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用して、コントローラ１３１と通信する。いくつかの実施形態において、有線フィールドデバイス１３５〜１４２の少なくともいくつか、及び／またはＩ／Ｏカード１４６、１４８の少なくともいくつかは、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０である。
図４で示される実施形態において、無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコル等の無線プロトコルを使用して、無線ネットワーク１８０の中で通信する。そのような無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、（例えば、同じまたは異なる無線プロトコルを使用して）無線通信するようにも構成される、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の１つ以上の他のノード１０８と直接通信し得る。無線で通信するように構成されない１つ以上の他のノードと通信するために、無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、バックボーン１０５または別のプロセス制御通信ネットワークに接続される、無線ゲートウェイ１６５を利用し得る。いくつかの実施形態において、無線フィールドデバイス１５０〜１５４の少なくともいくつか及び無線ゲートウェイ１６５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０である。
無線ゲートウェイ１６５は、プロセスプラント１０に含まれる無線通信ネットワーク１８０の種々の無線デバイスへのアクセスを提供し得る、プロバイダデバイス１１０の一例である。特に、無線ゲートウェイ１６５は、無線デバイス１５０〜１５４、１５７〜１５９、有線デバイス１３５〜１４２、１５５、１５６、及び／または（図４のコントローラ１３１を含む）プロセス制御ビッグデータネットワーク１００の他のノードの間に通信可能な連結を提供する。例えば、無線ゲートウェイ１６５は、ビッグデータネットワークバックボーン１０５を使用することによって、及び／またはプロセスプラント１０の１つ以上の他の通信ネットワークを使用することによって、通信可能な連結を提供し得る。
無線ゲートウェイ１６５は、いくつかの事例において、有線及び無線プロトコルスタックの１つまたは複数の共有層にトンネリングしながら、有線及び無線プロトコルスタックの下位層へのルーティング、バッファリング、及びタイミングサービス（例えば、アドレス変換、ルーティング、パケットセグメント化、優先順位付け等）によって、通信可能な連結を提供する。他の事例において、無線ゲートウェイ１６５は、いかなるプロトコル層も共有しない、有線プロトコルと無線プロトコルとの間でコマンドを翻訳し得る。プロトコル及びコマンド変換に加え、無線ゲートウェイ１６５は、無線ネットワーク１８０の中で実現される無線プロトコルと関連付けられるスケジューリングスキームのタイムスロット及びスーパーフレーム（時間的に均等に離間された複数組の通信タイムスロット）によって使用される、同期クロッキングを提供し得る。さらに、無線ゲートウェイ１６５は、リソース管理、性能調整、ネットワーク障害緩和、トラフィックの監視、セキュリティ、及び同類のもの等の、無線ネットワーク１８０のためのネットワーク管理及び管理機能を提供し得る。無線ゲートウェイ１６５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００のノード１１０であり得る。
有線フィールドデバイス１３５〜１４２と同様に、無線ネットワーク１８０の無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、プロセスプラント１０内の物理的制御機能、例えば、弁の開放もしくは閉鎖、またはプロセスパラメータの測定値を取り得る。しかしながら、無線フィールドデバイス１５０〜１５４は、ネットワーク１８０の無線プロトコルを使用して通信するように構成される。このように、無線フィールドデバイス１５０〜１５４、無線ゲートウェイ１６５、及び無線ネットワーク１８０の他の無線ノード１５７〜１５９は、無線通信パケットの製作者及び消費者である。
いくつかのシナリオにおいて、無線ネットワーク１８０は、非無線デバイスを含み得る。例えば、図４のフィールドデバイス１５５は、旧来の４〜２０ｍＡデバイスであり得、フィールドデバイス１５６は、従来の有線ＨＡＲＴデバイスであり得る。ネットワーク１８０内で通信するために、フィールドデバイス１５５及び１５６は、それぞれ、無線アダプタ（ＷＡ）１５７ａまたは１５７ｂを介して、無線通信ネットワーク１８０に接続され得る。加えて、無線アダプタ１５７ａ、１５７ｂは、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（登録商標）フィールドバス、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等の他の通信プロトコルをサポートし得る。さらに、無線ネットワーク１８０は、無線ゲートウェイ１６５と有線通信している別個の物理的デバイスであり得るか、または統合型デバイスとして無線ゲートウェイ１６５が提供され得る、１つ以上のネットワークアクセスポイント１５８ａ、１５８ｂを含み得る。無線ネットワーク１８０はまた、無線通信ネットワーク１８０内で一方の無線デバイスからもう一方の無線デバイスにパケットを転送するために、１つ以上のルータ１５９も含み得る。無線デバイス１５０〜１５４及び１５７〜１５９は、無線通信ネットワーク１８０の無線リンク１７５を通じて、互いに及び無線ゲートウェイ１６５と通信し得る。
故に、図４は、主に、ネットワークルーティング機能及び管理をプロセス制御システムの種々のネットワークに提供する役割を果たす、プロバイダデバイス１１０のいくつかの実施例を含む。例えば、無線ゲートウェイ１６５、アクセスポイント１５８ａ、１５８ｂ、及びルータ１５９は、無線通信ネットワーク１８０の中で無線パケットをルーティングする機能を含む。無線ゲートウェイ１６５は、無線ネットワーク１８０のためのトラフィックの運用及び管理機能を行い、ならびに、無線ネットワーク１８０と通信接続している有線ネットワークに及びそこからトラフィックをルーティングする。無線ネットワーク１８０は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ等のプロセス制御メッセージ及び機能を具体的にサポートする、無線プロセス制御プロトコルを利用し得る。
しかしながら、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダノード１１０はまた、他の無線プロトコルを使用して通信する、他のノードも含み得る。例えば、プロバイダノード１１０は、プロセス制御無線ネットワーク１８０で利用される無線プロトコルと異なる場合もあり、またはそうでない場合もある他の無線プロトコルを利用する、１つ以上の無線アクセスポイント１９２を含み得る。例えば、無線アクセスポイント１９２は、ＷｉＦｉまたは他のＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ローカルエリアネットワークプロトコル、ＷｉＭＡＸ（ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス）、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）、もしくは他のＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）準拠のプロトコル等のモバイル通信プロトコル、近距離無線通信（ＮＦＣ）及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の短波無線通信、ならびに／または他の無線通信プロトコルを利用し得る。一般的に、そのような無線アクセスポイント１９２は、ハンドヘルドまたは他のポータブルコンピューティングデバイス（例えば、ユーザインターフェースデバイス１１２）が、無線ネットワーク１８０と異なり、かつ無線ネットワーク１８０と異なる無線プロトコルをサポートする、それぞれの無線ネットワークを通じて通信することを可能にする。いくつかのシナリオでは、ポータブルコンピューティングデバイスに加え、１つ以上のプロセス制御デバイス（例えば、コントローラ３１、フィールドデバイス１３５〜１４２、または無線デバイス１５０〜１５４）はまた、アクセスポイント１９２によってサポートされる無線を使用して通信し得る。
追加的にまたは代替的に、プロバイダノード１１０は、近接したプロセス制御システムまたはプラント１０の外部にあるシステムに対する１つ以上のゲートウェイ１９５、１９８を含み得、さらに、プラント１０を所有及び／または運営する企業と関連付けられる。一般的に、そのようなシステムは、プロセス制御システムまたはプラント１０によって生成または動作される情報の顧客または供給者であり、また、図１で示されるプライベートネットワーク２５ａ等のプライベート企業ネットワークを介して、相互接続され得る。例えば、プラントゲートウェイノード１９５は、（それ自体のそれぞれのプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５を有する）近接したプロセスプラント１０を、それ自体のそれぞれのプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーンを有する別のプロセスプラントと通信可能に接続し得る。一実施形態では、単一のプロセス制御ビッグデータネットワークバックボーン１０５が、複数のプロセスプラントまたはプロセス制御環境にサービスを提供し得る。
別の実施例において、プラントゲートウェイノード１９５は、近接したプロセスプラント１０を、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００またはバックボーン１０５を含まない、旧来のまたは従来技術のプロセスプラントに通信可能に接続し得る。本実施例において、プラントゲートウェイノード１９５は、プラント１０のプロセス制御ビッグデータバックボーン１０５によって利用されるプロトコルと、旧来のシステムによって利用される異なるプロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、フィールドバス、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等）との間でメッセージを変換または翻訳し得る。
プロバイダノード１１０は、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００を、実験室システム（例えば、実験室情報管理システムまたはＬＩＭＳ）、オペレータ巡回データベース、運搬システム、維持管理システム、製品在庫管理システム、生産スケジューリングシステム、気象データシステム、出荷及び運搬システム、梱包システム、インターネット、別のプロバイダのプロセス制御システム、または他の外部システム等の、外部のパブリックまたはプライベートシステムのネットワークと通信可能に接続するために、１つ以上の外部システムゲートウェイノード１９８を含み得る。例えば、１つ以上の外部システムは、プライベートネットワーク（例えば、図１のプライベートネットワーク２６ａ）を介してアクセスされ得、及び／または１つ以上の外部システムは、パブリックネットワーク（例えば、図１のパブリックネットワーク２６ｂ）を介してアクセスされる。
加えて、図４は、有限数のフィールドデバイス１３５〜１４２及び１５０〜１５６を伴う単一コントローラ１３１だけを例示するが、これは、例示的かつ非限定的な実施形態に過ぎない。任意の数のコントローラ１３１が、プロセス制御ビッグデータネットワーク１００のプロバイダノード１１０に含まれ得、コントローラ１３１のいずれかが、任意の数の有線または無線フィールドデバイス１３５〜１４２、１５０〜１５６と通信して、プラント１０のプロセスを制御し得る。さらに、プロセスプラント１０はまた、任意の数の無線ゲートウェイ１６５、ルータ１５９、アクセスポイント１５８、無線プロセス制御通信ネットワーク１８０、アクセスポイント１９２、及び／またはゲートウェイ１９５、１９８も含み得る。
上で論じられるように、プロバイダノード１１０の１つ以上は、それぞれのマルチコアプロセッサＰＭＣＸ、それぞれの高密度メモリ記憶装置ＭＸ、またはそれぞれのマルチコアプロセッサＰＭＣＸ及びそれぞれの高密度メモリ記憶装置ＭＸ（図４において、アイコンＢＤによって示される）の双方を含み得る。各プロバイダノード１００は、そのメモリ記憶装置ＭＸ（及び、いくつかの実施形態では、そのフラッシュメモリ）を利用して、データを収集し、記憶し、及び／またはキャッシュし得る。上で論じられるように、いくつかのプロセスプラント１０において、プロバイダノード１１０の少なくともいくつかは、履歴化、集約、及び／または統合のために、記憶した及び／またはキャッシュしたビッグデータをビッグデータアプライアンス１０２に送信し、及び／またはプロバイダノード１００の少なくともいくつかは、履歴化、集約、及び／または統合のために、ビッグデータをローカルに維持する。
さらに図４に関して、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の種々のノードに／から、及びネットワーク１００に含まれる場合は、プロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２に／から、パケットをルーティングするように構成される、複数のネットワーク化されたコンピューティングデバイスまたはスイッチを含む。バックボーン１０５の複数のネットワーク化されたコンピューティングデバイスは、任意の数の無線及び／または有線リンクによって、相互接続され得る。一実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上のファイアウォールデバイスを含む。
ビッグデータネットワークバックボーン１０５は、１つ以上の適切なルーティングプロトコル、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）スーツ（例えば、ＵＰＤ（ユーザデータグラムプロトコル）、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等）、または他の適切なルーティングプロトコルに含まれるプロトコルをサポートする。一実施形態において、ノードの少なくともいくつかは、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ）等のストリーミングプロトコルを利用して、ネットワークバックボーン１０５を介して、ノードからプロセス制御ビッグデータアプライアンス１０２に、キャッシュされたデータをストリームする。一実施形態において、ビッグデータネットワークバックボーン１０５によってサポートされるルーティングプロトコルは、プロセス制御ビッグデータのためのプロセス−制御固有のルーティングプロトコルである。一般的に、プロセスデータビッグデータネットワーク１００に含まれる各ノード１０８は、少なくとも、バックボーン１０５によってサポートされるルーティングプロトコル（複数可）のアプリケーション層（及び、いくつかのノードのための追加的な層）をサポートし得る。一実施形態において、各ノード１０８は、例えば一意のネットワークアドレスによって、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００内で一意的に識別される。
一実施形態において、プロセス制御システムビッグデータネットワーク１００の少なくとも一部分は、アドホックネットワークである。よって、ノード１０８の少なくともいくつかは、アドホック様式でネットワークバックボーン１０５に（またはネットワーク１００の別のノードに）接続し得る。一実施形態において、ネットワーク１００への参加を要求する各ノードは、認証されなければならない。認証は、後の項でさらに詳細に論じられる。
図３に戻ると、ビッグデータが記憶される各ノード１０８（例えば、ビッグデータアプライアンス１０２及び／または１つ以上の他のノード１０８）は、全てのタイプのプロセス制御システム関連のデータの記憶をサポートする構造を有する、一体の論理データ記憶部領域（例えば、ＭＸ）を含む。例えば、論理データ記憶領域（例えば、ＭＸ）に記憶される各エントリ、データ点、または観察値は、データの識別情報の指示（例えば、ソース、デバイス、タグ、場所等）、データの内容（例えば、測定値、値等）、及びデータが収集された、生成された、受信された、または観察された時間を示すタイムスタンプを含み得る。よって、これらのエントリ、データ点、または観察値は、本明細書において「時系列データ」と称される。データは、例えば、スケーラブルな記憶、ストリームデータ、及び低遅延クエリをサポートするスキーマを含む共通フォーマットを使用して、ノード１０８のデータ記憶領域に記憶され得る。
一実施形態において、スキーマは、複数の観察値を各行に記憶することと、カスタムハッシュを伴う行鍵を使用して行の中のデータをフィルタリングすることとを含む。一実施形態において、ハッシュは、タイムスタンプ及びタグに基づく。例えば、ハッシュは、タイムスタンプの丸めた値であり得、タグは、プロセス制御システムのまたはそれに関連するイベントまたはエンティティに対応し得る。一実施形態において、各行にまたは１群の行に対応するメタデータも、時系列データと統合的に、または時系列データとは別に、データ記憶領域ＭＸに記憶され得る。例えば、メタデータは、時系列データとは別に、スキーマレス様式で記憶され得る。
一実施形態において、データをアプライアンスデータ記憶装置ＭＸに記憶するために使用されるスキーマは、ビッグデータ記憶アプライアンス１０２、及びノード１０８の少なくとも１つにわたって共通である。故に、この実施形態において、スキーマは、データが、ノードのローカル記憶領域ＭＸから、バックボーン１０５を通して、プロセス制御システムビッグデータアプライアンスデータ記憶装置１２０に送信されるときに、維持される。
図１を再度参照すると、上で論じられるように、本明細書で開示される技法、方法、システム、及びデバイスは、デバイスもしくはコンポーネント１８、２０、２２をプロセスプラント１０に対して安全化することを可能にし、及び／またはデバイスもしくはコンポーネント１８、２０、２２をプラント１０のプロセス制御ネットワーク（例えば、ネットワーク１２、１５の少なくとも１つ）に安全にアクセスすることを可能にし、よって、デバイスもしくはコンポーネント１８、２０、２２は、意図または設計された通りに、問題なくプロセス制御システムまたはプロセスプラント１０に、またはそれとともに安全に含まれ、利用される。例示のために、図５Ａは、プロセス制御プラント１０等のプロセス制御プラントによってデバイスを安全化する例示的な方法２００を表す。方法２００は、例えば、デバイス（例えば、「ターゲット」デバイス）を安全化して、プロセスプラント１０の別のデバイスと問題なくかつ安全に通信するために使用され得る。追加的にまたは代替的に、方法２００は、ターゲットデバイスを安全化して、プロセスプラントネットワーク１２、１５と、例えばネットワーク１２、１５に含まれる１つ以上のデバイスと問題なくかつ安全に通信するために使用され得る。ターゲットデバイスは、例えば、デバイス１８、２０、２２のうちの１つであり得る。いくつかの事例において、方法２００の少なくとも一部は、デバイス１８、２０、２２のうちの１つによって、または別のデバイスによって行われる。一実施形態において、デバイス１８、２０、２２のうちの１つのプロセッサは、デバイス１８、２０、２２のメモリに記憶される１組のコンピュータ実行可能な命令を実行し、該命令の実行は、デバイス１８、２０、２２に、方法２００の少なくとも一部分を行わせる。説明を容易にするために、方法２００は、図１〜図４を同時に参照して下で論じられるが、この議論は、限定するものではない。
方法２００は、ターゲットデバイス１８、２０、２２が位置する環境、領域、または場所の１組の現在の条件、特性、及び／または属性を決定すること、ならびに／またはターゲットデバイス自体の１組の現在の条件、特性、及び／または属性を決定することを含む（ブロック２０２）。例えば、プロセスプラント１０のリアルタイム動作を目的としたターゲットデバイス１８、２０、２２の初期化またはブートアップ時に、かつターゲットデバイス１８、２０、２２が、プロセスプラント１０のリアルタイム動作を目的として任意の他のデバイスと通信する前に（例えば、任意の他のデバイスと通信して、デバイス１８、２０、２２を構成し、及び／またはデータを送信もしくは受信してプロセスを制御させる前に）、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、それ自体の、及び／またはターゲットデバイス１８、２０、２２の初期化またはブートアップ後にそれ自体が位置すると分かる環境の、１組の現在の条件、特性、または属性を検出または決定する。すなわち、初期化またはブートアップ後に、かつターゲットデバイス１８、２０、２２がターゲットデバイス１８、２０、２２の必要とされる任意のアクションを行い、よって、プロセスがプロセスプラント１０で制御されている間にターゲットデバイス１８、２０、２２が動作し得る前に、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、それ自体の、及び／またはターゲットデバイス１８、２０、２２が現在位置する環境の、１組の現在の条件または属性を検出または決定する。全般的に、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、プロセスプラント１０の任意の他のデバイスと通信することなく、該検出及び／または判定を行うが、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、いくつかの事例において、プロセスプラント１０を知らない、またはそれに気付かない別のデバイスと通信し得る。例えば、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、その地理空間的場所を決定するために、ＧＰＳ衛星と通信し得る。しかしながら、いくつかのターゲットデバイス１８、２０、２２は、現在の条件、特性、及び／または属性の検出及び／または判定を行うために、任意の他のデバイスと全く通信しない場合がある。
上で論じられるように、１組の現在の条件、特性、及び／または属性は、一般的に、ターゲットデバイス１８、２０、２２自体を、及び／またはターゲットデバイス１８、２０、２２が位置する環境を記述するか、または示す。例えば、ターゲットデバイス１８、２０、２２の現在の条件もしくは属性、及び／またはその現在の環境は、（例えば、ターゲットデバイス１８、２０、２２に含まれるＧＰＳ送受信機によって決定され得る）ターゲットデバイス１８、２０、２２の地理空間的場所であり得る。現在の条件または属性の他の例としては、時間及び／または日付（プロセスプラント１０でのリアルタイム動作のためのデバイス１０の初期化／ブートアップの時間及び／または日付）、ならびに初期化／ブートアップ時にデバイス１８、２０、２２が位置するプロセスプラント１０の特定の領域が挙げられる。現在の条件／属性のさらに他の例としては、デバイスのユーザの識別情報、デバイスを動作させるプロセスプラント１０の識別情報、プロセスプラント１０を運営する組織エンティティ（一般的に、ターゲットデバイス１８、２０、２２を調達した、及び／またはデバイスをプロセスプラント１０で、またはそのプロセスプラント１０のために使用することを意図する、組織エンティティ）の識別情報、及び／またはプロセスプラント１０が位置する群、州、行政区、または国等の管轄区域の識別情報が挙げられる。現在の条件／属性のなおさらなる例としては、デバイスのタイプ（例えば、コントローラ、Ｉ／Ｏカード、スマートフィールドデバイス、ルータ、ゲートウェイ、アクセスポイント、タブレット、ラップトップ、診断モニタ等）、デバイスの製造業者、デバイスのモデル、及びターゲットデバイス１８、２０、２２がプロセスプラント１０で動作している間にターゲットデバイス１８、２０、２２によって送信されるリアルタイムデータのタイプが挙げられる。一般的に、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、ターゲットデバイス１８、２０、２２のコンポーネント（例えば、ＧＰＳ送受信機、高度計、ジャイロスコープ、ユーザログオン機構等）を動作させることによって、及び／またはターゲットデバイス１８、２０、２２のメモリに記憶されたデータを読み出すことによって、それ自体の、及び／またはその現在の環境の１組の現在の条件／属性を決定する。
方法２００は、ターゲットデバイス１８、２０、２２及び／またはその現在の場所に対応する１組の現在の条件または属性が、ターゲットデバイス１８、２０、２２がプロセス制御ネットワーク１２、１５にアクセスするために、または他のデバイスにアクセスするために満たすまたは存在する必要がある１組の条件または属性を遵守しているかどうか、または適合しているかどうかを判定することを含む（ブロック２０５）。随意のブロック２１２及び２１５（破線で示される）は、差し当たり無視するとして、１組の現在の条件または属性が、ブロック２０５で１組の必要な条件または属性を遵守している場合、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、安全であるとみなされ、また、プロセス制御ネットワークもしくはネットワーク１２、１５または他のデバイスへのアクセスを許可される（ブロック２０８）。故に、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、次に、プロセスプラント１０が動作してプロセスを制御している間、プロセスプラント１０内で、リアルタイムで動作し得る。例えば、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、プロセスプラント１０の別のデバイスと通信し得る、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、ネットワーク１２、１５のうちの少なくとも１つを使用し得るか、またはそれを通じて通信し得る、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、プロセスプラント１０と関連付けられる別のデバイスからそのリアルタイム動作挙動を指定する構成を受信し、インスタンスを生成し得る、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、プロセスを制御させるために、リアルタイムデータを送信または受信し得る、等である。一実施形態では、他のデバイスに対して安全化されたデバイス１８、２０、２２によって、またはネットワーク１２、１５のうちの１つ以上を介して送信される通信のいくつかまたは全てが暗号化される（ブロック２１８）。例えば、プロセスデータが暗号化され、及び／または他のデータが暗号化される。
ブロック２０５で、１組の現在の条件または属性が１組の必要な条件または属性を遵守していない、またはそれに適合していない場合、ターゲットデバイス１８、２０、２２は、プロセス制御ネットワークもしくはネットワーク１２、１５または他のデバイスへのアクセスを許可されない（例えば、アクセスを拒否される、またはアクセスを阻止される）（ブロック２１０）。すなわち、デバイス１８、２０、２２は、安全ではない、またはそれを使用することを意図する環境にないと判定される。故に、デバイス１８、２０、２２は、プロセス制御ネットワーク１２、１５のいずれかを介して、または他のデバイスに、いかなる通信も送信しないことによって、及び特に、ネットワーク１２、１５の任意のノードまたは他のデバイスとの通信を回避することによって、プロセスプラント１０から該デバイス自体を分離する。デバイス１８、２０、２２が統合型ユーザインターフェースを含む場合は、デバイス１８、２０、２２は、それに対する非遵守性を示し得る。追加的にまたは代替的に、デバイス１８、２０、２２は、携帯電話通信ネットワークまたは他のプライベートもしくはパブリックコンピューティングネットワーク等の、プロセス制御ネットワーク１２、１５のうちの１つでないネットワークを介して、その非遵守性を示し得る。
一実施形態において、１組の必要な条件及び／または属性の指示は、ターゲットデバイス１８、２０、２２のメモリ（例えば、不揮発性メモリ）に供給されるか、またはそれに記憶される。例えば、１組の条件及び／または属性は、プロセスプラント１０のリアルタイム動作中にターゲットデバイス１８、２０、２２を使用するために初期化またはブートアップする前に、工場で、製造現場で、ステージング現場で、または任意の場所もしくは時間で供給され得る。１組の条件及び／または属性を供給することは、製造中に１組の条件及び／または属性を供給すること、外部ツールを使用して供給すること、ならびに／または証明書を使用して供給すること等によって、任意の既知の及び／または適切な技法を使用して行われ得る。
いくつかの事例において、１組の条件及び／または属性は、ターゲットデバイス１８、２０、２２に供給される鍵、例えば、プロセスプラント１０の１つ以上のネットワーク及び／またはプロセスプラント１０に含まれるデバイスに対してデバイス１８、２０、２２を認証するために利用される鍵に含まれる。一実施形態において、デバイス１８、２０、２２に供給される鍵は、シード及び鍵生成データの組み合わせから生成され、ここで、鍵生成データは、デバイス１８、２０、２２がプロセスプラントの１つ以上のネットワークにアクセスすることを許可されるために必要である、デバイス１８、２０、２２に、及び／またはデバイス１８、２０、２２が位置し得る環境に対応する１組の条件、特性、及び／または属性を示す。例えば、シードは、ランダムに、もしくは疑似ランダム的に生成された数字であり、及び／またはシードは、デバイス識別子（例えば、ＨＡＲＴまたはＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴデバイスＩＤ）に基づき、鍵生成データは、ビットマップ、アレイ、１組の値、コード、他のデータに対する１つ以上のポインタ、または１組の必要な条件、特性、及び／もしくは属性を示すデータの任意の他の適切な配列である。
さらに、シード及び鍵生成データの組み合わせは、任意の適切な様式でシード及び鍵生成データを組み合わせることによって生成され得る。例えば、シード及び鍵生成データは、連結され得、ある機能を使用して組み合わせられ得、及び／または組み合わせを形成するために織り混ぜられたそれらのそれぞれのビット及び／またはバイトの少なくとも一部分を有し得る。シード及び鍵生成データの組み合わせは、デバイス１８、２０、２２に供給される鍵を生成するために（全体として、または統合的に）動作する。鍵生成は、シード及び鍵生成データの組み合わせに関して動作する任意の適切なまたは既知の鍵生成アルゴリズムまたは機能を使用して行われ得る。例えば、パブリック鍵生成アルゴリズム、対称鍵生成アルゴリズム、暗号ハッシュ関数、分散鍵生成アルゴリズム、及び／または任意の他の適切なまたは既知の鍵生成アルゴリズムが、組み合わせたシード及び鍵生成データに適用され得る。所望であれば、方法２００は、暗号化鍵を形成するために、鍵生成アルゴリズムによって生成される鍵を暗号化することを含む。暗号化は、公開鍵暗号化アルゴリズム、対称鍵暗号化アルゴリズム、ＰＧＰ（プリティグッドプライバシー）暗号化アルゴリズム、及び／または任意の他の適切なまたは既知の暗号化アルゴリズム、関数、または技法等の、任意の適切なまたは既知の暗号化技法、アルゴリズム、関数を使用して行われ得る。いくつかの事例において、鍵生成技法及び暗号化技法は、シード及び鍵生成データの組み合わせに適用される、統合型技法である。
さらに、本明細書で説明される技法によって利用され得るいくつかの暗号化技法またはアルゴリズムは、鍵またはメッセージの内容に基づいて、メッセージ完全性コード（ＭＩＣ）、チェックサム、または鍵もしくはメッセージに添付され得る、もしくはそれに含まれ得る他のタイプの検証コードを生成し得る。そのような暗号化技法の例は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルで使用される暗号化アルゴリズムである。そのようなＭＩＣ、チェックサム、または他のタイプの検証コードは、メッセージ／鍵の内容が送信中に変更されたかどうかを検証または判定するために使用され得る。例えば、暗号化鍵の受信機は、送信機によって使用されるものと同じ方法またはアルゴリズムを適用して、ＭＩＣコードを生成し得、受信機は、その生成したＭＩＣコードを、メッセージ／鍵に埋め込まれたＭＩＣコードと比較し得る。それ自体によって、または別の暗号化アルゴリズムに加えて、そのような暗号化アルゴリズムが使用されるときには、さらなる安全性を提供するために、暗号化鍵のホストデバイスとプロセスプラント１０の中のピアデバイスとの間で交換されるメッセージに、結果として生じるＭＩＣコードが含まれ得る。
いくつかの状況では、１つ以上の副鍵もデバイス１８、２０、２２に供給される。副鍵は、一般に知られているように、鍵に基づき、由来し、結び付けられ、依存し、及び／または別様に鍵と関連付けられる。鍵と関連付けられる副鍵は、上で説明される鍵生成技法に類似する様式の副鍵生成データに基づいて生成され得る。例えば、副鍵は、シード及び副鍵生成データの組み合わせに基づいて生成され得る。本明細書で説明される技法に関して、一般的に、副鍵生成データ及び鍵生成データは、それぞれの異なる必要な条件／属性を示す異なるデータである。いくつかの状況において、副鍵は、鍵と関連付けられる１つ以上の条件のさらなる限定条件または属性（例えば、副条件または副属性）を表す。例えば、特定の鍵のための鍵生成データは、プロセスプラント運営会社ＸＹＺによって使用されているデバイスの必要な条件を示し得、特定の鍵と関連付けられる副鍵のための副鍵生成データは、運営会社ＸＹＺによって運営されるプロセスプラント＃１２３で使用されているデバイスの必要な条件を示し得る。さらに、異なるパーティまたは組織エンティティは、鍵生成データ及び副鍵生成データを別々に定義することができる。例えば、デバイス１８、２０、２２の提供者または供給者は、鍵生成データとして「プロセスプラント運営会社ＸＹＺ」を定義し得る一方で、プロセスプラント運営会社ＸＹＺは、副鍵生成データとして「プロセスプラント＃１２３」を定義し得る。鍵と同様に、副鍵は、例えば関連付けられた鍵に利用されるものと同じまたは異なる暗号化アルゴリズムを使用することによって暗号化される場合もあり、または暗号化されない場合もある。いくつかの状況において、副鍵の提供者は、別のパーティがいくつかの副鍵にアクセスすることは許可するが、他のパーティが他の副鍵にアクセスすることは拒否する。例えば、運営会社ＸＹＺは、選択された副鍵が定義される鍵を製造業者が提供した場合であっても、デバイス１８、２０、２２の製造業者が、選択された副鍵にアクセスする能力を有効または無効にし得る。
故に、方法２００のブロック２０５のいくつかの実施形態において、１組の現在の条件／属性が、デバイス１８、２０、２２及び／またはその現在の場所に対応する１組の現在の条件／属性が１組の必要な条件／属性を遵守しているかどうか、またはそれに適合しているかどうかを判定することは、該判定を行うために、デバイス１８、２０、２２に供給された鍵及び任意の副鍵を使用することを含む。一実施形態において、供給された鍵及び１つ以上の副鍵（存在する場合）は、供給された鍵が生成された鍵生成データを決定するために、及び該当する場合は、供給された副鍵が生成された副鍵生成データを決定するために、「リバースエンジニアリングされる」か、または別様に分解される。例えば、鍵生成データを回復するために、最初に、供給された鍵に対して逆の鍵生成アルゴリズムを行い、次いで、その結果を分解して（例えば、シード及び鍵生成データを組み合わせるために使用される機能の逆を使用して、結果を組み合わせ解除する）、シード及び鍵生成データを回復する。別の実施例では、鍵または副鍵生成データを決定する、抽出する、または回復するために、機能または他のアルゴリズムが、供給された鍵または副鍵に適用され得る。回復した鍵生成データ及び（該当する場合は）副鍵生成データは、デバイス１８、２０、２２がプロセス制御ネットワーク１２、１５にアクセスするための必要な条件／属性を示すので、回復した鍵及び副鍵生成データによって示される必要な条件／属性は、現在の条件／属性と比較して、デバイス１８、２０、２２がプロセス制御ネットワーク１２、１５へのアクセスを許可されたかどうかを判定する（ブロック２０５）。
本明細書で説明される技法、方法、及び装置は、デバイスがプロセスプラント及びそれらのネットワークに対して安全化されることを可能にするだけでなく、追加的にまたは代替的に、窃盗、誤用、悪意のある使用、プラントの違反、プロセスの制御喪失、爆発、火災等の破壊的イベントの発生、ならびに／または装置及び／もしくは人命の喪失を軽減するために、特定の状況または条件の間に、デバイスが特定のプロセスプラントに対してだけ安全化されることも可能にする。本技法の使用及び利益を例示するために、複数の例示的なシナリオが下で提供される。
第１の実施例において、第１の１組のフィールドデバイスには、該フィールドデバイスの製造業者または供給者によって、供給者、例えば石油会社Ａの特定の顧客に対してだけデバイスが使用されることを示す鍵が供給される。同様に、他の複数組のフィールドデバイスには、それらのそれぞれの顧客、例えば紙製品製造業者Ｂ、接着剤製造業者Ｃ等の指示が供給される。したがって、本明細書で説明される技法の少なくともいくつかを使用することによって、各フィールドデバイスは、それらのそれぞれの会社のプロセス制御ネットワークと通信することだけが許可され、例えば、石油会社Ａに対して供給されるフィールドデバイスは、フィールドデバイスが所望の構造及びモデルであった場合であっても、紙製品製造業者Ｂのプロセス制御ネットワークにアクセスすること、及び紙製品製造業者Ｂのプロセスプラントで使用されることが阻止される。よって、デバイス製造業者は、エンティティ間でのデバイスの望まれないまたは違法な転売または譲渡を制御することが可能である。さらに重要なことに、適正な顧客のネットワークで使用するために供給されたデバイスが、該デバイスの使用に対して悪意のある意図を有するエンティティまたはパーティによって盗まれた場合、または該提供されたデバイスが悪意のあるパーティに違法に販売された場合、該デバイスは、悪意のあるパーティのプロセスネットワークでの動作が阻止される。例えば、非道な目的で爆発材料を製造することを所望する悪人グループは、接着剤製造業者Ｃのネットワークでだけ使用するために供給されたデバイスを使用することができない。
本技法の別の実施例において、プロセス制御システムの提供者、例えば石油会社Ａは、診断ツールの使用が許可された時間及び場所を示す副鍵生成データを診断ツールに供給する。例えば、副鍵生成データは、プロセスプラントのある特定の領域に対して週末の午前２時〜午前５時の時間中に診断を行うために、診断デバイスが、ネットワークにアクセスすることだけが許可されることを示し得、また、診断デバイスが、プロセスプラントの他の領域において任意のときにネットワークにアクセスすることを許可されることを示し得る。
さらに別の実施例において、石油会社Ａは、ある特定の場所でだけ使用するための、ある特定のプロセス制御デバイスを供給する。このように、プロセス制御デバイスが誤った設置場所に不注意に出荷された場合、プロセス制御デバイスは、その誤った場所でネットワークにアクセスすることが阻止され、したがって、該デバイスの潜在的な誤用が防止され得る。
さらに別の実施例において、石油会社Ａは、オペレータが使用するためのラップトップまたはコンピューティングデバイスを提供し、供給する。副鍵生成データを使用することで、石油会社Ａは、種々のプロセス制御ネットワーク及び石油会社Ａのプラントにアクセスするために、いつ、どこで、また誰によってラップトップが使用され得るのかを自動的に定義し、安全化するために、異なる副鍵を指定する。例えば、石油会社Ａは、副鍵生成データを使用して、ユーザ１１４４がラップトップにログオンして石油採掘装置Ｎのネットワークに接続したときに、ラップトップが石油採掘装置Ｎのネットワークに無線で接続することが許可されることを指定し得る。しかしながら、ユーザ１１４４が、代わりに、別の石油採掘装置のネットワークへの接続を試みた場合、アクセスは拒否され得る。
上で論じられるように、デバイス１８、２０、２２に供給される鍵及び／または副鍵は、デバイス１８、２０、２２がプロセスプラントの１つ以上のネットワークにアクセスするために、及び／または特定のデバイスと通信することを許可されるために必要とされる１つ以上の条件及び／または属性を示すために使用されることに加えて、１つ以上のプロセス制御ネットワークに対して、またはプロセス制御プラントに含まれる特定のデバイスに対して、デバイス１８、２０、２２を認証するために使用され得る。例えば、デバイスの供給が証明書を使用して達成される実施形態の場合、証明機関または代理業者（ＣＡ）は、プロセス制御ネットワークへのアクセスを所望することを示す種々のデバイスの識別情報を検証するために使用され得る公開鍵／秘密鍵の対及び証明書を管理する。いくつかの事例において、デバイスの供給者または提供者（例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）は、そのデバイスのためのＣＡとしての役割を果たし、製造業者、プロセス制御システム運営エンティティ、及びデバイス供給者の他の下流の顧客は、必要に応じて、デバイスの供給者から多数の公開鍵／秘密鍵の対として要求し得る。上で論じられるように、鍵生成データに基づいて、鍵の対は、単一のデバイス１８、２０、２２と関連付けられ得るか、または１群のデバイスもしくはアイテム（例えば、特定のタイプのデバイス、特定の１組の人々（例えば、役割、承認、作業グループ等による）、特定のプラントの場所または現場、特定の場所または現場の特定の領域、特定の製造業者または顧客等）と関連付けられ得る。このように、デバイス供給者は、適切な鍵の対を有する直ちに使用できるデバイスを予め構成することでき、該鍵の対は、一般的に、デバイス供給者によって（または指定されたＣＡによって）発行される証明書に含まれる。鍵の対は、デバイスの供給段階中、例えば、デバイスが供給者から離れた後、かつデバイスが、デバイス（例えば、プロセスプラント運営エンティティ）を受け取る顧客のプロセスプラントによってリアルタイムで使用するために初期化される前のいくつかの時点で、デバイスを安全化するために提示される。さらに、類似する様式で、デバイス供給者の下流の顧客（製造業者、プロセス制御システム運営エンティティ、またはデバイス供給者の他の下流の顧客等）は、デバイス供給者の鍵及びそれに対応する証明書と関連付けられる副鍵のローカライズされたＣＡとしての役割を果たし得る。ローカライズされたＣＡは、所望に応じてそれ自体のプロセスプラント及び場所で安全性、資産管理、危険性等を管理するために、デバイス供給者によって提供される鍵と関連付けられる副鍵を定義し、提供する。しかしながら、ローカライズされたＣＡは、デバイス供給者によって提供された任意の鍵または情報を変更すること、またはそれにアクセスすることが阻止され得る。
よって、以下、方法２００及び随意のブロック２１２、２１５に戻ると、いくつかの実施形態において、ターゲットデバイス１８、２０、２２がアクセスのための必要な条件及び／または属性を遵守していると判定された（例えば、ブロック２０５の「はい」行程）後に、方法２００は、プロセス制御ネットワーク１２、１５または他のデバイスに対するターゲットデバイス１８、２０、２２の認証を試みることを含む（ブロック２１２）。例えば、デバイス１８、２０、２２は、例えば証明書交換のために、デバイス１８、２０、２２のそれぞれの鍵に対応する証明書を利用することによって、ネットワーク１２、１５のうちの少なくとも１つまたは他のデバイスに対する認証を試みる。いくつかの事例において、デバイス１８、２０、２２は、デバイス１８、２０、２２のそれぞれの副鍵に対応する証明書を利用することによって、認証を試みる。
ターゲットデバイス１８、２０、２２を認証する例示的な実施形態（図５Ａのブロック２１２）は、図５Ｂで例示される。図５Ｂは、別のデバイスまたはネットワークに対してターゲットデバイスを認証する（例えば、ターゲットデバイスが問題なくかつ安全に通信することを所望する別のプロセスプラントデバイスまたはネットワークによって、ターゲットデバイスを認証する）例示的な方法２２０のフロー図を含む。図５Ｂにおいて、他のデバイスまたはネットワークによってターゲットデバイスを認証することは、２２２で、他のデバイスまたはネットワークに対応する証明書を要求し、要求した証明書を受け取ることを含む。全般的に、受け取った証明書は、ターゲットデバイス１８、２０、２２が認証することを所望する他のデバイスまたはネットワークの妥当性を証明する。例えば、受け取った証明書は、他のデバイスまたはネットワークと、鍵のデジタル署名及び随意に他の情報を提供することによってデータを暗号化及び／または暗号解読するために使用される鍵（例えば、公開鍵）との結合を証明し得る。いくつかの事例において、公開鍵は、証明書に含まれる。証明書は、証明書または証明機関（ＣＡ）によって他のデバイスまたはネットワークに対して発行され得る。ＣＡは、プロセスプラント１０によって提供され得、プロセスプラント１０が帰属する企業によって提供され得、及び／または公開ＣＡであり得る。
ブロック２２５で、方法２２０は、セッション、例えば安全なまたは安全化されたセッションを初期化または開始することを含み、それを介してターゲットデバイス及び他のデバイスまたはネットワークを利用して安全に通信する。ある実施例において、２２５でセッションを初期化することは、ソケット層、またはターゲットデバイスと他のデバイスもしくはネットワークとの間の他の適切なトランスポート層もしくは下位レベルの通信層で行われるが、いくつかの事例において、２２５で、２つのパーティ（例えば、ターゲットデバイス１８、２０、２２と、ネットワーク１２、１５の他のデバイスまたはノードとの）間でセッションを初期化することは、ソケット層またはトランスポート層の上側または下側の通信層で行われる。
一実施形態において、２２５で２つのパーティ間でセッションを初期化することは、２２８で、特定のセッションのための秘密鍵を生成することを含む。一般的に、秘密鍵は、特定のセッションに一意で、ターゲットデバイスと他のデバイスまたはネットワークの間で共有される。ある実施例において、秘密鍵は、２２８で、例えば上で論じられるような方法で、ターゲットデバイス自体に固有のデータに対応するシードに基づいて、ターゲットデバイスによって生成される。いくつかの状況において、例えば上で論じられるような方法で、２２５でセッションを初期化することは、１つ以上の秘密副鍵を生成することを含む。秘密副鍵のそれぞれは、特定のセッションに対して一意であり得、副鍵の１つ以上は、ターゲットデバイスと他のデバイスまたはネットワークノードとの間で共有され得る。
追加的にまたは代替的に、いくつかの状況において、２２５で、２つのパーティ間でセッションを初期化することは、２３０で、セッション中に使用される１つ以上の暗号化技法または方法を決定または確立することを含む。例えば、ターゲットデバイスは、２３０で、受け取った証明書によって示される公開鍵に基づいて、生成した秘密鍵に基づいて、及び／または生成した副鍵に基づいて、１つ以上の暗号化技法または方法を決定または確立することを含む。いくつかの状況では、特定の技法が暗号化に使用される一方で、異なる技法が暗号解読に使用される。
図５Ｂでは、２２５でセッションを開始することは、２２８で秘密鍵及び／または副鍵を生成すること、ならびに２３０で暗号化技法（複数可）を決定することの双方を含むが、いくつかの実施形態において、ブロック２２８、２３０の一方または双方が省略されることに留意されたい。例えば、対称鍵交換がターゲットデバイスと他のデバイスまたはネットワークとの間で利用される場合は、証明書と関連付けられる公開鍵だけが交換されるので、ブロック２２８が省略される。
ブロック２３２で、方法２００は、例えば生成した鍵及び／または決定した暗号化技法に基づいて、ターゲットデバイスと他のデバイスとの間の、またはターゲットデバイスとプロセスプラントのネットワーク１２、１５との間で、初期化されたセッションを確立することを含む。セッションは、それを介してデータ及び通信がターゲットデバイスと他のデバイスまたはネットワーク１２、１５との間で安全に送信及び受信され得る、安全なまたは安全化されたセッションであり得る。いくつかの状況において、安全なセッションは、サービス品質（ＱｏＳ）を管理するために利用され得る。例えば、複数の異なるタイプのデータ（例えば、プロセス制御ビッグデータ、プロセス制御非ビッグデータ、モバイル制御室機能、ネットワーク管理データ等）が、安全なセッションを通じて通信される場合、セッションは、異なるタイプのデータのそれぞれのＱｏＳを管理する。
ある実施例において、セッションは、例えば特定のユーザが（例えば、ログインまたは他のアクセス信用証明書によって）ユーザインターフェースデバイス２０を利用するときに、ターゲットデバイスのユーザに固有である。ユーザがセッションに対して安全化され得る例示的なシナリオは、上述の、米国特許出願第１４／０２８，９１３号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＩＮＩＴＩＡＴＩＮＧ ＯＲ ＲＥＳＵＭＩＮＧ Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＥＳＳＩＯＮ ＩＮ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＰＬＡＮＴ」、及び米国特許出願第１４／０２８，９２１号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＩＮＩＴＩＡＴＩＮＧ ＯＲ ＲＥＳＵＭＩＮＧ Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＥＳＳＩＯＮ ＩＮ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＰＬＡＮＴ」で提供される。これらのシナリオにおいて、ユーザは、ユーザインターフェースデバイス２０を介して、プロセス制御ネットワーク１２、１５に認証され、よって、例えば（例えば、図２のワークステーション３４によってサポートされるような）旧来のユーザ制御アプリケーション及び機能が、代わりに、モバイルコンピューティングデバイス２０でサポートされるときに、モバイル制御室アプリケーションに対してユーザに対する安全なセッションが確立される。例えば、ユーザは、モバイルユーザインターフェースデバイス２０使用して（例えば、モバイルユーザインターフェースデバイス２０でログインまたは認証することによって）、プロセス制御ネットワーク１２、１５との安全なセッションを確立する。ユーザが動き回るときに（例えば、ユーザが、プロセスプラントの一方の領域からもう一方の領域に移動し、よって、モバイルデバイス２０をネットワークノード間で引き渡すときに、またはユーザが遠く離れた場所を動き回るときに）、ユーザに対応する安全なセッションが維持され、よって、ユーザは、モバイル制御室のタスクを連続的に途切れることなく行い得る。ユーザはさらに、例えば、ユーザが最初に物理的制御室の中の固定ワークステーションで特定の安全なセッションを確立し、次いで、ユーザが確立した特定の安全なセッションをタブレットに転送し、よって、ユーザがプロセスプラントフィールドに進入し、ユーザがプラント１０を動き回りながらタブレットを使用してユーザの作業を継続し得るときに、複数のデバイスにわたって、確立した安全なセッションを維持し得る。
別の例示的なシナリオにおいて、セッションは、上述の、米国特許出願第１３／０２８，８９７号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＰＬＡＮＴ ＷＩＴＨ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＡＷＡＲＥ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、米国特許出願第１４／０２８，７８５号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＰＬＡＮＴ ＷＩＴＨ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＡＷＡＲＥ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、米国特許出願第１４／０２８，９６４号、名称「ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＲＯＯＭ ＷＩＴＨ ＲＥＡＬ−ＴＩＭＥ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」、及び米国特許出願第１４／０２８，９２３号、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＥＶＩＣＥ ＩＮ Ａ ＰＲＯＣＥＳＳ ＰＬＡＮＴ」で説明されているように、プロセス制御ネットワークの代わりに特定のデバイスに対して安全化される。例えば、モバイル診断デバイス（ユーザインターフェースデバイス２０または他のデバイス２２であり得る）は、フィールドデバイスに近接する領域の中へ移動し、そしてデバイスの近接に基づいて、フィールドデバイスとの安全なセッションを確立して、例えば、ユーザインターフェースアプリケーションを介して、または監視されていないアプリケーションを介して、診断で使用するためにフィールドデバイスからデータを受信する。データが転送された後に、安全なセッションが問題なくかつ安全に終了され得、そしてモバイル診断デバイスは、異なるフィールドデバイスの近傍に移動して、異なるフィールドデバイスからデータを収集し得る。別の実施例において、フィールドデバイスは、プロセスプラントの集中型及び／もしくは分散型ビッグデータアプライアンスに、またはプロセスプラントの企業のビッグデータアプライアンスに認証され、よって、フィールドデバイスは、履歴化のために、ビッグデータを安全にストリームし得る。
図５Ａのブロック２１２及びデバイス認証の試行に戻ると、当然、方法２２０について上で説明されるように証明書及び鍵を使用することは、別のデバイスで、またはプロセス制御ネットワーク１２、１５のうちの少なくとも１つでデバイス１８、２０、２２を認証するために使用され得る数多くの技法のうちの１つに過ぎない。デバイス認証（ブロック２１２）のための他の適切な技法が、代替的にまたは追加的に使用され得る。
ブロック２１５に続いて、デバイス１８、２０、２２の認証が成功した場合、デバイス１８、２０、２２は、プロセスプラント１０に対して安全化され、認証されたとみなされ、それに応じて、プラント１０がプロセスを制御するために動作している間、プロセスプラント１０内でのリアルタイムの動作に進む（ブロック２０８）。安全化されたデバイス１８、２０、２２がプロセスプラントネットワーク１２、１５に対して安全化される実施形態において、安全化されたデバイス１８、２０、２２は、ネットワーク１２、１５の異なるノードにわたって、及びそれらの間で通信する間、その安全化された状態を維持する。例えば、安全化されたデバイス１８、２０、２２がモバイルデバイスである場合、安全化されたモバイルデバイスは、プロセスプラント内を移動し、同じ安全化されたセッションを使用して、ネットワーク１２、１５のうちの１つのノードから、ネットワーク１２、１５の別のノードに通信を引き渡し得る。
一実施形態において、成功裏に認証されたデバイス１８、２０、２２は、他のデバイスまたはデバイス１８、２０、２２が成功裏に認証されたプラント１０のネットワーク１２、１５に対するいくつかまたは全ての通信を暗号化する（ブロック２１８）。例えば、認証されたデバイス１８、２０、２２は、図５Ｂのブロック２３０で決定される１つ以上の暗号化技法または方法を使用して、プロセス制御データを暗号化する（いくつかの事例においては、非プロセス制御データまたは全ての送信データも暗号化する）。
さらに、それらによって通信されたメッセージの内容を検証するかまたはその妥当性を検査する通信プロトコルを利用する、認証されたデバイス１８、２０、２２について、方法２００は、追加的な層または安全度を提供する。例示のために、各メッセージまたは１群のメッセージの内容の妥当性を検査するかまたは検証するために、チェックサムまたは他のメッセージ内容完全性コードを含むプロトコルを使用して、ネットワーク１２、１５の別のデバイスまたはノードと通信する、例示的なデバイス１８、２０、２２を考える。例えば、例示的なデバイス１８、２０、２２は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコルを使用して（少なくとも部分的に）通信し得、メッセージが、メッセージの内容が検証されるか、その妥当性が検査されるか、またはそれが安全化されるメッセージ完全性コード（ＭＩＣ）フィールドを含むことを可能にする。故に、そのようなデバイス１８、２０、２２については、デバイス１８、２０、２２自体が（例えば、方法２００及び方法２２０を介して）他のデバイスまたはネットワーク１２、１５に対して安全化されるだけでなく、安全化されたデバイス１８、２０、２２によって送信されるメッセージ自体も安全化され得る。ある実施例において、安全化されたデバイス１８、２０、２２への／からの通信の暗号化（ブロック２１８）は、該通信に含まれるチェックサムまたはメッセージ完全性コードの暗号化をもたらす。すなわち、デバイス自体及びデバイスによって送信されるメッセージはどちらも、同じ鍵（例えば、ブロック２２８で生成される秘密鍵）に基づいて暗号化される。別の実施例において、デバイス自体及びデバイスによって送信されるメッセージは、異なる鍵に基づいて暗号化される。例えば、デバイス自体は、公開鍵または秘密鍵によって安全化され得る一方で、デバイスによって送信されるメッセージの内容は、秘密副鍵によって安全化され得、例えば、チェックサムまたはメッセージ完全性コードを含むメッセージは、特に、秘密副鍵に基づいて暗号化され得る。いずれの場合においても、メッセージ内容を検証するかまたはその妥当性を検査するために構築される通信プロトコルを利用する認証されたデバイス１８、２０、２２について、方法２００は、複数の層またはレベルの安全性、例えば、デバイス１８、２０、２２自体の安全性、妥当性検査、または検証、ならびにデバイス１８、２０、２２によって送信されるメッセージの内容の安全性、妥当性検査、または検証を提供し得る。
以下、図５Ａのブロック２１５に戻ると、デバイス１８、２０、２２の認証に失敗したとき、デバイス１８、２０、２２は、例えば上で論じられるように、プロセス制御ネットワーク１２、１５のいずれかから、及び／または他のデバイスから分離された状態を維持する（ブロック２１０）。デバイス１８、２０、２２が統合型ユーザインターフェースを含む場合、デバイス１８、２０、２２は、それに対する認証の失敗を示し得る。追加的にまたは代替的に、デバイス１８、２０、２２は、携帯電話通信ネットワーク等のプロセス制御ネットワーク１２、１５に通信可能に接続されないネットワークを介して、その認証の失敗を示し得る。
プロセスプラントによってデバイスを安全化する方法２００のいくつかの実施形態において、メッセージの内容の安全性レベルは、デバイスを認証することなく利用され、例えば、ブロック２１２、２１５が省略される。そのような実施形態において、デバイス１８、２０、２２は、別のデバイスまたはネットワーク１２、１５に対して認証しない（例えば、ソケット層で安全なセッションを確立しない）が、代わりに、デバイス１８、２０、２２に記憶された必要な条件の指示を利用して、デバイス１８、２０、２２によって送信されるメッセージ、通信、またはそれらの一部分を暗号化する。例えば、鍵（及びいくつかの事例では、１つ以上の副鍵）がデバイス１８、２０、２２に供給され、ここで、鍵／副鍵は、デバイス１８、２０、２２が、例えば上で論じられるような様式で、プロセスプラント１０と通信するために必要である、１組の必要な条件及び／または属性を示すデータに基づく。供給された鍵または副鍵は、デバイス１８、２０、２２によってプロセスプラント１０に送信されるいくつかまたは全てのメッセージの暗号化の基準として、デバイス１８、２０、２２によって利用される。故に、チェックサムまたは他の適切なメッセージ内容完全性コード（例えば、デバイス１８、２０、２２によって送信されるメッセージに含まれ、デバイス１８、２０、２２によって送信される特定のメッセージの内容の妥当性を検査するために使用される）は、供給された鍵または副鍵に基づいて、暗号化技法を使用して暗号化される。よって、メッセージレベル安全性は、デバイスレベル認証を提供することなく提供される。そのようなメッセージレベル安全性技法は、特に、スマートフィールドデバイス及び他のタイプのハードウェアプロバイダデバイス１８等の、より低いレベルのデバイスを安全化することに適している。
さらに図５Ａの方法２００及び図５Ｂの方法２２０に関して、他のデバイスからまたはプロセス制御ネットワークから、以前に安全化したデバイスの間の通信を問題なくかつ体裁良く終了するために、別のデバイスまたはプロセス制御ネットワークに対してデバイスを安全化するための技法のいくつかまたは全てが容易に適用され得る。例えば、安全化されたデバイスは、維持管理のためにまたは別の場所で使用するための転送のために、デバイスを一時的にオフラインにすることが必要であるときに、または安全化されたデバイスをサービスから永続的に閉鎖するときに、他のデバイスから、またはデバイスが安全化されたプロセス制御ネットワークから問題なくかつ体裁良く分離され得る。安全なデバイスのそのような安全な終了は、能動的または受動的であり得る。例えば、安全化されたデバイスのアクセスを能動的に終了するために、デバイスを認証するために使用される証明書は、例えばＣＡによって、無効にされ得る。安全化されたデバイスのアクセスを受動的に終了するために、（例えば、図５Ａのブロック２０２で決定されるような）現在の条件及び／または属性が、もはや必要な条件及び／または属性を満たさなくなったときに、安全化されたデバイスは、それ自体を分離し得る（ブロック２１０）。例えば、デバイスは、所定の期間だけにわたって有効にする鍵を管理する属性で構成され得る。
以下、図６を参照すると、図６は、プロセスプラントで使用するためのデバイスを安全化するための、例えば、図１のデバイス１８、２０、２２の１つを安全化するための、例示的な方法２５０を表す。例えば、例示的な方法２５０は、プロセスプラントとの使用を意図し、よって、プロセスプラントの１つ以上のネットワークにアクセスし得る、プロセス制御デバイスまたはユーザインターフェースデバイスを安全化するために使用され得る。一実施形態において、コンピューティングデバイスは、プロセッサによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに方法２５０の少なくとも一部分を行わせる命令が記憶された、メモリを含む。さらに、いくつかの事例において、方法２５０は、図５Ａの方法２００及び／または図５Ｂの方法２２０と併せて実行され得る。説明を容易にするために、方法２５０は、図１〜図５Ａ及び５Ｂを同時に参照して下で論じられるが、この議論は、限定するものではない。
ブロック２５２で、方法２５０は、安全化されるために所望されるデバイス、例えばデバイス１８、２０、２２のうちの１つ等のターゲットデバイスによって使用するための鍵を生成するために使用される、シードを決定することを含む。シードは、任意の所望の長さのランダムに生成された数字または疑似ランダムに生成された数字であり得る、数字を含む。追加的にまたは代替的に、シードは、ＨＡＲＴまたはＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴのデバイスタイプ及び／またはデバイスＩＤ番号等の、デバイスの識別情報を示す数字を含み得る。
ブロック２５５で、方法２５０は、鍵生成データを決定することを含む。上で論じられるように、鍵生成データは、デバイスがプロセス制御ネットワークにアクセスすることを許可される前に、例えば、デバイスがプロセス制御ネットワークに対して安全化される前に満たされなければならない、１組の必要な条件を示す。すなわち、デバイスがプロセスプラントでのその特定の使用のために構成されることを許可される前に、プロセスプラントがリアルタイムで動作してプロセスを制御している間にデバイスがプロセスプラントと併せて動作することを許可される前に、及び／またはデバイスがプロセスプラントに含まれるプロセス制御ネットワークの任意のノードと通信することを許可される前に、１組の必要な条件を満たさなければならない。１組の必要な条件は、プロセスプラントと併せて動作する目的でデバイスが位置する環境の属性または特性を示し得る。追加的にまたは代替的に、１組の必要な条件は、デバイスの場所または環境とは無関係である、デバイス自体の属性を示し得る。
方法２５０はさらに、シード及び鍵生成データから鍵を生成することを含む（ブロック２５８）。例えば、上で論じられるように、シード及び鍵生成データが整数単位または文字列に組み合わせられ得、鍵生成アルゴリズムが整数単位または文字列に適用されて、鍵を生成する。いくつかの実施形態において、方法２５０は、最初に、暗号化されていない生成された鍵を暗号化して、暗号化鍵を形成することを含む（ブロック２６０）。ブロック２５８及び２６０は、別々に実行され得、または所望に応じて一体的に実行され得る。いくつかの事例では、ブロック２６０が省略され、このような場合、最初に生成された鍵（ブロック２５８）は、暗号化されていない状態を維持する。
ブロック２６２で、方法２５０は、例えば鍵がデバイスの不揮発性メモリに記憶されるように、（暗号化されていない、または暗号化されている場合がある）鍵をデバイスに提供させることを含む。生成された鍵をデバイスに提供すること（ブロック２６２）は、デバイスがプロセスプラントでのその特定の使用のために構成される前、（例えば、プロセスを制御させるリアルタイムデータを送信及び／または受信することによって）プロセスプラントがリアルタイムで動作してプロセスを制御している間にデバイスがプロセスプラントと併せて動作することを許可される前、及び／またはデバイスがプロセスプラントに含まれるプロセス制御ネットワークの任意のノードと通信することを許可される前の任意の時点で行われ得る。例えば、デバイスは、デバイス供給者、デバイス製造業者によって、または例えばデバイスが動作するプロセスプラントのステージング領域で、プロセス制御システムの提供者によって供給され得る。さらに、生成された鍵をデバイスに提供すること（ブロック２６２）は、製造時に鍵をデバイスのメモリに記憶する、ツールを使用して鍵をデバイスのメモリに記憶する、または証明書交換の後に鍵を記憶する、等の、任意の所望のまたは既知の供給技法を使用して行われ得る。
随意のブロック２６５で、方法２５０は、鍵と関連付けられる副鍵を生成することを含む。一実施形態において、鍵と関連付けられる副鍵を生成すること（ブロック２６５）は、（副鍵が関連付けられる鍵を生成するために使用したものと同じシードである場合もあれば、そうでない場合もある）副鍵を生成するために使用するシードを決定することを含み、また、（一般的に、必ずではないが、鍵生成データと異なる）副鍵生成データを決定することを含む。副鍵シード及び副鍵生成データは、組み合わせられ得、副鍵は、例えば任意の所望も鍵生成技法を使用することによって、該組み合わせから生成され得る。所望であれば、最初に生成された副鍵は、暗号化され得る。
さらなる随意のブロック２６８で、（暗号化されていないか、暗号化されているかに関わらず）生成された副鍵がデバイスに供給される。デバイスに副鍵を供給すること（ブロック２６８）は、デバイスに鍵を供給すること（ブロック２６０）について論じたものと同じ様式で行われ得る。
図７は、図１のデバイス１８、２０、２２のいずれかに含まれ得る、またはプロセスプラント１０と併せて利用され得る、コンピューティングデバイス３０２の簡略化したブロック図を例示する。デバイス３０２は、コンピューティングデバイスであるように例示されているが、デバイス３０２に関して論じられる原理は、本開示の技法、方法、及びシステムをサポートし得る他のデバイスにも同様に適用され得、該他のデバイスとしては、いくつかの例として、プロセスコントローラ、Ｉ／Ｏカード、スマートフィールドデバイス、ルータ、アクセスポイント、ゲートウェイ、プロセスプラントビッグデータノード、携帯電話、スマートフォン、及びタブレットが挙げられるが、それらに限定されない。ある実施例において、デバイス３０２は、方法２００の少なくとも一部を行う。ある実施例において、デバイス３０２は、方法２５０の少なくとも一部を行う。
コンピューティングデバイス３０２は、コンピュータ実行可能な命令及びプログラムを実行するための（いくつかの実施形態では、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサと呼ばれ得る）プロセッサ３０５、またはコンピュータ実行可能な命令に関連するデータを永続的に記憶するための不揮発性メモリ３０８を含み得る。例えば、デバイス３０２がデバイス１８、２０、２２のうちの１つである場合、不揮発性メモリ３０８は、鍵を記憶し、不揮発性メモリ３０８は、ゼロ個以上の副鍵を記憶し得る。
デバイス３０２はさらに、コンピュータ実行可能な命令に関連するデータを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３１０と、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路３１２とを含み、それらは全てアドレス／データバス３１５を介して相互接続され得る。
プロセッサ３０５が１つだけ示されているが、コンピューティングデバイス３０２は、複数のプロセッサ３０５を含み得ることを認識されたい。同様に、コンピューティングデバイス３０２のメモリは、複数のＲＡＭ３１０と、複数のプログラムまたは不揮発性メモリ３０８とを含み得る。ＲＡＭ３１０及びプログラムメモリ３０８は、例えば、１つ以上の半導体メモリ、磁気的に読み出し可能なメモリ、光学的に読み出し可能なメモリ、生物学的メモリ、及び／または他の有形の非一時的なコンピュータ読み出し可能な記憶媒体として実現され得る。加えて、Ｉ／Ｏ回路３１２が単一のブロックとして示されているが、Ｉ／Ｏ回路３１２は、いくつかの異なるタイプのＩ／Ｏ回路を含み得ることを認識されたい。例えば、第１のＩ／Ｏ回路は、表示デバイス３１８に対応し得、第１または第２のＩ／Ｏ回路は、ユーザインターフェース３２０に対応し得る。ユーザインターフェース３２０は、例えば、キーボード、マウス、タッチ画面、音声起動デバイス、及び／または任意の他の既知のユーザインターフェースデバイスであり得る。いくつかの実施形態において、表示デバイス３１８及びユーザインターフェース３２０は、単一の物理的デバイスの中に併せて組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、例えばコンピューティングデバイス３０２がある特定のタイプのプロセス制御デバイスで実現されるときに、コンピューティングデバイス３０２は、表示デバイス３１８を除外し、及び／またはユーザインターフェース３２０を除外する。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス３０２は、汎用コンピューティングデバイスによく見られる他の要素を含む。
コンピューティングデバイス３０２は、それを介してデバイス３０２を１つ以上のネットワーク３２２（例えば、図１のプロセス制御ネットワーク１２、１５の１つ以上）に接続し得る１つ以上のリンク３２５に対する、１つ以上のネットワークまたは通信インターフェース３２４を含む。いくつかの実施形態において、異なる通信インターフェース３２４は、異なる通信プロトコルを利用する。リンク３２５は、メモリアクセス機能またはネットワーク接続のように単純であり得、及び／またはリンク３２５は、有線、無線、または多段接続であり得る。多くのタイプのリンクは、ネットワークの技術分野で知られており、また、コンピューティングデバイス３０２と併せて使用され得る。いくつかの実施形態において、表示デバイス３１８またはユーザインターフェース３２０のうちの少なくとも１つは、ネットワーク３２２及びリンク３２５を使用して、コンピューティングデバイス３０２にリモートに接続され得る。
さらに、コンピューティングデバイス３０２は、１つ以上のネットワーク３２２を介して、複数の他のデバイス３３５ａ〜３３５ｎと通信可能な接続状態であり得る。他のデバイス３３５ａ〜３３５ｎは、例えば、図１のデバイス１８、２０、２２のうちの１つ以上を含み得る。図示していないが、他のデバイス３３５ａ〜３３５ｎはまた、それぞれ、メモリ、プロセッサ、ＲＡＭ、バス、ディスプレイ、ユーザインターフェース、ネットワークインターフェース、及び他の要素等の、一般的なコンピューティングデバイスで見られ、コンピューティングデバイス３０２に類似する要素も含み得る。
なおさらに、コンピューティングデバイス３０２は、そこに記憶される１組以上のコンピュータ実行可能な命令３４０を含み得る。本明細書で使用されるとき、「コンピュータ実行可能な命令」、「コンピュータ実行可能な命令」、及び「命令」という用語は、同じ意味で使用される。命令３４０は、本明細書で説明される方法、例えば図５Ａの方法２００、図５Ｂの方法２２０、及び／または図６の方法２５０の任意の部分を行うために、メモリ３０８に記憶され、プロセッサ３０５によって実行可能である。
本開示で説明される技法の実施形態は、単独または組み合わせで、任意の数の以下の態様を含み得る。
１．プロセス制御プラントで使用するためのプロセス制御デバイスであって、該プロセス制御デバイスは、プロセッサと、プロセス制御デバイスが、プロセス制御プラントのネットワークを使用して別のデバイスと通信することを許可されるために必要とされる１組の必要な属性を示すデータを記憶する、不揮発性メモリであって、１組の必要な属性は、プロセス制御デバイスが別のデバイスとの通信を許可される環境を記述する、不揮発性メモリと、不揮発性メモリに、またはプロセス制御デバイスの別のメモリに記憶される、コンピュータ実行可能な命令と、を備える。コンピュータ実行可能な命令は、プロセス制御デバイスのブートアップの後に、かつプロセス制御デバイスが任意の他のデバイスと通信して、（ｉ）プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセス制御プラントでプロセスを制御するために使用されるデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つの前に、プロセッサによって実行可能であり得る。特に、コンピュータ実行可能な命令は、プロセッサによって実行されたときに、プロセス制御デバイスに、ブートアップの後にプロセス制御デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の属性を決定させ得、１組の必要な属性を示すデータに基づいて、プロセス制御デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の属性が１組の必要な属性を遵守しているかどうかを判定させ得、１組の現在の属性が１組の必要な属性を遵守しているときには、プロセス制御デバイスが、別のデバイスと通信して、（ｉ）プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを許可し得、１組の現在の属性が１組の必要な属性を遵守していないときには、プロセス制御デバイスが、別のデバイスと通信して、（ｉ）プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを阻止し得る。
２．地理空間的受信機をさらに備え、コンピュータ実行可能な命令はさらに、プロセス制御デバイスに、地理空間的受信機を使用して、プロセス制御デバイスの現在の地理空間的位置を決定させるために、プロセッサによって実行可能であり、プロセス制御デバイスが位置する環境に対応する１組の必要な属性は、特定の地理空間的領域を含む、態様１に記載のプロセス制御デバイス。
３．コンピュータ実行可能な命令はさらに、プロセス制御デバイスに、現在の時間を決定させるために実行可能であり、プロセス制御デバイスが位置する環境に対応する１組の必要な属性はさらに、特定の地理空間的領域に対応する特定の時間間隔を含む、態様１または態様２のいずれかに記載のプロセス制御デバイス。
４．不揮発性メモリには、プロセス制御プラントのネットワークに対してプロセス制御デバイスを認証する際に使用するための使用するための鍵が供給され、鍵は、シードに基づいて生成され、シードは、鍵生成データ、及びランダムに生成されるかまたは疑似ランダム的に生成される数字を含み、鍵生成データは、プロセス制御デバイスが、プロセス制御プラントのネットワークを使用して、別のデバイスと通信することを許可されるために必要とされる、１組の必要な属性を示す、態様１〜３のいずれか１項に記載のプロセス制御デバイス。
５．プロセス制御デバイスの不揮発性メモリに供給される鍵は、暗号化鍵であり、暗号化鍵は、非暗号化鍵を暗号化することによって生成され、シードは、非暗号化鍵を生成するために使用される、態様４に記載のプロセス制御デバイス。
６．追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに備え、該追加的なコンピュータ実行可能な命令は、プロセッサによって実行されたときに、１組の現在の属性が１組の必要な属性を遵守していると判定された後に、かつプロセス制御デバイスが別のデバイスと通信して、（ｉ）デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つの前に、不揮発性メモリに供給される鍵を使用して、プロセス制御デバイスに、別のデバイスでまたは認証局で認証させる、態様４または態様５に記載のプロセス制御デバイス。
７．送信または受信したリアルタイムデータの少なくとも一部分は、メッセージの内容に含まれ、メッセージの内容の妥当性を検査するためにメッセージのメッセージ完全性フィールドに含まれるデータは、鍵に基づくか、または鍵に基づいて生成される副鍵に基づく、態様１〜６のいずれか１項に記載のプロセス制御デバイス。
８．１組の必要な属性は、プロセスを制御するためにプロセス制御デバイスによって送信されるデータのタイプ、プロセスを制御するためにプロセス制御デバイスによって受信されるデータのタイプ、プロセス制御デバイスの製造業者、プロセス制御プラントの識別情報、プロセス制御プラントの領域の識別情報、プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、または、プロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、態様１〜７のいずれか１項に記載のプロセス制御デバイス。
９．１組の必要な属性はさらに、ユーザの属性を含む、態様８に記載のプロセス制御デバイス。
１０．プロセスコントローラ、フィールドデバイス、またはプロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの１つである、態様１〜９のいずれか１項に記載のプロセス制御デバイス。
１１．プロセス制御デバイスを集中型または分散型ビッグデータアプライアンスに通信可能に接続しているインターフェースをさらに備え、プロセス制御デバイスは、リアルタイムデータを集中型または分散型ビッグデータアプライアンスに提供する、態様１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス制御デバイス。
１２．プロセス制御プラントにおいてデバイスを安全化するための方法であって、コンピューティングデバイスで、鍵を生成するために使用されるシードを決定することであって、シードは、ランダムに生成されるかまたは疑似ランダムに生成される数字に少なくとも部分的に基づく、シードを決定することと、コンピューティングデバイスで、鍵生成データを決定することであって、鍵生成データは、鍵が供給されるホストデバイスが、プロセス制御プラントのネットワークを使用して通信して、（ｉ）ホストデバイスを構成すること、（ｉｉ）プロセス制御プラントでプロセスを制御させるためにリアルタイムデータを送信すること、または（ｉｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを受信すること、のうちの少なくとも１つを行うために必要とされる、１組の必要な条件を示し、１組の必要な条件は、ホストデバイスが位置することができる環境に対応する、鍵生成データを決定することと、コンピューティングデバイスで、シード及び鍵生成データから鍵を生成することと、コンピューティングデバイスによって、生成した鍵をプロセス制御デバイスに供給させ、よって、供給されたプロセス制御デバイスがホストデバイスであり、また、生成した鍵を使用して、ならびに、１組の必要な条件の比較、及びブートアップ時に供給されたプロセス制御デバイスが位置する現在の環境に対応する１組の現在の条件に基づいて、供給されたプロセス制御デバイスをネットワークに対して認証することと、を含む、方法。
１３．鍵を生成するために使用されるシードを決定することは、プロセス制御デバイスの識別情報にさらに基づいて、シードを決定することを含む、態様１２に記載の方法。
１４．プロセス制御デバイスに生成された鍵を供給させることは、プロセス制御デバイスが任意の他のデバイスと通信して、（ｉ）プロセス制御デバイスを構成すること、（ｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを送信すること、または（ｉｉｉ）プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを受信すること、のうちの少なくとも１つを行う前に、生成された鍵をプロセス制御デバイスの不揮発性メモリに記憶させることを含む、態様１２または態様１３のいずれか１項に記載の方法。
１５．１組の必要な条件は、ホストデバイスの地理空間的場所、特定の時間、特定の時間間隔、特定の日付もしくは日付の範囲、またはプロセス制御プラントの特定の領域、のうちの少なくとも１つを含む、態様１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
１６．１組の必要な条件は、ホストデバイスによって送信されるリアルタイムデータのタイプ、ホストデバイスによって受信されるリアルタイムデータのタイプ、または、ホストデバイスの製造業者、のうちの少なくとも１つを含む、態様１２〜１５のいずれか１項に記載の方法。
１７．１組の必要な条件は、プロセス制御プラントの識別情報、プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、または、プロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、態様１２〜１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
１８．コンピューティングデバイスは、第１のコンピューティングデバイスであり、鍵は、第１の鍵であり、シードは、第１のシードであり、鍵生成データは、第１の鍵生成データであり、１組の条件は、第１の１組の必要な条件であり、ホストデバイスは、第１のホストデバイスであり、プロセス制御デバイスは、第１のプロセス制御デバイスであり、方法はさらに、第２の鍵を生成するために第２のシードを決定することであって、第２のシードは、第２のホストデバイスがプロセス制御プラントのネットワークを介して通信するために必要とされる第２の１組の必要な条件を示す第２の鍵生成データに基づく、第２のシードを決定することと、第２のシードから第２の鍵を生成することと、第２の鍵を第２のデバイスに供給させ、よって、第２のデバイスが第２のホストデバイスであり、また、生成した第２の鍵を使用して、ならびに、第２の１組の必要な条件の比較、及びブートアップ時に供給された第２のデバイスが位置する現在の環境に対応する１組の現在の条件に基づいて、供給された第２のデバイスをネットワークに対して認証することと、を含み、供給された第２のデバイスは、第２のプロセス制御デバイスまたは第２のコンピューティングデバイスである、態様１２〜１７のうちのいずれか１項に記載の方法。
１９．プロセス制御プラントで使用するためのデバイスであって、該デバイスは、プロセッサと、鍵及び鍵に由来する副鍵を記憶する不揮発性メモリであって、鍵は、鍵が供給されるホストデバイスがプロセス制御プラントのネットワークと通信するために必要とされる第１の１組の必要な条件を示す鍵生成データに少なくとも部分的に基づいて生成され、第１の１組の必要な条件は、ホストデバイスが位置することができる環境に対応し、副鍵は、副鍵が供給されるホストデバイスがプロセス制御プラントのネットワークと通信するために必要とされる第２の１組の必要な条件を示す副鍵生成データに少なくとも部分的に基づいて生成され、第２の１組の必要な条件は、ホストデバイスが位置することができる環境に対応する、不揮発性メモリと、を備える。デバイスはさらに、不揮発性メモリまたはデバイスの別のメモリに記憶される、コンピュータ実行可能な命令であって、コンピュータ実行可能な命令は、デバイスに、鍵または副鍵に基づいて、デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の条件がそれぞれの１組の必要な条件を遵守しているかどうかを判定させ、１組の現在の条件がそれぞれの１組の必要な条件を遵守しているときには、デバイスがプロセス制御プラントの別のデバイスと通信して、（ｉ）デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御することによって生成されるリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの１つを行うことを許可し、１組の現在の条件がそれぞれの１組の必要な条件を遵守していないときには、プロセス制御デバイスがプロセス制御プラントの別のデバイスと通信して、（ｉ）デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御することによって生成されるリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行うことを阻止する、ことを行わせるようにプロセッサにより実行可能であるコンピュータ実行可能な命令を含む。
２０．別のデバイスは、プロセス制御プラントに含まれる少なくとも１つのネットワークの中のノードである、態様１９に記載のデバイス。
２１．プロセッサによって実行されたときに、デバイスに、デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の条件を決定させる、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、態様１９または態様２０のいずれか１項に記載のデバイス。
２２．プロセッサによって実行されたときに、デバイスがプロセス制御プラントの別のデバイスと通信して、（ｉ）デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御することによって生成されるリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行う前に、鍵または副鍵を使用して、デバイスに、別のデバイスでまたは認証局で認証させる、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、態様１９〜２１のいずれか１項に記載のデバイス。
２３．プロセッサによって実行されたときに、（ｉ）デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御することによって生成されるリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行うために、デバイスに、デバイスと別のデバイスとの間で通信するためのセッションを確立させ、鍵または副鍵のうちの少なくとも１つがセッションに固有である、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、態様１９〜２２のいずれか１項に記載のデバイス。
２４．セッションは、別のデバイスに、または別のデバイスがノードであるネットワークに対応する、態様２３に記載のデバイス。
２５．第１の１組の必要な条件または第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、地理空間的場所、特定の時間、特定の時間間隔、日付、またはプロセス制御プラントの領域のうちの少なくとも１つを含む、態様１９〜２４のいずれか１項に記載のデバイス。
２６．第１の１組の必要な条件または第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、プロセスを制御するためにデバイスによって送信されるデータのタイプ、プロセスを制御するためにデバイスによって受信されるデータのタイプ、またはデバイスの製造業者、のうちの少なくとも１つを含む、態様１９〜２５のいずれか１項に記載のデバイス。
２７．第１の１組の必要な条件または第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、プロセス制御プラントの識別情報、プロセス制御プラントの領域の識別情報、プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、またはプロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、態様１９〜２６のいずれか１項に記載のデバイス。
２８．第１の１組の必要な条件または第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、デバイスのユーザの属性を含む、態様１９〜２７のいずれか１項に記載のデバイス。
２９．デバイスは、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、またはプロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの１つである、態様１９〜２８のいずれか１項に記載のデバイス。
３０．デバイスは、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、またはプロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの少なくとも１つに対応するデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うように構成されるコンピューティングデバイスである、態様１９〜２８のいずれか１項に記載のデバイス。
３１．デバイスは、ユーザインターフェースを含むモバイルコンピューティングデバイスであり、モバイル制御室アプリケーションは、モバイルコンピューティングデバイス上で実行する、態様１９〜２８のいずれか１項に記載のデバイス。
３２．第１の１組の必要な条件の少なくとも１つのメンバーは、デバイスのプロバイダによって定義され、第２の１組の必要な条件の少なくとも１つのメンバーは、デバイスのユーザによって定義される、態様１９〜３１のいずれか１項に記載のデバイス。
３３．プロセスを制御することによって生成され、デバイスによって送信または受信されるリアルタイムデータは、暗号化される、態様１９〜３２のいずれか１項に記載のデバイス。
３４．デバイスによって送信される全てのデータは、暗号化される、態様１９〜３３のいずれか１項に記載のデバイス。
３５．データの暗号化は、鍵または副鍵の１つに少なくとも部分的に基づく、態様３３または態様３４の１つに記載のデバイス。
３６．態様１〜３５のいずれかの他の１項と組み合わせた態様１〜３５のいずれか１項。
加えて、本開示のこれまでの態様は、例示的なものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図しない。
以下の追加的な考慮事項を上記の議論に適用する。本明細書の全体を通して、任意のデバイスまたはルーチンによって行われるように説明されるアクション（例えば、方法２００、２２０、及び／または２５０に含まれるアクション）は、全般的に、機械読み出し可能な命令に従ってデータを操作または変換するプロセッサのアクションまたはプロセスを指す。機械読み出し可能な命令は、プロセッサに通信可能に連結されるメモリデバイスに記憶され、そこから取り出され得る。すなわち、本明細書で説明される方法は、図７で示されるように、コンピュータ読み出し可能な媒体に（すなわち、メモリデバイスに）記憶される、１組の機械実行可能な命令によって具現化され得る。命令は、対応するデバイス（例えば、サーバ、モバイルデバイス等）の１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、プロセッサに方法を実行させる。命令、ルーチン、モジュール、プロセス、サービス、プログラム、及び／またはアプリケーションがコンピュータ読み出し可能なメモリに、またはコンピュータ読み出し可能な媒体に記憶または保存されるように本明細書で引用される場合、「記憶される」及び「保存される」という単語は、一時的な信号を除外することを意図する。
さらに、「オペレータ」、「人員」、「人」、「ユーザ」、「技術者」という用語、及び類似の他の用語は、本明細書で説明されるシステム、装置、及び方法を使用し得る、またはそれらと相互作用し得る、プロセスプラント環境における人を説明するために使用されるが、これらの用語は、限定することを意図しない。特定の用語が説明で使用される場合、該用語は、部分的には、プラント人員が従事する従来の活動のため使用されるが、その特定の活動に従事することができる人員を限定することを意図しない。
加えて、本明細書の全体を通して、複数のインスタンスが、単一のインスタンスとして説明されるコンポーネント、動作、または構造を実現し得る。１つ以上の方法の個々の動作が別個の動作として例示され、説明されているが、個々の動作の１つ以上を同時に行うことができ、いかなるものも動作を図示の順番で行うことを必要としない。構成例において別個のコンポーネントとして表される構造及び機能性は、組み合わされた構造またはコンポーネントとして実装され得る。同様に、単一のコンポーネントとして表される構造及び機能性は、別個のコンポーネントとして実装され得る。これらの及び他の変形、修正、追加、及び改良は、本明細書の主題の範囲内である。
別途具体的に提示されない限り、「処理する」、「コンピューティングする」、「計算する」、「決定する」、「識別する」、「提示する」、「提示させる」、「表示させる」、「表示する」、または同類のもの等の単語を使用する本明細書の議論は、１つ以上のメモリ（例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、またはそれらの組み合わせ）、レジスタ、または情報を受信する、記憶する、伝送する、または表示する他の機械コンポーネント内で、物理（例えば、電子的、磁気的、生物学的、または光学的）量として表されるデータを操作または伝送する、機械（例えば、コンピュータ）のアクションまたは処理を指し得る。
ソフトウェアで実現されるときに、本明細書で説明されるアプリケーション、サービス、及びエンジンのいずれかは、磁気ディスク、レーザーディスク、固体メモリデバイス、分子メモリ記憶デバイス、他の記憶媒体、コンピュータまたはプロセッサのＲＡＭまたはＲＯＭ等の、任意の有形の非一時的なコンピュータ読み出し可能なメモリに記憶され得る。本明細書で開示される例示的なシステムは、他のコンポーネントの中でも特に、ハードウェア上で実行されるソフトウェア及び／またはファームウェアを含むように開示されるが、そのようなシステムは、単なる実例に過ぎないこと、及び限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。例えば、これらのハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアのコンポーネントのいずれかまたは全てを、ハードウェアでだけ、ソフトウェアでだけ、またはハードウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせで具現化できることが想定される。故に、当業者は、提供される実施例がそのようなシステムを実現するための唯一の方法ではないことを容易に認識するであろう。
したがって、本発明は、単に例示することを意図し、本発明を限定することを意図しない、特定の実施例を参照して説明されているが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に対して変更、追加、または削除が行われ得ることが明らかになるであろう。

Claims (36)

  1. プロセス制御プラントで使用するためのプロセス制御デバイスであって、
    プロセッサと、
    前記プロセス制御デバイスが、前記プロセス制御プラントのネットワークを使用して別のデバイスと通信することを許可されるために必要とされる１組の必要な属性を示すデータを記憶する、不揮発性メモリであって、前記１組の必要な属性は、前記プロセス制御デバイスが前記別のデバイスとの通信を許可される環境を記述する、不揮発性メモリと、
    前記不揮発性メモリに、または前記プロセス制御デバイスの別のメモリに記憶される、コンピュータ実行可能な命令と、
    を備え、
    前記コンピュータ実行可能な命令は、前記プロセス制御デバイスのブートアップの後に、かつ前記プロセス制御デバイスが任意の他のデバイスと通信して、（ｉ）前記プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセス制御プラントでプロセスを制御するために使用されるデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つの前に、前記プロセッサによって実行可能であり、
    前記コンピュータ実行可能な命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記プロセス制御デバイスに、
    前記ブートアップの後に前記プロセス制御デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の属性を決定させ、
    前記１組の必要な属性を示す前記データに基づいて、前記プロセス制御デバイスが位置する前記現在の環境の前記１組の現在の属性が前記１組の必要な属性を遵守しているかどうかを判定させ、
    前記１組の現在の属性が前記１組の必要な属性を遵守しているときには、前記プロセス制御デバイスが、前記別のデバイスと通信して、（ｉ）前記プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御させるためにリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行うことを許可し、
    前記１組の現在の属性が前記１組の必要な属性を遵守していないときには、前記プロセス制御デバイスが、前記別のデバイスと通信して、（ｉ）前記プロセス制御デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御させるために前記リアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを阻止する、
    プロセス制御デバイス。
  2. 地理空間的受信機をさらに備え、
    前記コンピュータ実行可能な命令はさらに、前記プロセス制御デバイスに、前記地理空間的受信機を使用して、プロセス制御デバイスの現在の地理空間的位置を決定させるために、前記プロセッサによって実行可能であり、
    前記プロセス制御デバイスが位置する前記環境に対応する前記１組の必要な属性は、特定の地理空間的領域を含む、請求項１に記載のプロセス制御デバイス。
  3. 前記コンピュータ実行可能な命令はさらに、前記プロセス制御デバイスに、現在の時間を決定させるために実行可能であり、
    前記プロセス制御デバイスが位置する前記環境に対応する前記１組の必要な属性はさらに、前記特定の地理空間的領域に対応する特定の時間間隔を含む、請求項２に記載のプロセス制御デバイス。
  4. 前記不揮発性メモリには、前記プロセス制御プラントの前記ネットワークに対して前記プロセス制御デバイスを認証する際に使用するための使用するための鍵が供給され、前記鍵は、シードに基づいて生成され、前記シードは、鍵生成データ、及びランダムに生成されるかまたは疑似ランダム的に生成される数字を含み、前記鍵生成データは、前記プロセス制御デバイスが、前記プロセス制御プラントの前記ネットワークを使用して、前記別のデバイスと通信することを許可されるために必要とされる、前記１組の必要な属性を示す、請求項１に記載のプロセス制御デバイス。
  5. 前記プロセス制御デバイスの前記不揮発性メモリに供給される前記鍵は、暗号化鍵であり、
    前記暗号化鍵は、非暗号化鍵を暗号化することによって生成され、
    前記シードは、前記非暗号化鍵を生成するために使用される、請求項４に記載のプロセス制御デバイス。
  6. 追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに備え、該追加的なコンピュータ実行可能な命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記１組の現在の属性が前記１組の必要な属性を遵守していると判定された後に、かつ前記プロセス制御デバイスが前記別のデバイスと通信して、（ｉ）前記デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御させるために前記リアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つの前に、前記不揮発性メモリに供給される前記鍵を使用して、前記プロセス制御デバイスに、前記別のデバイスでまたは認証局で認証させる、請求項４に記載のプロセス制御デバイス。
  7. 前記送信または受信したリアルタイムデータの少なくとも一部分は、メッセージの内容に含まれ、前記メッセージの前記内容の妥当性を検査するために前記メッセージのメッセージ完全性フィールドに含まれるデータは、前記鍵に基づくか、または前記鍵に基づいて生成される副鍵に基づく、請求項４に記載のプロセス制御デバイス。
  8. 前記１組の必要な属性は、前記プロセスを制御するために前記プロセス制御デバイスによって送信されるデータのタイプ、前記プロセスを制御するために前記プロセス制御デバイスによって受信されるデータのタイプ、前記プロセス制御デバイスの製造業者、前記プロセス制御プラントの識別情報、前記プロセス制御プラントの領域の識別情報、前記プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、または、前記プロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のプロセス制御デバイス。
  9. 前記１組の必要な属性はさらに、ユーザの属性を含む、請求項８に記載のプロセス制御デバイス。
  10. 前記プロセス制御デバイスは、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、または前記プロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの１つである、請求項１に記載のプロセス制御デバイス。
  11. 前記プロセス制御デバイスを集中型または分散型ビッグデータアプライアンスに通信可能に接続しているインターフェースをさらに備え、前記プロセス制御デバイスは、前記リアルタイムデータを前記集中型または分散型ビッグデータアプライアンスに提供する、請求項１に記載のプロセス制御デバイス。
  12. プロセス制御プラントにおいてデバイスを安全化するための方法であって、
    コンピューティングデバイスで、鍵を生成するために使用されるシードを決定することであって、前記シードは、ランダムに生成されるかまたは疑似ランダムに生成される数字に少なくとも部分的に基づく、シードを決定することと、
    前記コンピューティングデバイスで、鍵生成データを決定することと、
    を含み、
    前記鍵生成データは、前記鍵が供給されるホストデバイスが、前記プロセス制御プラントのネットワークを使用して通信して、（ｉ）前記ホストデバイスを構成すること、（ｉｉ）プロセスを前記プロセス制御プラントで制御させるためにリアルタイムデータを送信すること、または（ｉｉｉ）前記プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを受信すること、のうちの少なくとも１つを行うために必要とされる、１組の必要な条件を示し、
    前記１組の必要な条件は、
    前記ホストデバイスが位置することができる環境の１つ以上の特性を含む、鍵生成データを決定することと、
    前記コンピューティングデバイスで、前記シード及び前記鍵生成データから前記鍵を生成することと、
    前記コンピューティングデバイスによって、前記生成した鍵をプロセス制御デバイスに供給させ、よって、前記供給されたプロセス制御デバイスが前記ホストデバイスであり、また、前記生成した鍵を使用して、ならびに、前記１組の必要な条件の比較、及びブートアップ時に前記供給されたプロセス制御デバイスが位置する現在の環境に対応する１組の現在の条件に基づいて、前記供給されたプロセス制御デバイスを前記ネットワークに対して認証することと、を含む、方法。
  13. 前記鍵を生成するために使用される前記シードを決定することは、前記プロセス制御デバイスの識別情報にさらに基づいて、前記シードを決定することを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記プロセス制御デバイスに前記生成された鍵を供給させることは、前記プロセス制御デバイスが任意の他のデバイスと通信して、（ｉ）前記プロセス制御デバイスを構成すること、（ｉｉ）前記プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを送信すること、または（ｉｉｉ）前記プロセスを制御させるためにリアルタイムデータを受信すること、のうちの少なくとも１つを行う前に、前記生成された鍵を前記プロセス制御デバイスの不揮発性メモリに記憶させることを含む、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記１組の必要な条件は、前記ホストデバイスの地理空間的場所、特定の時間、特定の時間間隔、特定の日付もしくは日付の範囲、または前記プロセス制御プラントの特定の領域、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記１組の必要な条件は、前記ホストデバイスによって送信されるリアルタイムデータのタイプ、前記ホストデバイスによって受信されるリアルタイムデータのタイプ、または、前記ホストデバイスの製造業者、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
  17. 前記１組の必要な条件は、前記プロセス制御プラントの識別情報、前記プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、または、前記プロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。
  18. 前記コンピューティングデバイスは、第１のコンピューティングデバイスであり、前記鍵は、第１の鍵であり、前記シードは、第１のシードであり、前記鍵生成データは、第１の鍵生成データであり、前記１組の条件は、第１の１組の必要な条件であり、前記ホストデバイスは、第１のホストデバイスであり、前記プロセス制御デバイスは、第１のプロセス制御デバイスであり、
    前記方法はさらに、
    第２の鍵を生成するために第２のシードを決定することであって、前記第２のシードは、第２のホストデバイスが前記プロセス制御プラントの前記ネットワークを介して通信するために必要とされる第２の１組の必要な条件を示す第２の鍵生成データに基づく、第２のシードを決定することと、
    前記第２のシードから第２の鍵を生成することと、
    前記第２の鍵を第２のデバイスに供給させ、よって、前記第２のデバイスが前記第２のホストデバイスであり、また、前記生成した第２の鍵を使用して、ならびに、前記第２の１組の必要な条件の比較、及びブートアップ時に前記供給された第２のデバイスが位置する現在の環境に対応する１組の現在の条件に基づいて、前記供給された第２のデバイスを前記ネットワークに対して認証することと、を含み、
    前記供給された第２のデバイスは、第２のプロセス制御デバイスまたは第２のコンピューティングデバイスである、請求項１２に記載の方法。
  19. プロセス制御プラントで使用するためのデバイスであって、
    プロセッサと、
    鍵及び前記鍵に由来する副鍵を記憶する不揮発性メモリであって、
    前記鍵は、前記鍵が供給されるホストデバイスが前記プロセス制御プラントのネットワークと通信するために必要とされる第１の１組の必要な条件を示す鍵生成データに少なくとも部分的に基づいて生成され、前記第１の１組の必要な条件は、前記ホストデバイスが位置することができる環境に対応し、
    前記副鍵は、前記副鍵が供給される前記ホストデバイスが前記プロセス制御プラントの前記ネットワークと通信するために必要とされる第２の１組の必要な条件を示す副鍵生成データに少なくとも部分的に基づいて生成され、前記第２の１組の必要な条件は、前記ホストデバイスが位置することができる前記環境に対応する、不揮発性メモリと、
    前記不揮発性メモリまたは前記デバイスの別のメモリに記憶される、コンピュータ実行可能な命令と、
    を含み、
    前記コンピュータ実行可能な命令は、前記デバイスに、
    前記鍵または前記副鍵に基づいて、デバイスが位置する現在の環境の１組の現在の条件が前記それぞれの１組の必要な条件を遵守しているかどうかを判定させ、
    前記１組の現在の条件が前記それぞれの１組の必要な条件を遵守しているときには、前記デバイスが前記プロセス制御プラントの別のデバイスと通信して、（ｉ）前記デバイスを構成すること、または（ｉｉ）プロセスを制御することによって生成されるリアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの１つを行うことを許可し、
    前記１組の現在の条件が前記それぞれの１組の必要な条件を遵守していないときには、前記デバイスが前記プロセス制御プラントの前記別のデバイスと通信して、（ｉ）前記デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御することによって生成される前記リアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行うことを阻止する、ことを行わせるように、プロセッサにより実行可能である、デバイス。
  20. 前記別のデバイスは、前記プロセス制御プラントに含まれる少なくとも１つのネットワークの中のノードである、請求項１９に記載のデバイス。
  21. 前記プロセッサによって実行されたときに、前記デバイスに、前記デバイスが位置する前記現在の環境の前記１組の現在の条件を決定させる、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
  22. 前記プロセッサによって実行されたときに、前記デバイスが前記プロセス制御プラントの前記別のデバイスと通信して、（ｉ）前記デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御することによって生成される前記リアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行う前に、前記鍵または前記副鍵を使用して、前記デバイスに、前記別のデバイスでまたは認証局で認証させる、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
  23. 前記プロセッサによって実行されたときに、（ｉ）前記デバイスを構成すること、または（ｉｉ）前記プロセスを制御することによって生成される前記リアルタイムデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うこと、のうちの少なくとも１つを行うために、前記デバイスに、前記デバイスと前記別のデバイスとの間で通信するためのセッションを確立させ、前記鍵または前記副鍵のうちの少なくとも１つが前記セッションに固有である、追加的なコンピュータ実行可能な命令をさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
  24. 前記セッションは、前記別のデバイスに、または前記別のデバイスがノードであるネットワークに対応する、請求項２３に記載のデバイス。
  25. 前記第１の１組の必要な条件または前記第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、地理空間的場所、特定の時間、特定の時間間隔、日付、または前記プロセス制御プラントの領域のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のデバイス。
  26. 前記第１の１組の必要な条件または前記第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、前記プロセスを制御するために前記デバイスによって送信されるデータのタイプ、前記プロセスを制御するために前記デバイスによって受信されるデータのタイプ、または前記デバイスの製造業者、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のデバイス。
  27. 前記第１の１組の必要な条件または前記第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、前記プロセス制御プラントの識別情報、前記プロセス制御プラントの領域の識別情報、前記プロセス制御プラントを動作させる組織エンティティの識別情報、または前記プロセス制御プラントが位置する国の識別情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のデバイス。
  28. 前記第１の１組の必要な条件または前記第２の１組の必要な条件のうちの少なくとも１つは、前記デバイスのユーザの属性を含む、請求項１９に記載のデバイス。
  29. 前記デバイスは、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、または前記プロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの１つである、請求項１９に記載のデバイス。
  30. 前記デバイスは、プロセスコントローラ、フィールドデバイス、または前記プロセスコントローラに関する入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、のうちの少なくとも１つに対応するデータの送信または受信のうちの少なくとも１つを行うように構成されるコンピューティングデバイスである、請求項１９に記載のデバイス。
  31. 前記デバイスは、ユーザインターフェースを含むモバイルコンピューティングデバイスであり、モバイル制御室アプリケーションは、前記モバイルコンピューティングデバイス上で実行する、請求項１９に記載のデバイス。
  32. 前記第１の１組の必要な条件の少なくとも１つのメンバーは、前記デバイスのプロバイダによって定義され、前記第２の１組の必要な条件の少なくとも１つのメンバーは、前記デバイスのユーザによって定義される、請求項１９に記載のデバイス。
  33. 前記プロセスを制御することによって生成され、前記デバイスによって送信または受信される前記リアルタイムデータは、暗号化される、請求項１９に記載のデバイス。
  34. 前記リアルタイムデータは、前記鍵または前記副鍵のうちの１つに基づいて暗号化される、請求項３３に記載のデバイス。
  35. 前記デバイスによって送信される全てのデータは、暗号化される、請求項１９に記載のデバイス。
  36. 前記デバイスによって送信される全てのデータは、前記鍵または前記副鍵に少なくとも部分的に基づいて暗号化される、請求項３３に記載のデバイス。
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