JP5930355B1 - Data diode device with specific packet relay function and setting method thereof - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で保護されたネットワークから任意のタイミングでデータを得ることができる特定パケット中継機能付きデータダイオード装置及びその設定方法を提供する。【解決手段】外部ネットワークと内部ネットワークとの間に特定パケット中継機能付きデータダイオード装置14が接続されている。特定パケット中継機能付きデータダイオード装置14は、信号線Qで接続された第1ユニット21と第2ユニット22とを有している、外部ネットワーク15に接続された第1ユニット21は、複数のパケット登録情報が信号線Qに対応させて第1参照テーブルT1に登録されている。内部ネットワーク16に接続された第2ユニット22は、第1参照テーブルT1と同じ内容の第2参照テーブルT2を有している。第1ユニット21が受信したパケットに含まれる送信元IPアドレス、宛先IPアドレス及びアプリケーションデータを含むパケット登録情報に対応した信号線をアクティブにすることによって、第2ユニット22にパケットの内容と内部ネットワーク16に送信するパケットを受信したことを伝達する。第2ユニット22は、パケット登録情報に基づいたパケットを生成して第2ネットワークに送出する。特定パケット中継機能付きデータダイオード装置14は、一方向にデータを伝送する一方向伝送路Sを用いて内部コンピュータ12からのパケットを外部コンピュータ11に中継する。【選択図】図2A data diode device with a specific packet relay function capable of obtaining data at an arbitrary timing from a network protected with a simple configuration and a setting method thereof. A data diode device with a specific packet relay function is connected between an external network and an internal network. The data diode device 14 with the specific packet relay function includes a first unit 21 and a second unit 22 connected by a signal line Q. The first unit 21 connected to the external network 15 includes a plurality of packets. Registration information is registered in the first reference table T1 in association with the signal line Q. The second unit 22 connected to the internal network 16 has a second reference table T2 having the same contents as the first reference table T1. By activating the signal line corresponding to the packet registration information including the transmission source IP address, the destination IP address, and the application data included in the packet received by the first unit 21, the contents of the packet and the internal network are transmitted to the second unit 22. 16 that the packet to be transmitted is received. The second unit 22 generates a packet based on the packet registration information and sends it to the second network. The data diode device 14 with the specific packet relay function relays a packet from the internal computer 12 to the external computer 11 using a one-way transmission path S that transmits data in one direction. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、特定パケット中継機能付きデータダイオード装置及びその設定方法に関するものである。   The present invention relates to a data diode device with a specific packet relay function and a setting method thereof.

例えばプラントの運転状態の監視・保守や運転効率の向上のために運転状態に関するデータをデータセンタに収集するデータ収集システムが知られている。このようなデータ収集システムでは、データセンタに設置された情報要求側コンピュータと、プラントに設置された情報提供側コンピュータとがネットワークを介して接続されている。情報要求側コンピュータは、ネットワークを介して、情報提供側コンピュータに運転状態に関するデータを取得させたり、情報要求側コンピュータに送信させたりするための要求を情報提供側コンピュータに送る。一方の情報提供側コンピュータは、要求にしたがってデータを取得し、そのデータをパケットに格納して情報要求側コンピュータにネットワークを介して送信する。   For example, there is known a data collection system that collects data related to an operation state in a data center for monitoring / maintenance of the operation state of the plant and improvement of operation efficiency. In such a data collection system, an information requesting computer installed in a data center and an information providing computer installed in a plant are connected via a network. The information requesting computer sends a request to the information providing computer via the network to cause the information providing computer to acquire data relating to the operating state or to transmit the data to the information requesting computer. One information providing computer acquires data according to the request, stores the data in a packet, and transmits the data to the information requesting computer via the network.

上記のようなデータ収集システムでは、情報提供側コンピュータを含むプラント内部のネットワーク機器を不正アクセス、情報漏洩,コンピュータウィルスの侵入等から保護するため、プラント内のネットワーク機器が接続されたネットワーク(以下、内部ネットワークという)と外部ネットワークとの境界にファイアウォールを接続することで、内部ネットワークに対するセキュリティを確保している。   In the data collection system as described above, in order to protect the network equipment in the plant including the information providing side computer from unauthorized access, information leakage, invasion of computer viruses, etc., the network (hereinafter referred to as the network equipment) connected to the network equipment in the plant is referred to. Security for the internal network is secured by connecting a firewall to the boundary between the internal network and the external network.

また、確実なセキュリティを確保するための機器として、物理的に通信を一方向に限定するデータダイオードと称される機器が知られている。このデータダイオードは、内部ネットワークと外部ネットワークとの境界に設置され、内部ネットワークのネットワーク機器から外部ネットワークのネットワーク機器に向けたデータ送信のみを許可する。このようなデータダイオードは、内部ネットワーク方向へのデータ送信をソフトウェア的な通信制御で遮断するのではなく、物理的な原理に基づき完全に遮断している。例えばデータダイオードは、一方向だけの光通信用の発光器と受光器とを設けた構成にされて、完全に一方向のみのデータ送信に限定している。イーサネット(登録商標)やRS−232C等のシリアル通信において、双方向の信号線のうちの一方を切断した構成等でも、同様に実現可能である。   As a device for ensuring reliable security, a device called a data diode that physically limits communication in one direction is known. The data diode is installed at the boundary between the internal network and the external network, and permits only data transmission from the network device of the internal network to the network device of the external network. Such a data diode does not block data transmission in the direction of the internal network by software communication control, but completely blocks based on a physical principle. For example, the data diode is provided with a light emitting device and a light receiving device for optical communication in only one direction, and is completely limited to data transmission in only one direction. In serial communication such as Ethernet (registered trademark) or RS-232C, a configuration in which one of the bidirectional signal lines is disconnected can be similarly realized.

ところで、上記のファイアウォールのようなセキュリティ機器は、その機器の内部にあるソフトウェアによってパケットの流れを制御している。このためセキュリティ機器がサイバー攻撃の対象となり、セキュリティ機器の制御が外部から不正に改変されて、内部ネットワークに対する不正なアクセスを許し兼ねない。このため、定期的なパスワードの変更や、異常メッセージの確認と対処などの適切な運用を怠れば、長期間の運用において、セキュリティを維持できない。一方、データダイオードは、ソフトウェアによる通信の制御、遮断する装置と異なり、物理的に通信を一方向に限定しているため、その通信方向を限定する機能が改変されることはなく、内部ネットワークに対する不正なアクセスを許すことがない。したがって、長期間の運用においてもセキュリティの維持が可能である。   By the way, a security device such as the above-mentioned firewall controls the flow of packets by software inside the device. For this reason, the security device becomes a target of a cyber attack, and the control of the security device is illegally altered from the outside, which may allow unauthorized access to the internal network. For this reason, security cannot be maintained over a long period of operation unless proper operations such as periodic password changes and confirmation and handling of abnormal messages are neglected. On the other hand, unlike a device that controls / blocks communication by software, a data diode physically limits communication in one direction, so the function for limiting the communication direction is not altered, and Unauthorized access is not allowed. Accordingly, security can be maintained even during long-term operation.

しかしながら、データダイオードは、外部から内部ネットワークに向けての通信を完全に遮断するため、上記のようなデータ収集システムに用いる場合に、内部ネットワークに接続された情報提供側コンピュータから送信されるデータの内容及びその送信タイミングは、予め決められた内容および送信タイミングに限定されるという問題がある。すなわち、外部ネットワークに接続された情報要求側コンピュータからの各種要求は情報提供側コンピュータに送信できない。したがって、外的な要因、例えば、外部ネットワーク側の機器の障害発生による一時的なデータの送信停止要求や、受信ミスをした際のデータの再送要求など、予想されうる限られた要求でさえも外部から内部に伝えることはできない。   However, since the data diode completely blocks communication from the outside to the internal network, when used in the data collection system as described above, the data diode transmits data transmitted from the information providing side computer connected to the internal network. There is a problem that the contents and the transmission timing are limited to predetermined contents and transmission timing. That is, various requests from the information requesting computer connected to the external network cannot be transmitted to the information providing computer. Therefore, even limited requests that can be expected such as external factors such as a temporary data transmission stop request due to a failure of a device on the external network side or a data retransmission request in the event of a reception error It cannot be communicated from outside to inside.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成であり、高いセキュリティを確保しつつ、外部からの要求等の許可された特定のパケットを、データダイオードで保護されたネットワークに送ることができる特定パケット中継機能付きデータダイオード装置及びその設定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, has a simple configuration, secures high security, and allows a specific packet permitted from an external request or the like to a network protected by a data diode. An object of the present invention is to provide a data diode device with a specific packet relay function that can be sent and a setting method thereof.

本発明の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置は、第1ネットワークに接続された第1ユニットと、第2ネットワークに接続された第2ユニットと、第2ネットワークから受信したパケットを第2ユニットから第1ユニットへの一方向だけに伝送する一方向伝送路と、第1ネットワークから受信するパケットのうち許可された特定のパケットだけを第2ネットワークに中継するパケット中継部とを備え、パケット中継部は、第1ユニットと第2ユニットとの間に設けられた複数の信号線からなる信号線部と、第1ユニットに設けられるとともに、中継を許可する特定のパケットのそれぞれについて第1パケット登録情報が予め登録され、第1ネットワークからのパケットが第1パケット登録情報として登録されたパケットであるか否かを判定し、登録されたパケットである場合に、当該パケットについての第1パケット登録情報に対応した信号線をアクティブにするパケット判定部と、第2ユニットに設けられるとともに、中継を許可する特定のパケットのそれぞれについて第2パケット登録情報が予め登録され、いずれかの信号線がアクティブになることに応答して、アクティブになった信号線に対応する第2パケット登録情報に基づいて、第1ユニットが受信したパケットに相当する復元パケットを生成し、第2ネットワークに送出するパケット復元部とを備えるものである。   The data diode device with a specific packet relay function of the present invention includes a first unit connected to the first network, a second unit connected to the second network, and a packet received from the second network from the second unit. A one-way transmission path that transmits only one direction to one unit, and a packet relay unit that relays only permitted specific packets among packets received from the first network to the second network, The first packet registration information is provided for each of the signal line portion including a plurality of signal lines provided between the first unit and the second unit, and the specific packet that is provided in the first unit and permits relaying. Whether the packet from the first network is registered in advance as the first packet registration information. If the packet is a registered packet, a packet determination unit that activates the signal line corresponding to the first packet registration information for the packet and a second unit and a relay that permits relaying The second packet registration information is registered in advance for each of the packets, and in response to the activation of one of the signal lines, the first packet registration information corresponding to the activated signal line is set based on the first packet registration information. A packet restoring unit that generates a restoration packet corresponding to the packet received by the unit and sends the packet to the second network.

また本発明の上記特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定方法は、第1及び第2プログラマブルロジックデバイスにそれぞれ設定用構成情報をロードし、第1及び第2プログラマブルロジックデバイス内部に通信用配線を形成することで、第1ネットワーク側からのパケットを第2ネットワーク側に送るパケット伝送路を有効化するとともに、パケット伝送路上のパケットから送信元情報、宛先情報及びアプリケーションデータを含むパケット登録情報を取得する情報取得部を第1及び第2プログラマブルロジックデバイスの少なくとも一方に形成する第1形成ステップと、第1ネットワーク機器から第2ネットワーク機器に向けて中継を許可する特定のパケットを送信する送信ステップと、送信ステップで送信されたパケットからパケット登録情報を情報取得部で取得する情報取得ステップと、情報取得ステップで取得したパケット登録情報を第1、第2パケット登録情報として第1、第2参照テーブルに信号線のいずれかに対応させて登録する情報登録ステップと、情報登録ステップ後に実行され、第1の通常構成情報を第1プログラマブルロジックデバイスにロードすることで、第1プログラマブルロジックデバイスに少なくとも第1制御部を形成して第1ユニットを構成し、第2の通常構成情報を第2プログラマブルロジックデバイスにロードすることによって、第2プログラマブルロジックデバイスに少なくとも第2制御部を形成して第2ユニットを構成する第2形成ステップとを有するものである。   In the setting method of the data diode device with the specific packet relay function of the present invention, the configuration information for setting is loaded into the first and second programmable logic devices, respectively, and the communication wiring is provided inside the first and second programmable logic devices. By forming the packet transmission path for sending the packet from the first network side to the second network side, the packet registration information including the transmission source information, destination information and application data is acquired from the packet on the packet transmission path. A first forming step of forming an information acquisition unit to be performed in at least one of the first and second programmable logic devices; a transmitting step of transmitting a specific packet permitting relay from the first network device toward the second network device; , Packets sent in the send step Information acquisition step for acquiring the packet registration information from the information acquisition unit, and the packet registration information acquired in the information acquisition step corresponds to either the signal line in the first or second reference table as the first or second packet registration information Information registration step to be registered, and after the information registration step, the first normal configuration information is loaded into the first programmable logic device to form at least a first control unit in the first programmable logic device. A second forming step of configuring at least a second control unit in the second programmable logic device to configure the second unit by configuring one unit and loading the second normal configuration information into the second programmable logic device; It is what has.

本発明の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置によれば、第2ネットワークから第1ネットワークへのパケットは一方向伝送路を用いて伝送し、第1ネットワークから第2ネットワークへのパケットの中継は、第1ユニット側で第1パケット登録情報として登録されているパケットを受信したときに、その第1パケット登録情報に対応した信号線をアクティブにし、アクティブになった信号線に対応する第2パケット登録情報から第1ユニットで受信したパケットに相当する復元パケットを生成して第2ネットワークに送出するので、簡易な構成で外部からの許可された特定のパケットだけを保護された第2ネットワークのネットワーク機器に送ることができるとともに、第1ネットワーク側から第2ユニットが改変されることなく高いセキュリティを確保することができる、   According to the data diode device with a specific packet relay function of the present invention, a packet from the second network to the first network is transmitted using a one-way transmission path, and the relay of the packet from the first network to the second network is performed as follows: When a packet registered as first packet registration information is received on the first unit side, the signal line corresponding to the first packet registration information is activated, and the second packet registration corresponding to the activated signal line is made Since the restoration packet corresponding to the packet received by the first unit is generated from the information and sent to the second network, the network device of the second network in which only a specific packet permitted from outside is protected with a simple configuration The second unit cannot be modified from the first network side. It is possible to ensure a high level of security,

また、本発明の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定方法によれば、第1、第2ユニットを構成する第1、第2プログラマブルロジックデバイスに、設定用構成情報をロードして有効化されたパケット伝送路に流れるパケットからパケット登録情報を取得し、第1、第2参照テーブルに登録するから、パケット伝送路を介して中継を許可する各パケットを送信することで、それら各パケットに対応するパケット登録情報が登録された第1、第2参照テーブルを作成できるようになり、接続するシステムに応じた特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定が容易になる。   Further, according to the setting method of the data diode device with the specific packet relay function of the present invention, the setting information is loaded into the first and second programmable logic devices constituting the first and second units and validated. Since packet registration information is acquired from the packets flowing in the packet transmission path and registered in the first and second reference tables, each packet that allows relaying is transmitted through the packet transmission path, so that each packet can be handled. The first and second reference tables in which the packet registration information to be registered can be created, and the setting of the data diode device with the specific packet relay function according to the connected system becomes easy.

本発明を実施したデータ収集システムの概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the data collection system which implemented this invention. 特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the data diode apparatus with a specific packet relay function. 各参照テーブルの内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the content of each reference table. ポート番号変換テーブルの内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the content of a port number conversion table. 通信シーケンスの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a communication sequence. ヘッダの変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the change of a header. 通常モードでFPGAに形成される回路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the circuit structure formed in FPGA in normal mode. 設定モードから通常モードで運用までの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure from the setting mode to the operation in the normal mode. 設定モードでFPGAに形成される回路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the circuit structure formed in FPGA in setting mode.

[第1実施形態]
図1に示すように、本発明を実施したデータ取得システム10は、第1、第2外部コンピュータ11a、11bが第1、第2内部コンピュータ12a、12bからのデータを特定パケット中継機能付きデータダイオード装置(以下、単にデータダイオード装置と称する)14を介して収集するシステムである。例えば、第1、第2内部コンピュータ12a、12bは、プラント内に配備されており、外部コンピュータ11は、プラント外に配備されている。第1、第2内部コンピュータ12a、12bは、プラントに配設した各センサが計測した温度や圧力等の各種プロセスデータを取得し、そのプロセスデータを外部コンピュータ11が第1、第2内部コンピュータ12a、12bから取得する。なお、内部コンピュータ12から取得するデータは、プロセスデータに限らない。また、以下の説明では、第1、第2外部コンピュータ11a、11bを特に区別する必要がない場合には、外部コンピュータ11と総称する。また、第1、第2内部コンピュータ12a、12bを特に区別する必要がない場合には、内部コンピュータ12と総称する。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, in the data acquisition system 10 embodying the present invention, the first and second external computers 11a and 11b receive the data from the first and second internal computers 12a and 12b as data diodes with a specific packet relay function. This is a system for collecting data via a device (hereinafter simply referred to as a data diode device) 14. For example, the first and second internal computers 12a and 12b are arranged in the plant, and the external computer 11 is arranged outside the plant. The first and second internal computers 12a and 12b acquire various process data such as temperature and pressure measured by the sensors arranged in the plant, and the external computer 11 receives the process data from the first and second internal computers 12a. , 12b. The data acquired from the internal computer 12 is not limited to process data. In the following description, the first and second external computers 11a and 11b are collectively referred to as the external computer 11 when it is not necessary to distinguish between them. The first and second internal computers 12a and 12b are collectively referred to as the internal computer 12 when it is not necessary to distinguish between them.

第1ネットワークとしての外部ネットワーク15には、外部コンピュータ11を含む複数の第1ネットワーク機器が設けられている。また、第2ネットワークとしての内部ネットワーク16には、内部コンピュータ12を含む第2ネットワーク機器が設けられている。データダイオード装置14は、外部ネットワーク15と内部ネットワーク16との境界に接続されている。データダイオード装置14は、内部ネットワーク16から外部ネットワーク15へのパケットを伝送するとともに、予め許可した特定のパケットだけを外部ネットワーク15から内部ネットワーク16に中継する。内部ネットワーク16は、データダイオード装置14によって外部からの不正なアクセスから保護されたネットワークである。   The external network 15 as the first network is provided with a plurality of first network devices including the external computer 11. The internal network 16 serving as the second network is provided with a second network device including the internal computer 12. The data diode device 14 is connected to the boundary between the external network 15 and the internal network 16. The data diode device 14 transmits packets from the internal network 16 to the external network 15 and relays only specific packets permitted in advance from the external network 15 to the internal network 16. The internal network 16 is a network protected by the data diode device 14 from unauthorized access from the outside.

この例では、外部コンピュータ11とデータダイオード装置14、内部コンピュータ12とデータダイオード装置14は、いずれもTCP/IPすなわちインターネット・プロトコル・スイートによる通信を行う。また、データ収集システム10は、TCP/IPの4階層モデルのネットワークインターフェイス層(OSI参照モデルの第1、第2層相当)では、例えばイーサネット(登録商標)を用いている。また、説明を簡単にするために、この例では、データダイオード装置14が中継するパケットは、トランスポート層におけるプロトコルとしてTCPを用いたパケットとする。なお、通信のプロトコルは、特に限定されない。   In this example, the external computer 11 and the data diode device 14, and the internal computer 12 and the data diode device 14 all perform communication by TCP / IP, that is, the Internet protocol suite. The data collection system 10 uses, for example, Ethernet (registered trademark) in the network interface layer (corresponding to the first and second layers of the OSI reference model) of the TCP / IP four-layer model. In order to simplify the description, in this example, the packet relayed by the data diode device 14 is a packet using TCP as a protocol in the transport layer. The communication protocol is not particularly limited.

外部コンピュータ11は、外部ネットワーク15、データダイオード装置14及び内部ネットワーク16を介して内部コンピュータ12との間でパケットの送受信を行う。これによって、外部コンピュータ11は、内部コンピュータ12からプロセスデータを取得する。周知のように、パケットは、アプリケーション層(OSI参照モデルの第5〜第7層)における処理で生成されたアプリケーションデータにトランスポート層(OSI参照モデルの第4層相当)におけるヘッダ(この例ではTCPヘッダ)を付加して生成されたセグメントに、さらにインターネット層(OSI参照モデルの第3層相当)におけるヘッダ(この例ではIPヘッダ)を付加したPDU(Protocol Data Unit)であり、実際にはパケットにイーサネットヘッダを付加したフレームが送受信される。   The external computer 11 transmits and receives packets to and from the internal computer 12 via the external network 15, the data diode device 14, and the internal network 16. As a result, the external computer 11 acquires process data from the internal computer 12. As is well known, a packet is transmitted to a header (in this example, equivalent to the fourth layer of the OSI reference model) in application data generated by processing in the application layer (the fifth to seventh layers of the OSI reference model). A PDU (Protocol Data Unit) in which a header (in this example, an IP header) in the Internet layer (corresponding to the third layer of the OSI reference model) is further added to a segment generated by adding a TCP header) A frame with an Ethernet header added to the packet is transmitted and received.

外部コンピュータ11は、内部コンピュータ12からプロセスデータを取得する場合には、アプリケーションデータとして後述する要求メッセージを格納したパケットを外部ネットワーク15に送出する。外部コンピュータ11と内部コンピュータ12との間にはデータダイオード装置14が介在するが、外部コンピュータ11は、パケットの宛先IPアドレスとして、内部コンピュータ12のIPアドレスを付与する。内部コンピュータ12は、受信したパケットに要求メッセージが格納されている場合には、要求メッセージで指定されるプロセスデータを読み出し、読み出したプロセスデータを格納したパケットを内部ネットワーク16に送出する。外部コンピュータ11は、受信したパケットに格納されたプロセスデータ等のアプリケーションデータを取り出す。   When acquiring process data from the internal computer 12, the external computer 11 sends a packet storing a request message described later as application data to the external network 15. Although the data diode device 14 is interposed between the external computer 11 and the internal computer 12, the external computer 11 gives the IP address of the internal computer 12 as the destination IP address of the packet. When the request message is stored in the received packet, the internal computer 12 reads out the process data specified by the request message, and sends the packet storing the read process data to the internal network 16. The external computer 11 extracts application data such as process data stored in the received packet.

なお、以下の説明では、要求メッセージを格納したパケットを他のパケットと特に区別する場合には、そのパケットを要求パケットと称する。また、要求パケットに応答して返信されるプロセスデータを格納したパケットを他のパケットと特に区別する場合には、そのパケットを応答パケットと称する。   In the following description, when a packet storing a request message is particularly distinguished from other packets, the packet is referred to as a request packet. When a packet storing process data returned in response to a request packet is particularly distinguished from other packets, the packet is referred to as a response packet.

データダイオード装置14は、外部ネットワーク15に接続された第1ユニット21と内部ネットワーク16に接続された第2ユニット22とを備えている。第1ユニット21は、外部ネットワーク15から内部ネットワーク16に向けて送信されるパケットを受信し、受信したパケットが後述する第1パケット登録情報が登録されているパケット(以下、登録パケットという)であるか否かを判定する。受信したパケットが登録パケットである場合には、第1ユニット21は、その登録パケットの第1パケット登録情報に対応した信号線Q1、Q2・・・Qn(図2参照、信号線Q1、Q2・・・Qnを特に区別する必要がない場合には、信号線Qと総称する)のいずれか1本をアクティブにする。第2ユニット22は、アクティブになった信号線Qに対応する後述する第2パケット登録情報から第1ユニット21で受信した登録パケットの内容を特定し、その受信した登録パケットに相当するパケット(復元パケット)を生成して、内部ネットワーク16に送出する。   The data diode device 14 includes a first unit 21 connected to the external network 15 and a second unit 22 connected to the internal network 16. The first unit 21 receives a packet transmitted from the external network 15 toward the internal network 16, and the received packet is a packet in which first packet registration information (to be described later) is registered (hereinafter referred to as a registration packet). It is determined whether or not. If the received packet is a registration packet, the first unit 21 sends signal lines Q1, Q2,... Qn corresponding to the first packet registration information of the registration packet (see FIG. 2, signal lines Q1, Q2,. ..., When there is no need to distinguish Qn, any one of the signal lines Q) is activated. The second unit 22 identifies the content of a registration packet received by the first unit 21 from second packet registration information (to be described later) corresponding to the activated signal line Q, and a packet corresponding to the received registration packet (restoration) Packet) is generated and sent to the internal network 16.

また、データダイオード装置14は、第2ユニット22で内部ネットワーク16からのパケットを受信し、そのパケットを一方向伝送路S(図2参照)を介して第1ユニット21に伝送し、第1ユニット21がパケットを外部ネットワーク15に送出する。これにより、内部コンピュータ12から外部コンピュータ11に宛てられたプロセスデータを外部コンピュータ11に送る。なお、データダイオード装置14が内部ネットワーク16へ中継するパケットは、プロセスデータを取得するための要求パケットに限定されないが、以下では、データダイオード装置14には、中継するパケットとして、いくつかの要求パケットが予め登録されているものとして説明する。   The data diode device 14 receives a packet from the internal network 16 by the second unit 22 and transmits the packet to the first unit 21 via the one-way transmission path S (see FIG. 2). 21 sends the packet to the external network 15. As a result, the process data addressed to the external computer 11 from the internal computer 12 is sent to the external computer 11. The packet relayed by the data diode device 14 to the internal network 16 is not limited to a request packet for acquiring process data, but in the following, the data diode device 14 has several request packets as relay packets. Is assumed to be registered in advance.

図2において、データダイオード装置14は、第1、第2ユニット21、22と、複数本の信号線Qからなる信号線部23と、第1ユニット21と第2ユニット22との間に設けられた伝送線路24とを備えている。第1ユニット21は、第1通信部31、第1記憶部32、第1制御部33及び受信部34を備える。第2ユニット22は、第2通信部41、第2記憶部42、第2制御部43及び送信部44を備える。   In FIG. 2, the data diode device 14 is provided between first and second units 21 and 22, a signal line portion 23 including a plurality of signal lines Q, and the first unit 21 and the second unit 22. The transmission line 24 is provided. The first unit 21 includes a first communication unit 31, a first storage unit 32, a first control unit 33, and a reception unit 34. The second unit 22 includes a second communication unit 41, a second storage unit 42, a second control unit 43, and a transmission unit 44.

第1ユニット21に設けられた第1制御部33と第1記憶部32に記憶されている第1参照テーブルT1とにより、パケット判定部51が構成される。また、第2ユニット22に設けられた第2制御部43と、第2記憶部42に記憶されている第2参照テーブルT2とによって、パケット復元部52が構成される。これらパケット判定部51とパケット復元部52と、信号線部23とによってパケット中継部53が構成される。また、伝送線路24と、第1ユニット21の受信部34と、第2ユニット22の送信部44とは、一方向伝送路Sを構成する。   The packet determination unit 51 is configured by the first control unit 33 provided in the first unit 21 and the first reference table T1 stored in the first storage unit 32. Further, the packet restoration unit 52 is configured by the second control unit 43 provided in the second unit 22 and the second reference table T2 stored in the second storage unit 42. The packet determination unit 51, the packet restoration unit 52, and the signal line unit 23 constitute a packet relay unit 53. Further, the transmission line 24, the receiving unit 34 of the first unit 21, and the transmitting unit 44 of the second unit 22 constitute a unidirectional transmission path S.

第1ユニット21の第1通信部31は、外部ネットワーク15に接続されている。この第1通信部31は、内部ネットワークに向けたパケットを受信する。この例では、第1通信部31は、外部ネットワーク15からのパケットのうち第1参照テーブルT1に登録されている第1パケット登録情報の宛先IPアドレスが付与されているパケットを受信する。なお、内部ネットワーク16のネットワークアドレスを例えば第1通信部31に予め設定しておき、そのネットワークアドレスに宛先IPアドレスのネットワークアドレス部分が一致するパケットを受信するようにしてもよい。   The first communication unit 31 of the first unit 21 is connected to the external network 15. The first communication unit 31 receives a packet directed to the internal network. In this example, the first communication unit 31 receives a packet to which a destination IP address of the first packet registration information registered in the first reference table T1 is assigned among the packets from the external network 15. Note that the network address of the internal network 16 may be set in advance in the first communication unit 31, for example, and a packet whose destination IP address matches the network address may be received.

第1通信部31は、受信したパケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、アプリケーションデータ(以下、これらをまとめて受信パケット情報という)及び送信元ポート番号を取り出して第1制御部33に送る。また、第1通信部31は、一方向伝送路Sを構成する受信部34からのパケットを外部ネットワーク15に送出する。これにより、応答パケットを、それに対応した要求パケットの送信元である外部コンピュータ11に送信する。   The first communication unit 31 extracts a transmission source IP address, a destination IP address, application data (hereinafter collectively referred to as reception packet information) and a transmission source port number from the received packet, and sends them to the first control unit 33. In addition, the first communication unit 31 sends out the packet from the receiving unit 34 configuring the one-way transmission path S to the external network 15. As a result, the response packet is transmitted to the external computer 11 which is the transmission source of the corresponding request packet.

第1記憶部32は、上述の第1参照テーブルT1とポート番号変換テープルTpとを記憶している。第1参照テーブルT1は、図3に示すように、中継を許可した特定のパケットのそれぞれについての第1パケット登録情報と、この第1パケット登録情報に対応する1本の信号線Qを示す信号線番号と、インターバル時間とからなる複数のレコードが登録されている。各レコードの信号線番号と第1パケット登録情報とは、1対1に対応する。この例における第1パケット登録情報は、パケット中のIPヘッダに格納される送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、TCPヘッダに格納される送信元ポート番号、宛先ポート番号、TCPデータ部に格納されるアプリケーションデータからなる。また、この例では、第1パケット登録情報中の送信元IPアドレスが送信元情報、宛先IPアドレスが宛先情報であり、これらとアプリケーションデータとの組み合わせが登録パケットであるか否かの判定に用いられる。   The first storage unit 32 stores the first reference table T1 and the port number conversion table Tp described above. As shown in FIG. 3, the first reference table T1 includes first packet registration information for each specific packet permitted to be relayed and a signal indicating one signal line Q corresponding to the first packet registration information. A plurality of records including a line number and an interval time are registered. The signal line number of each record and the first packet registration information correspond one-to-one. The first packet registration information in this example is stored in a source IP address, a destination IP address, a source port number stored in a TCP header, a destination port number, and a TCP data part stored in the IP header in the packet. Consists of application data. In this example, the source IP address in the first packet registration information is the source information, the destination IP address is the destination information, and it is used to determine whether the combination of these and application data is a registration packet. It is done.

第1パケット登録情報の送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、アプリケーションデータは、実際に外部コンピュータ11から内部コンピュータ12に送信される要求パケットのものが登録される。これに対して、第1パケット登録情報の送信元ポート番号は、各第1パケット登録情報にユニークなポート番号を予め付与している。   The transmission source IP address, destination IP address, destination port number, and application data of the first packet registration information are registered in the request packet that is actually transmitted from the external computer 11 to the internal computer 12. On the other hand, as the transmission source port number of the first packet registration information, a unique port number is assigned in advance to each first packet registration information.

また、アプリケーションプロトコルとして、この例ではModbus/TCPを用いている。このため、第1パケット登録情報のアプリケーションデータとしては、TCP/Modbusに準拠したメッセージが登録されている。TCP/Modbusのメッセージは、周知のように、内部コンピュータ12に設けられたレジスタに対するデータ(プロセスデータ)の読み出しや書き込みを指示する機能コード、読み出しや書き込みの際のアドレス範囲等のデータから構成され、読み出すプロセスデータが同じであれば、TCP/Modbusの要求メッセージは同じになる。   In this example, Modbus / TCP is used as an application protocol. For this reason, a message compliant with TCP / Modbus is registered as application data of the first packet registration information. As is well known, the TCP / Modbus message is composed of data such as a function code for instructing reading and writing of data (process data) to a register provided in the internal computer 12 and an address range at the time of reading and writing. If the process data to be read is the same, the TCP / Modbus request message is the same.

ポート番号変換テープルTpには、図4に示すように、第1制御部33によって、変換前ポート番号と変換後ポート番号とが対応付けた変換レコードが登録される。このポート番号変換テープルTpは、応答パケットを外部コンピュータ11に送る際に、その応答パケットの宛先ポート番号を、対応する要求パケットの送信元ポート番号に変換するために用いられる。   In the port number conversion table Tp, as shown in FIG. 4, the first control unit 33 registers a conversion record in which the port number before conversion and the port number after conversion are associated with each other. This port number conversion table Tp is used to convert the destination port number of the response packet to the transmission source port number of the corresponding request packet when the response packet is sent to the external computer 11.

図2において、第1制御部33は、上述のように第1通信部31が受信したパケットが登録パケットであるか否かを判定する。この判定では、第1制御部31は、受信パケット情報が第1参照テーブルT1のいずれかの第1パケット登録情報に含まれているか否かを調べる。この判定において、受信パケット情報がいずれか1つの第1パケット登録情報に含まれている場合、すなわち、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス及びアプリケーションデータの全てがいずれか1つの第1パケット登録情報に含まれている場合に、登録パケットであると判定する。第1制御部33は、それらが含まれている第1パケット登録情報(以下、第1該当パケット登録情報という)に対応した信号線番号を取得し、取得した信号線番号の信号線Qをアクティブにする。   In FIG. 2, the first control unit 33 determines whether or not the packet received by the first communication unit 31 is a registration packet as described above. In this determination, the first control unit 31 checks whether the received packet information is included in any of the first packet registration information in the first reference table T1. In this determination, when the received packet information is included in any one of the first packet registration information, that is, all of the transmission source IP address, the destination IP address, and the application data are included in any one of the first packet registration information. If it is included, it is determined that the packet is a registration packet. The first control unit 33 acquires the signal line number corresponding to the first packet registration information (hereinafter referred to as the first corresponding packet registration information) including them, and activates the signal line Q of the acquired signal line number. To.

また、第1制御部33は、登録パケットと判定するごとに、ポート番号変換テープルTpに変換レコードを登録する。この登録では、登録パケットの送信元ポート番号を変換前ポート番号とし、第1該当パケット登録情報の送信元ポート番号を変換後ポート番号とする。変換レコードは、例えば変換後ポート番号の基になった第1該当パケット登録情報のインターバル時間の経過後に第1制御部33によって削除される。   Moreover, the 1st control part 33 registers a conversion record into the port number conversion table Tp whenever it determines with a registration packet. In this registration, the transmission source port number of the registration packet is set as a pre-conversion port number, and the transmission source port number of the first relevant packet registration information is set as a post-conversion port number. The conversion record is deleted by the first control unit 33 after elapse of the interval time of the first relevant packet registration information that is the basis of the converted port number, for example.

なお、情報要求側の外部コンピュータ11が情報提供側の内部コンピュータ12に送信するパケットの宛先ポート番号は、一般的に通信相手のアプリケーションごとに固定されている。このため、この例では、受信したパケットと第1パケット登録情報とのアプリケーションデータが一致する場合、宛先ポート番号も一致するとみなしており、宛先ポート番号を登録パケットであるか否かの判定に用いていない。もちろん、宛先ポート番号を宛先情報の1つとして判定に用いてもよい。一方、外部コンピュータ11が送信するパケットの送信元ポート番号は、一般的に任意なポート番号が外部コンピュータ11によって付与される。このため、この例では送信元ポート番号を登録パケットであるか否かの判定に用いない。もちろん、送信元ポート番号が固定されている場合には、送信元情報の1つとすることもできる。この場合には、上記ポート番号変換テーブルTpの作成は不要である。   Note that the destination port number of the packet transmitted from the information requesting external computer 11 to the information providing internal computer 12 is generally fixed for each communication partner application. For this reason, in this example, when the application data of the received packet and the first packet registration information match, it is considered that the destination port number also matches, and the destination port number is used to determine whether or not it is a registration packet. Not. Of course, the destination port number may be used for determination as one piece of destination information. On the other hand, as the transmission source port number of the packet transmitted by the external computer 11, an arbitrary port number is generally given by the external computer 11. Therefore, in this example, the transmission source port number is not used for determining whether or not the packet is a registration packet. Of course, when the transmission source port number is fixed, it can be one of the transmission source information. In this case, it is not necessary to create the port number conversion table Tp.

第1制御部33は、先に受信したパケットと同じ受信パケット情報を有する新たなパケットを受信した場合、先に受信したパケットに応答して信号線Qをアクティブにした時点から、その受信したパケットに対応した第1パケット登録情報のインターバル時間内であるときには、新たなパケットに対して信号線Qをアクティブにしない。これにより、短時間に大量のパケットが送信される、いわゆるフラッド攻撃から内部コンピュータ12を保護する。なお、インターバル時間の計時の起算点は、先に受信したパケットの受信時でもよい。   When the first control unit 33 receives a new packet having the same received packet information as the previously received packet, the first control unit 33 activates the signal line Q in response to the previously received packet. Is within the interval time of the first packet registration information corresponding to, the signal line Q is not activated for a new packet. Thereby, the internal computer 12 is protected from a so-called flood attack in which a large number of packets are transmitted in a short time. Note that the starting point for counting the interval time may be the time when the previously received packet is received.

信号線Qは、第1参照テーブルT1に登録されている第1パケット登録情報と同じ本数以上あればよい。この例では、信号線Qとしてメタル線を用いている。第1制御部33は、信号線Qの各々に接続された複数のスイッチを有し、第1該当パケット登録情報に対応する信号線番号に接続されたスイッチをオンとする。これにより、第1該当パケット登録情報に対応した信号線Qをアクティブ、この例ではハイレベルにする。なお、信号線Qのアクティブをローレベルとしてもよい。また、信号線Qは、アクティブであるか否かを第2ユニット22に伝えることができればよい。信号線Qとして、例えば発光ダイオードと受光素子とを用い、アクティブとするときに第1ユニット21が発光ダイオードを点灯し、第2ユニット22が受光素子で発光ダイオードの点灯を検出するようにしてもよい。   The number of signal lines Q may be equal to or more than the same number as the first packet registration information registered in the first reference table T1. In this example, a metal line is used as the signal line Q. The first control unit 33 includes a plurality of switches connected to each of the signal lines Q, and turns on the switch connected to the signal line number corresponding to the first corresponding packet registration information. As a result, the signal line Q corresponding to the first corresponding packet registration information is made active, in this example, high level. Note that the signal line Q may be active at a low level. The signal line Q only needs to be able to tell the second unit 22 whether or not it is active. As the signal line Q, for example, a light emitting diode and a light receiving element are used, and when activated, the first unit 21 lights the light emitting diode, and the second unit 22 detects the light emitting diode lighting by the light receiving element. Good.

受信部34は、伝送線路24を介して第2ユニット22からのパケットを受信する。また、この受信部34は、ポート番号変換テープルTpを参照して、第2ユニット22から受信したパケットの宛先ポート番号の変換を行う。すなわち、受信部34は、受信したパケットの宛先ポート番号をポート番号変換テープルTpの変換後ポート番号として、その変換後ポート番号に対応する変換前ポート番号を受信したパケットの宛先ポート番号に置き換える。これにより、応答パケットの宛先ポート番号をそれに対応する要求パケットの送信元ポート番に変換している。受信部34は、宛先ポート番号を置き換えたパケットを第1通信部31に送る。   The receiving unit 34 receives a packet from the second unit 22 via the transmission line 24. The receiving unit 34 refers to the port number conversion table Tp and converts the destination port number of the packet received from the second unit 22. That is, the receiving unit 34 uses the destination port number of the received packet as the post-conversion port number of the port number conversion table Tp, and replaces the pre-conversion port number corresponding to the post-conversion port number with the destination port number of the received packet. Thereby, the destination port number of the response packet is converted into the transmission source port number of the corresponding request packet. The receiving unit 34 sends a packet with the destination port number replaced to the first communication unit 31.

第2ユニット22の第2制御部43は、各信号線Qが接続されている。第2記憶部42には、図3に示すように、第1参照テーブルT1と同一の内容の第2参照テーブルT2が書き込まれている。第2参照テーブルT2では、各レコードのパケット登録情報が第2パケット登録情報になっており、第2パケット登録情報には、同じ内容の第1パケット登録情報の信号線Q(信号線番号)が対応付けられている。これにより、同じパケットについての第1、第2パケット登録情報が同じ信号線Qに対応するように登録されている。   Each signal line Q is connected to the second control unit 43 of the second unit 22. As shown in FIG. 3, a second reference table T2 having the same contents as the first reference table T1 is written in the second storage unit 42. In the second reference table T2, the packet registration information of each record is the second packet registration information. The second packet registration information includes the signal line Q (signal line number) of the first packet registration information having the same content. It is associated. Thus, the first and second packet registration information for the same packet is registered so as to correspond to the same signal line Q.

第2制御部43は、いずれかの信号線Qがアクティブになることに応答して、アクティブになった信号線Qの信号線番号に対応付けられた第2パケット登録情報、すなわち、第1該当パケット登録情報と同じ内容の第2パケット登録情報(以下、他の第2パケット登録情報と特に区別する場合には第2該当パケット登録情報という)を第2参照テーブルT2から読み出し、第2該当パケット登録情報のアプリケーションデータ、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号をそれぞれ付与したパケットを生成する。これにより、第2該当パケット登録情報に基づいて、第1ユニット21が受信したパケットに相当する復元パケットを生成する。第2制御部43で生成されたパケットは、第2通信部41に送られる。なお、第2参照テーブルT2では、インターバル時間を省略することができる。   The second control unit 43 responds to the activation of one of the signal lines Q, the second packet registration information associated with the signal line number of the activated signal line Q, that is, the first corresponding Second packet registration information having the same content as the packet registration information (hereinafter referred to as second relevant packet registration information when specifically distinguished from other second packet registration information) is read from the second reference table T2, and the second relevant packet is read. A packet to which application data, a source IP address, a destination IP address, a source port number, and a destination port number of registration information are assigned is generated. As a result, a restoration packet corresponding to the packet received by the first unit 21 is generated based on the second corresponding packet registration information. The packet generated by the second control unit 43 is sent to the second communication unit 41. In the second reference table T2, the interval time can be omitted.

第2通信部41は、内部ネットワーク16に接続されている。第2通信部41は、第2制御部43で生成されたパケットを内部ネットワーク16に送出する。これにより、第2制御部43で生成したパケットを内部コンピュータ12に送る。また、第2通信部41は、内部ネットワーク16から受信したパケットを送信部44に送る。   The second communication unit 41 is connected to the internal network 16. The second communication unit 41 sends the packet generated by the second control unit 43 to the internal network 16. Thereby, the packet generated by the second control unit 43 is sent to the internal computer 12. In addition, the second communication unit 41 sends the packet received from the internal network 16 to the transmission unit 44.

なお、第2該当パケット登録情報からパケットを生成する場合、送信元ポート番号を任意のポート番号に、また送信元IPアドレスを第2ユニット22のIPアドレスに置き換えてもよい。この場合、それに対応して内部コンピュータ12が返信するパケットの宛先ポート番号、宛先IPアドレスを第2該当パケット登録情報の送信元ポート番号、送信元ポート番号に置き換えてから、そのパケットを第1ユニット21に伝送する。   When generating a packet from the second relevant packet registration information, the transmission source port number may be replaced with an arbitrary port number, and the transmission source IP address may be replaced with the IP address of the second unit 22. In this case, the destination port number and destination IP address of the packet returned by the internal computer 12 correspondingly are replaced with the source port number and source port number of the second relevant packet registration information, and then the packet is sent to the first unit. 21 is transmitted.

一方向伝送路Sは、上述のように第1ユニット21の受信部34と、第2ユニット22の送信部44と、伝送線路24とから構成されており、通信方向が第2ユニット22側から第1ユニット21側への一方向に物理的に限定されたデータダイオードである。例えば、送信部44は、発光素子や入力されるデータに応じて発光素子から出力される光を変調する変調回路、エラー訂正用の送信側回路等で構成され、受信部34は、受光素子や受光強度に応じてデータを復調する復調回路、エラー訂正用の受信側回路等で構成される。伝送線路24は、送信部44の発光素子と受信部34の受光素子の間を結ぶ光ファイバが用いられている。この一方向伝送路Sは、第2通信部41からのパケットが伝送すべきデータとして送信部44に入力され、この入力されたデータを伝送線路24を介して受信部34に送る。   As described above, the unidirectional transmission path S is composed of the receiving unit 34 of the first unit 21, the transmitting unit 44 of the second unit 22, and the transmission line 24, and the communication direction is from the second unit 22 side. The data diode is physically limited to one direction toward the first unit 21. For example, the transmission unit 44 includes a light emitting element, a modulation circuit that modulates light output from the light emitting element according to input data, a transmission side circuit for error correction, and the like. It comprises a demodulation circuit that demodulates data according to the received light intensity, a receiving side circuit for error correction, and the like. The transmission line 24 uses an optical fiber that connects between the light emitting element of the transmitting unit 44 and the light receiving element of the receiving unit 34. The one-way transmission path S is input to the transmission unit 44 as data to be transmitted by the packet from the second communication unit 41, and the input data is sent to the reception unit 34 via the transmission line 24.

一方向伝送路Sとしては、一方向の通信に限定されたものであればよく、上記構成に限定されないが、一方向の伝送を担保する観点からは、例えば上記のように通信方向を物理的に限定する構成とすることが好ましい。また、エラー訂正としては、エラー発生時にデータの再送要求が不要な前方誤り訂正方式を用いることが好ましい。   The one-way transmission line S is not limited to the above-described configuration as long as it is limited to one-way communication. From the viewpoint of ensuring one-way transmission, for example, the communication direction is physically set as described above. Preferably, the configuration is limited to the above. For error correction, it is preferable to use a forward error correction method that does not require a data retransmission request when an error occurs.

上述のように、受信部34が受信したパケットは、宛先ポート番号の変換を行ってから第1通信部31に送られ、第1通信部31が外部ネットワーク15に送出する。これにより、内部コンピュータ12にプロセスデータを要求した外部コンピュータ11に対して、その要求したプロセスデータの応答パケットを送信する。   As described above, the packet received by the receiving unit 34 is sent to the first communication unit 31 after the destination port number is converted, and the first communication unit 31 sends the packet to the external network 15. As a result, a response packet of the requested process data is transmitted to the external computer 11 that has requested the process data from the internal computer 12.

なお、アプリケーションデータの送信態様は上記態様に限られない。例えば各応答パケットから得られるアプリケーションデータをバッファ等にいったん蓄積してから、一方向伝送路Sを介してまとめて送信するとともに、宛先IPアドレス、宛先ポート番号等の情報を送信してもよい。この場合、第1ユニット21側では、まとめて受信したアプリケーションデータと宛先IPアドレス、宛先ポート番号等の情報から外部コンピュータ11に送信するためのパケットを再構成して送信する。   The transmission mode of application data is not limited to the above mode. For example, application data obtained from each response packet may be temporarily stored in a buffer or the like and then transmitted together via the one-way transmission line S, and information such as a destination IP address and a destination port number may be transmitted. In this case, on the first unit 21 side, a packet to be transmitted to the external computer 11 is reconstructed from the collectively received application data, information such as the destination IP address and destination port number, and transmitted.

第2ユニット22から第1ユニット21には、一方向伝送路Sを用いて、少なくともアプリケーションデータと、第1ユニット21がアプリケーションデータの送り先を識別できる情報とを送ればよい。例えば、パケットから取り出したアプリケーションデータと宛先ポート番号を送ってもよい。この場合、宛先ポート番号に送信元ポート番号が一致する第1パケット登録情報の送信元IPアドレスを応答パケットの宛先IPアドレスとすればよい。   From the second unit 22 to the first unit 21, at least application data and information that enables the first unit 21 to identify the destination of application data may be sent using the one-way transmission path S. For example, the application data extracted from the packet and the destination port number may be sent. In this case, the source IP address of the first packet registration information whose source port number matches the destination port number may be used as the destination IP address of the response packet.

上記のように構成される第1ユニット21は、外部ネットワーク15上の第1ネットワーク機器に対して、また第2ユニット22は、内部ネットワーク16上の第2ネットワーク機器に対して、トランスポート層以下の動作を行って通信すればよく、トランスポート層以下での動作は、アプリケーションや接続される機器等で変化しないから、固定の機能を実現すればよく、簡単な構成とすることができる。   The first unit 21 configured as described above is for the first network device on the external network 15, and the second unit 22 is for the second network device on the internal network 16 below the transport layer. The operation below the transport layer does not change depending on the application, the connected device, etc., so that a fixed function may be realized and a simple configuration can be achieved.

データダイオード装置14を構成する第1、第2ユニット21、22との機能は、それぞれ例えばパーソナルコンピュータを用いて構成することも可能である。この場合、例えば2台のパーソナルコンピュータを配置し、第1、第2ユニット21、22の機能を実現するためのプログラムを導入して、一方を第1ユニット21、他方を第2ユニット22とする。信号線Qとしては、各パーソナルコンピュータに設けた汎用入出力ポート等の端子同士の接続を用いる。一方向伝送路Sとしては、各パーソナルコンピュータのRS−232Cなどの双方向の信号線のうちの一方向のみを接続する。   The functions of the first and second units 21 and 22 constituting the data diode device 14 can be configured by using, for example, a personal computer. In this case, for example, two personal computers are arranged, a program for realizing the functions of the first and second units 21 and 22 is introduced, and one is the first unit 21 and the other is the second unit 22. . As the signal line Q, connection between terminals such as general-purpose input / output ports provided in each personal computer is used. As the unidirectional transmission line S, only one direction of bidirectional signal lines such as RS-232C of each personal computer is connected.

一方、第1、第2ユニット21、22を、例えばASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)や、後述する第2実施形態のように、FPGA(Field Programmable Gate Array)に代表されるプログラマブルロジックデバイス(PLD)等を用いて実現することもできる。PLDは、複数の回路ブロックの組み合わせによって任意の回路構成が可能であって様々な処理回路を形成することができるが、回路構成後に処理回路自体を変更することは困難である。したがって、このようにASICやPLDを用いる態様は、機能の改変、例えば第1参照テーブルT1の内容の書き換えを不可能にし、また第1制御部33の動作内容の変更を困難にすることができる。そして、これによって外部ネットワーク15から内部コンピュータ12への不正なアクセスのリスクを極めて低くすることができる。   On the other hand, the first and second units 21 and 22 are represented by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array) as in a second embodiment described later. It can also be realized using a programmable logic device (PLD) or the like. The PLD can have an arbitrary circuit configuration by combining a plurality of circuit blocks and can form various processing circuits. However, it is difficult to change the processing circuit itself after the circuit configuration. Therefore, the aspect using ASIC or PLD in this way makes it impossible to modify the function, for example, rewrite the contents of the first reference table T1, and make it difficult to change the operation contents of the first control unit 33. . As a result, the risk of unauthorized access from the external network 15 to the internal computer 12 can be extremely reduced.

次に、上記構成の作用について、第2外部コンピュータ11bを操作して、第1内部コンピュータ12aからプロセスデータを取得する場合を例に説明する。なお、以下の説明では、図1に示すように、第1外部コンピュータ11aのIPアドレスを「192.168.100.1」とし、第2外部コンピュータ11bのIPアドレスを「192.168.100.2」とする。また、第1内部コンピュータ12aのIPアドレスを「192.168.1.1」、第2内部コンピュータ12bのIPアドレスを「192.168.1.2」とする。さらに、第1参照テーブルT1、第2参照テーブルT2には、図3に示す内容が登録されているものとする。   Next, the operation of the above configuration will be described by taking as an example a case where process data is acquired from the first internal computer 12a by operating the second external computer 11b. In the following description, as shown in FIG. 1, the IP address of the first external computer 11a is “192.168.100.1”, and the IP address of the second external computer 11b is “192.168.100. 2 ”. Also, the IP address of the first internal computer 12a is “192.168.1.1”, and the IP address of the second internal computer 12b is “192.168.1.2”. Furthermore, it is assumed that the contents shown in FIG. 3 are registered in the first reference table T1 and the second reference table T2.

まず、第2外部コンピュータ11bを操作して、第1内部コンピュータ12aからのプロセスデータの取得を指示する。この指示を受けて、第2外部コンピュータ11bは、第1内部コンピュータ12aとTCPでのコネクションを確立させる。このため、第2外部コンピュータ11bは、まず第1内部コンピュータ12aのIPアドレスを宛先IPアドレスとして格納したARPリクエストをブロードキャストする。   First, the second external computer 11b is operated to instruct acquisition of process data from the first internal computer 12a. In response to this instruction, the second external computer 11b establishes a TCP connection with the first internal computer 12a. Therefore, the second external computer 11b first broadcasts an ARP request that stores the IP address of the first internal computer 12a as the destination IP address.

第1ユニット21の第1通信部31は、第1参照テーブルT1には、第1内部コンピュータ12aのIPアドレスが宛先IPアドレスとなった第1パケット登録情報が登録されているため、上記ARPリクエストに応答して自己のMACアドレスを格納したARPリプライを、ARPリクエストの送信元に返信する。これにより、第2外部コンピュータ11bは、ARPリプライから第1通信部31のMACアドレスを取得する。これ以降、第2外部コンピュータ11bは、第1内部コンピュータ12aのIPアドレスを宛先IPアドレスとしてパケットを送出する場合、第1通信部31のMACアドレスを宛先MACアドレスとする。そして、第2外部コンピュータ11bは、第1内部コンピュータ12aのIPアドレスを宛先IPアドレスとして、SYNパケットの送信を行う。結果として、図5に示すように、第2外部コンピュータ11bと第1通信部31との間で、そのSYNパケットと、ACK+SYNパケットと、ACKパケットとの送受信が行われて、TCPのコネクションが確立される。なお、外部コンピュータ11、内部コンピュータ12、第1、第2通信部31、41がパケットを送信する場合の送信元MACアドレスは、それぞれ自己のMACアドレスとなる。   The first communication unit 31 of the first unit 21 registers the first packet registration information in which the IP address of the first internal computer 12a is the destination IP address in the first reference table T1, and thus the ARP request In response to this, the ARP reply storing its own MAC address is returned to the ARP request source. Accordingly, the second external computer 11b acquires the MAC address of the first communication unit 31 from the ARP reply. Thereafter, when the second external computer 11b sends a packet using the IP address of the first internal computer 12a as the destination IP address, the MAC address of the first communication unit 31 is set as the destination MAC address. Then, the second external computer 11b transmits a SYN packet using the IP address of the first internal computer 12a as the destination IP address. As a result, as shown in FIG. 5, the SYN packet, the ACK + SYN packet, and the ACK packet are transmitted / received between the second external computer 11b and the first communication unit 31, and a TCP connection is established. Is done. Note that, when the external computer 11, the internal computer 12, and the first and second communication units 31 and 41 transmit packets, the source MAC addresses are their own MAC addresses.

TCPのコネクションが確立した後、第2外部コンピュータ11bは、取得するプロセスデータに応じた要求メッセージをTCPデータ部に格納した要求パケットP1(図5、図6参照)を生成し、その要求パケットP1を外部ネットワーク15に送出する。図6に示すように、要求パケットP1に付与されている送信元IPアドレスは第2外部コンピュータ11bのIPアドレス「192.168.100.2」であり、宛先IPアドレスは第1内部コンピュータ12aのIPアドレス「192.168.1.1」である。また、要求パケットには、宛先ポート番号としてTCP/Modbusに対応するポート番号(この例では502)が付与され、送信元ポート番号には、任意のポート番号(この例では1501)が付与されている。   After the TCP connection is established, the second external computer 11b generates a request packet P1 (see FIGS. 5 and 6) in which a request message corresponding to the process data to be acquired is stored in the TCP data portion, and the request packet P1 Is sent to the external network 15. As shown in FIG. 6, the source IP address given to the request packet P1 is the IP address “192.168.100.2” of the second external computer 11b, and the destination IP address is the first internal computer 12a. The IP address is “192.168.1.1”. The request packet is assigned a port number corresponding to TCP / Modbus (502 in this example) as the destination port number, and an arbitrary port number (1501 in this example) is assigned to the source port number. Yes.

第1通信部31によって、要求パケットP1が受信され、その要求パケットP1から取り出された受信パケット情報と送信元ポート番号が第1制御部33に送られる。受信パケット情報と送信元ポート番号を受け取ると、第1制御部33は、第1参照テーブルT1に登録されている第1パケット登録情報のいずれかに受信パケット情報が含まれているか否かを調べて、要求パケットP1が登録パケットであるか否かを判定する。   The first communication unit 31 receives the request packet P1 and sends the received packet information extracted from the request packet P1 and the transmission source port number to the first control unit 33. Upon receiving the received packet information and the source port number, the first control unit 33 checks whether any of the first packet registration information registered in the first reference table T1 includes the received packet information. Then, it is determined whether or not the request packet P1 is a registration packet.

受信パケット情報が含まれる第1パケット登録情報が第1参照テーブルT1にない場合には、要求パケットP1は登録パケットではないと判定される。このように登録パケットではないと判定した場合には、第1制御部33は、例えば第1通信部31と第2外部コンピュータ11bとの間のコネクションを切断する。一方、受信パケット情報が含まれる第1パケット登録情報、すなわち第1該当パケット登録情報が第1参照テーブルT1にある場合には、要求パケットP1が登録パケットと判定される。そして、この場合には、第1該当パケット登録情報に対応した信号線Qが所定時間だけアクティブ(ハイレベル)にされる。   When the first packet registration information including the received packet information is not in the first reference table T1, it is determined that the request packet P1 is not a registration packet. When it is determined that the packet is not a registration packet in this way, the first control unit 33 disconnects the connection between the first communication unit 31 and the second external computer 11b, for example. On the other hand, when the first packet registration information including the received packet information, that is, the first corresponding packet registration information is in the first reference table T1, the request packet P1 is determined to be a registration packet. In this case, the signal line Q corresponding to the first packet registration information is activated (high level) for a predetermined time.

要求パケットP1のアプリケーションデータの内容が、例えば、「0001 0000 0006 11 03 008A 00E3」である場合には、第1参照テーブルT1の信号線番号「2」に対応する第1パケット登録情報が第1該当パケット登録情報になる。したがって、第1制御部33によって、信号線番号「2」の信号線Q2がアクティブにされる。これにより、図5において破線で示すように、第1制御部33から第2制御部43に対して、信号線Q2によって信号線番号「2」に対応する第1パケット登録情報を含むパケットを第1ユニット21が受信したことが伝達される。   For example, when the content of the application data of the request packet P1 is “0001 0000 0006 11 03 008A 00E3”, the first packet registration information corresponding to the signal line number “2” of the first reference table T1 is the first. It becomes the corresponding packet registration information. Accordingly, the first control unit 33 activates the signal line Q2 of the signal line number “2”. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 5, the first control unit 33 sends a packet including the first packet registration information corresponding to the signal line number “2” to the second control unit 43 through the signal line Q2. It is transmitted that one unit 21 has received.

また、第1制御部33によって、ポート番号変換テーブルTpに要求パケットP1に対応した変換レコードが登録される。図6に示すよう、要求パケットP1の送信元ポート番号「1501」が変換前ポート番号とされ、第1該当パケット登録情報の送信元ポート番号「3002」が変換後ポート番号とされた変換レコードR1が登録される。   Further, the first control unit 33 registers a conversion record corresponding to the request packet P1 in the port number conversion table Tp. As shown in FIG. 6, the conversion record R1 in which the transmission source port number “1501” of the request packet P1 is the port number before conversion and the transmission source port number “3002” of the first relevant packet registration information is the conversion port number. Is registered.

一方、上記のようにいずれか1本の信号線Qがアクティブになると、第2制御部43は、アクティブになった信号線Qの信号線番号を特定する。そして、特定した信号線番号に対応した第2パケット登録情報、すなわち第1該当パケット登録情報と同じ内容の第2該当パケット登録情報を第2参照テーブルT2から読み出す。そして、第2通信部41に対して、第2該当パケット登録情報の宛先IPアドレスをIPアドレスとするネットワーク機器との間でTCPのコネクションを確立させる。第2通信部41は、ARPを用いて第2該当パケット登録情報の宛先IPアドレスに対応するMACアドレスを取得した後、第2該当パケット登録情報の宛先IPアドレスを用いて、SYNパケットと、ACK+SYNパケットと、ACKパケットとの送受信することで、TCPのコネクションが確立する。   On the other hand, when any one of the signal lines Q becomes active as described above, the second control unit 43 identifies the signal line number of the activated signal line Q. Then, the second packet registration information corresponding to the specified signal line number, that is, the second corresponding packet registration information having the same content as the first corresponding packet registration information is read from the second reference table T2. Then, the second communication unit 41 is allowed to establish a TCP connection with the network device having the destination IP address of the second corresponding packet registration information as the IP address. The second communication unit 41 uses the ARP to acquire the MAC address corresponding to the destination IP address of the second corresponding packet registration information, and then uses the destination IP address of the second corresponding packet registration information to use the SYN packet and ACK + SYN. A TCP connection is established by transmitting and receiving a packet and an ACK packet.

TCPのコネクションが確立すると、第2制御部43は、第2該当パケット登録情報のアプリケーションデータに、第2該当パケット登録情報の宛先ポート番号と送信元ポート番号とを有するTCPヘッダと、第2該当パケット登録情報の宛先IPアドレスと送信元IPアドレスとを有するIPヘッダを付加したパケットを生成する。そして、この生成したパケットを第2通信部41から内部ネットワーク16に送出する。   When the TCP connection is established, the second control unit 43 includes, in the application data of the second corresponding packet registration information, a TCP header having the destination port number and the source port number of the second corresponding packet registration information, and the second corresponding A packet to which an IP header having the destination IP address and the source IP address of the packet registration information is added is generated. Then, the generated packet is sent from the second communication unit 41 to the internal network 16.

上記のように信号線Q2がアクティブとされた場合、信号線番号「2」に対応した第2パケット登録情報が第2該当パケット登録情報となる。第2該当パケット登録情報の宛先IPアドレスは、要求パケットP1と同じ第1内部コンピュータ12aのものであるから、第2通信部41と第1内部コンピュータ12aとの間でTCPのコネクションが確立する。そして、第2該当パケット登録情報は、第1該当パケット登録情報と同じ内容になっているから、第2制御部43によって、要求パケットP1と実質的に同じ内容を持つ要求パケットP2(図5、図6参照)が生成される。すなわち、要求パケットP2は、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、要求メッセージ(アプリケーションデータ)が要求パケットP1のものと同じになっており、送信元ポート番号が第1、第2該当パケット登録情報の送信元ポート番号「3002」となっている。   When the signal line Q2 is activated as described above, the second packet registration information corresponding to the signal line number “2” becomes the second corresponding packet registration information. Since the destination IP address of the second relevant packet registration information is the same as that of the first internal computer 12a as the request packet P1, a TCP connection is established between the second communication unit 41 and the first internal computer 12a. Since the second corresponding packet registration information has the same content as the first corresponding packet registration information, the second control unit 43 causes the request packet P2 having substantially the same content as the request packet P1 (FIG. 5, Is generated). That is, the request packet P2 has the same source IP address, destination IP address, destination port number, and request message (application data) as that of the request packet P1, and the source port number corresponds to the first and second sources. This is the transmission source port number “3002” of the packet registration information.

このように信号線Qを用いた簡単な構成で、内部ネットワーク16に送信すべきパケットの内容と、そのパケットの送信のタイミングとを第1ユニット21から第2ユニット22に伝達され、第2該当パケット登録情報から第1ユニット21が受信したパケットに相当するパケットが復元されて内部ネットワーク16に送出される。   In this way, with a simple configuration using the signal line Q, the contents of the packet to be transmitted to the internal network 16 and the transmission timing of the packet are transmitted from the first unit 21 to the second unit 22, and the second corresponding A packet corresponding to the packet received by the first unit 21 from the packet registration information is restored and sent to the internal network 16.

内部ネットワーク16に送出された要求パケットP2は、第1内部コンピュータ12aによって受信される。第1内部コンピュータ12aは、要求パケットP2から要求メッセージを取り出して、宛先ポート番号に応じた所定のアプリケーションで処理する。これにより、要求メッセージに応じたプロセスデータが指定されたアドレス範囲から取り出され、これを格納した応答パケットP3(図5、図6参照)が生成される。応答パケットP3は、第1内部コンピュータ12aから内部ネットワーク16に送出される。なお、例えば、応答パケットP3には、要求パケットP2に対する確認応答のためのACKフラグがセットされるが、応答パケットP3とは別にACKパケットを送信してもよい。   The request packet P2 sent to the internal network 16 is received by the first internal computer 12a. The first internal computer 12a extracts the request message from the request packet P2, and processes it with a predetermined application corresponding to the destination port number. As a result, the process data corresponding to the request message is extracted from the designated address range, and a response packet P3 (see FIGS. 5 and 6) storing this is generated. The response packet P3 is sent from the first internal computer 12a to the internal network 16. For example, although an ACK flag for an acknowledgment response to the request packet P2 is set in the response packet P3, an ACK packet may be transmitted separately from the response packet P3.

応答パケットP3では、要求パケットP2と送信元と宛先とが逆にされるので、図6に示すように、送信元IPアドレスとして第1内部コンピュータ12aのIPアドレス「192.168.1.1」が付与され、宛先IPアドレスとして第2外部コンピュータ11bのIPアドレス「192.168.100.2」が付与されている。また、応答パケットP3には、送信元ポート番号には要求パケットP2の宛先ポート番号「502」が、宛先ポート番号には要求パケットP2の送信元ポート番号「3002」が付与されている。   In the response packet P3, since the request packet P2, the transmission source, and the destination are reversed, as shown in FIG. 6, the IP address “192.168.1.1” of the first internal computer 12a as the transmission source IP address. And the IP address “192.168.100.2” of the second external computer 11b is assigned as the destination IP address. Further, in the response packet P3, the destination port number “502” of the request packet P2 is assigned to the source port number, and the source port number “3002” of the request packet P2 is assigned to the destination port number.

内部ネットワーク16に送出された応答パケットP3は、宛先MACアドレスが第2通信部41のMACアドレスとなっているので、第2通信部41によって受信される。第2通信部41は、応答パケットP3の受信に応答してACKパケットを返信するとともに、応答パケットP3を送信部44に送る。この応答パケットP3は、送信部44から伝送線路24を介して第1ユニット21の受信部34に送られる。なお、1つの要求パケットに対して複数の応答パケットが返信される場合、各応答パケットを順次に一方向伝送路Sを介して第2ユニット22から第1ユニット21に送信すればよい。   The response packet P3 sent to the internal network 16 is received by the second communication unit 41 because the destination MAC address is the MAC address of the second communication unit 41. The second communication unit 41 returns an ACK packet in response to the reception of the response packet P3, and sends the response packet P3 to the transmission unit 44. The response packet P3 is sent from the transmission unit 44 to the reception unit 34 of the first unit 21 via the transmission line 24. When a plurality of response packets are returned in response to one request packet, each response packet may be sequentially transmitted from the second unit 22 to the first unit 21 via the one-way transmission path S.

受信部34は、応答パケットP3を受信すると、ポート番号変換テーブルTpを参照して、応答パケットP3の宛先ポート番号の変換を行った応答パケットP4(図5、図6参照)を第1通信部31に送る。応答パケットP3は、宛先ポート番号が「3002」であるから、変換後ポート番号「3002」になっている変換レコードR1が参照され、その変換レコードR1の変換前ポート番号「1501」に応答パケットP3の宛先ポート番号が置き換えられる。これにより、図6に示すように、応答パケットP4の宛先ポート番号は、元となった要求パケットP1の送信元ポート番号と同じ「1501」に変換される。   When receiving the response packet P3, the receiving unit 34 refers to the port number conversion table Tp and converts the response packet P4 (see FIGS. 5 and 6) obtained by converting the destination port number of the response packet P3 into the first communication unit. Send to 31. Since the response packet P3 has the destination port number “3002”, the conversion record R1 having the converted port number “3002” is referred to, and the response packet P3 is sent to the port number “1501” before conversion of the conversion record R1. The destination port number of is replaced. As a result, as shown in FIG. 6, the destination port number of the response packet P4 is converted to “1501”, which is the same as the source port number of the original request packet P1.

図5に示すように、応答パケットP4が第1通信部31から外部ネットワーク15に送出される。このときに、第1通信部31は、応答パケットP4が、先の要求パケットP1に応答したパケットとなるように、そのIPヘッダやTCPヘッダの情報、例えばシーケンス番号や確認応答番号を修正する。なお、応答パケットP4のアプリケーションデータを1つのパケットで送信できない場合には、複数のパケットに分割して送信してもよい。   As shown in FIG. 5, the response packet P <b> 4 is sent from the first communication unit 31 to the external network 15. At this time, the first communication unit 31 corrects the information of the IP header and the TCP header, for example, the sequence number and the confirmation response number so that the response packet P4 is a packet in response to the previous request packet P1. If the application data of the response packet P4 cannot be transmitted in one packet, it may be divided into a plurality of packets and transmitted.

応答パケットP4は、その宛先IPアドレスが第2外部コンピュータ11bのIPアドレスとなっているから、第2外部コンピュータ11bによって受信される。この応答パケットP4の受信に応答して、第2外部コンピュータ11bからACKパケットが返信されて、このACKパケットが第1通信部31で受信される。一方、第2外部コンピュータ11bでは、受信した応答パケットP4からプロセスデータが取り出されて、宛先ポート番号に応じた要求元のアプリケーションに渡される。応答パケットP4の宛先ポート番号は、要求パケットP1に付与した送信元ポート番号と同じになっているため、プロセスデータは要求元のアプリケーションに渡される。   The response packet P4 is received by the second external computer 11b because its destination IP address is the IP address of the second external computer 11b. In response to receiving the response packet P4, an ACK packet is returned from the second external computer 11b, and the ACK packet is received by the first communication unit 31. On the other hand, the second external computer 11b extracts process data from the received response packet P4 and passes it to the requesting application according to the destination port number. Since the destination port number of the response packet P4 is the same as the source port number assigned to the request packet P1, the process data is passed to the request source application.

上記と同様な手順により、外部コンピュータ11が内部コンピュータ12に送る要求パケットの受信パケット情報が第1テーブルT1に予め登録されている第1パケット登録情報のものと同じであれば、その要求パケットに相当する要求パケットが第2ユニット22で生成され内部コンピュータ12に送信される。そして、外部コンピュータ11は、その要求パケットに対応する応答パケットをデータダイオード装置14を介して内部コンピュータ12から受信する。   If the received packet information of the request packet sent from the external computer 11 to the internal computer 12 is the same as that of the first packet registration information registered in advance in the first table T1 by the same procedure as described above, A corresponding request packet is generated by the second unit 22 and transmitted to the internal computer 12. The external computer 11 receives a response packet corresponding to the request packet from the internal computer 12 via the data diode device 14.

このようにして、外部コンピュータ11は、必要とするタイミングで、要求パケットを送信することにより、それに対応したプロセスデータを内部コンピュータ12から取得できる。   In this way, the external computer 11 can acquire process data corresponding to the request data from the internal computer 12 by transmitting a request packet at a necessary timing.

一方、第1通信部31が外部ネットワーク15から受信するパケットの受信パケット情報が、第1参照テーブルT1に登録されているいずれの第1パケット登録情報にも含まれていない場合には、上記のように第1制御部33は何もしないから、第2ユニット22から内部ネットワーク16、内部コンピュータ12にパケットが送信されることはない。これにより、外部ネットワーク15上の許可されていないコンピュータからの内部コンピュータ12へのアクセス、許可されていない内部コンピュータ12へのアクセス、許可されていないプロセスデータの取得を行うことができない。したがって、不正なアクセスはできず、情報漏洩等が発生しない。   On the other hand, when the received packet information of the packet received by the first communication unit 31 from the external network 15 is not included in any of the first packet registration information registered in the first reference table T1, Thus, since the first control unit 33 does nothing, no packet is transmitted from the second unit 22 to the internal network 16 and the internal computer 12. As a result, it is not possible to access the internal computer 12 from an unauthorized computer on the external network 15, access the unauthorized internal computer 12, or obtain unauthorized process data. Therefore, unauthorized access cannot be made and no information leakage occurs.

そして、データダイオード装置14では、上記のように、外部ネットワーク15側から内部ネットワーク16側、すなわち第1ユニット21から第2ユニット22へのパケット内容の伝達は、その内容に応じた信号線Qを第1ユニット21側でアクティブにし、その信号線Qに対応する第2パケット登録情報を第2ユニット22側で特定することで行っている。また、第2ユニット22から第1ユニット21へのパケットの伝送に通信方向が限定された一方向伝送路Sを用いている。このため、外部ネットワーク15側のコンピュータからデータダイオード装置14に不正な改変を試みても、第2ユニット22を操作することは困難であり、内部コンピュータ12に不正なパケットを送ることはできない。したがって、内部コンピュータ12への不正なアクセスが確実に防止される。   In the data diode device 14, as described above, the packet contents are transmitted from the external network 15 side to the internal network 16 side, that is, from the first unit 21 to the second unit 22 by using the signal line Q corresponding to the contents. The first unit 21 is activated and the second packet registration information corresponding to the signal line Q is specified on the second unit 22 side. In addition, a unidirectional transmission path S with a limited communication direction is used for packet transmission from the second unit 22 to the first unit 21. For this reason, even if an unauthorized modification of the data diode device 14 is attempted from a computer on the external network 15 side, it is difficult to operate the second unit 22 and an unauthorized packet cannot be sent to the internal computer 12. Therefore, unauthorized access to the internal computer 12 is reliably prevented.

上記の説明では、アプリケーションプロトコルとしてModbus/TCPを用いているが、アプリケーションプロトコルは特に限定されるものではない。また、第1、第2参照テーブルT1、T2に登録されている複数の第1、第2パケット登録情報のアプリケーションデータが異なる種類のアプリケーションプロトコルのものであってもよい。すなわち、このデータダイオード装置14では、アプリケーションプロトコルが異なるパケットであっても、区別することなく扱うことが可能である。   In the above description, Modbus / TCP is used as the application protocol, but the application protocol is not particularly limited. Further, the application data of the plurality of first and second packet registration information registered in the first and second reference tables T1 and T2 may be of different types of application protocols. That is, the data diode device 14 can handle packets with different application protocols without distinction.

また、上記のデータダイオード装置14は、トランスポート層におけるプロトコルとしてTCPのパケットを中継しているが、例えば、TCPとUDPとを併用する場合には、プロトコル種別を特定するための情報を第1、第2パケット登録情報に加える。この場合、第2ユニット22では、第2パケット登録情報のプロトコル種別に応じたヘッダを付与してパケットを生成するとともに、プロトコル種別に示されるプロトコルに準じた通信の制御を行う。このプロトコル種別は、第2ユニット22がパケットを生成するために必要なので、第1パケット登録情報では省略することができる。もちろん、プロトコル種別を含めて登録パケットであるか否かを判定する場合には、第1パケット登録情報にも必要になる。   In addition, the data diode device 14 relays a TCP packet as a protocol in the transport layer. For example, when TCP and UDP are used together, information for specifying the protocol type is the first information. , Added to the second packet registration information. In this case, the second unit 22 generates a packet by adding a header according to the protocol type of the second packet registration information, and controls communication according to the protocol indicated by the protocol type. Since this protocol type is necessary for the second unit 22 to generate a packet, it can be omitted in the first packet registration information. Of course, when determining whether or not the packet is a registration packet including the protocol type, it is also necessary for the first packet registration information.

[第2実施形態]
第2実施形態のデータダイオード装置(特定パケット中継機能付きデータダイオード装置)は、プログラマブルロジックデバイスの一例として、内部の複数の回路ブロックが構成情報にしたがって組み合わせられることで任意の回路構成とすることが可能なFPGA用いて第1、第2ユニットを構成するとともに、特定のパケットを中継する通常モードと、パケット登録情報を取得して参照テーブルを作成する設定モードとを有している。なお、以下に詳細を説明する他は、第1実施形態と同様であり、実質的に同じ部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
The data diode device (data diode device with a specific packet relay function) of the second embodiment may be configured as an arbitrary circuit configuration by combining a plurality of internal circuit blocks according to configuration information as an example of a programmable logic device. The first and second units are configured using possible FPGAs, and have a normal mode for relaying specific packets and a setting mode for acquiring packet registration information and creating a reference table. Except for the details described below, the second embodiment is the same as the first embodiment, and substantially the same members are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図7に示すように、データダイオード装置14は、第1、第2FPGA60、70を備えている。第1、第2FPGA60、70は、周知のように、内部の複数の回路ブロックが構成情報にしたがって組み合わせられることで各種機能を有する処理回路が構成される。データダイオード装置14は、動作モードとして設定モードと通常モードとを有し、動作モードの選択が可能になっている。第1、第2FPGA60、70は、データダイオード装置14の起動ごとに、選択されている動作モードの構成情報をロードする。なお、図7では、第1、第2FPGA60、70内に通常モードで形成される回路を描いてある。   As shown in FIG. 7, the data diode device 14 includes first and second FPGAs 60 and 70. As is well known, the first and second FPGAs 60 and 70 are configured as processing circuits having various functions by combining a plurality of internal circuit blocks according to the configuration information. The data diode device 14 has a setting mode and a normal mode as operation modes, and the operation mode can be selected. The first and second FPGAs 60 and 70 load the configuration information of the selected operation mode every time the data diode device 14 is activated. In FIG. 7, circuits formed in the normal mode in the first and second FPGAs 60 and 70 are depicted.

第1、第2FPGA60、70は、プリント基板PS上に所定の間隔をあけて実装されている。第1FPGA60と第2FPGA70との間のプリント基板PS上に複数の信号線Qと、設定モードで使用する通信用配線L0が形成されている。通信用配線L0は、第1FPGA60と第2FPGA70とを繋ぐ複数本の配線パターンで構成される。なお、通信用配線L0として、プリント基板PSに着脱自在なケーブルを用い、設定モードのときにだけそのケーブル装着してもよい。   The first and second FPGAs 60 and 70 are mounted on the printed circuit board PS at a predetermined interval. A plurality of signal lines Q and a communication line L0 used in the setting mode are formed on the printed circuit board PS between the first FPGA 60 and the second FPGA 70. The communication wiring L0 is composed of a plurality of wiring patterns that connect the first FPGA 60 and the second FPGA 70. Note that a cable that is detachable from the printed circuit board PS may be used as the communication wiring L0, and the cable may be attached only in the setting mode.

第1、第2FPGA60、70の周囲のプリント基板PS上には、それぞれ構成メモリ61、71、ETH−PHY(Ethernet(登録商標) Physical Layer)チップ31a、41a、光学PHYチップ34a、44a、メモリカード装着部62、72、DRAM63、73、クロック発生器64、74、ディスプレイ65、75が配されている。ETH−PHY31aは、第1通信部31の一部を構成し、コネクタ66を介して外部ネットワーク15が接続される。また、ETH−PHY41aは、第2通信部41の一部を構成し、コネクタ76を介して内部ネットワーク16が接続される。   On the printed circuit boards PS around the first and second FPGAs 60 and 70, configuration memories 61 and 71, ETH-PHY (Ethernet (registered trademark) Physical Layer) chips 31a and 41a, optical PHY chips 34a and 44a, and memory cards, respectively. Mounting units 62 and 72, DRAMs 63 and 73, clock generators 64 and 74, and displays 65 and 75 are arranged. The ETH-PHY 31 a constitutes a part of the first communication unit 31, and the external network 15 is connected via the connector 66. The ETH-PHY 41 a constitutes a part of the second communication unit 41 and is connected to the internal network 16 via the connector 76.

メモリカード装着部62、72は、メモリカード62a、72aが装着されるメモリスロットとメモリカード62a、72aに対するデータの読み出し及び書き込みを行うインタフェース回路等で構成される。メモリカード62aは、第1参照テーブルT1、ポート番号変換テーブルTpを記憶する第1記憶部になっており、メモリカード72aは、第2参照テーブルT2を記憶する第2記憶部となっている。光学PHYチップ34aは、受信部34の一部を構成し、光学PHYチップ44aは、送信部44の一部を構成する。光学PHYチップ34a、44aの間に光ファイバが伝送線路24として接続されている。   The memory card mounting units 62 and 72 are configured by a memory slot in which the memory cards 62a and 72a are mounted, an interface circuit for reading and writing data to and from the memory cards 62a and 72a, and the like. The memory card 62a is a first storage unit that stores a first reference table T1 and a port number conversion table Tp, and the memory card 72a is a second storage unit that stores a second reference table T2. The optical PHY chip 34 a constitutes a part of the reception unit 34, and the optical PHY chip 44 a constitutes a part of the transmission unit 44. An optical fiber is connected as a transmission line 24 between the optical PHY chips 34a and 44a.

DRAM63、73は、パケット等を一時的に記憶するバッファメモリ等として用いられる。クロック発生器64、74は、第1FPGA60、70に動作用のクロック信号を供給する。ディスプレイ65、75は対応する第1、第2ユニット21、22の動作情報を表示する。   The DRAMs 63 and 73 are used as buffer memories for temporarily storing packets and the like. The clock generators 64 and 74 supply operation clock signals to the first FPGAs 60 and 70. The displays 65 and 75 display the operation information of the corresponding first and second units 21 and 22.

第1FPGA60に接続された構成メモリ61は、第1FPGA60用の通常構成情報61aと設定用構成情報61bとが書き込まれている。第1FPGA60と構成メモリ61との間には、動作モードを選択するためのモード選択部68が接続されている。このモード選択部68を操作することによって、通常モードと設定モードといずれかを選択することができる。モード選択部68は、選択されている動作モードに応じて、第1FPGA60が読み出す構成メモリ61の領域を切り替えることによって、選択された動作モードの構成情報を第1FPGA60にロードさせる。これにより、第1FPGA60には、通常モードが選択されている時には、通常構成情報61aがロードされ、設定モードが選択されている時には設定用構成情報61bがロードされる。   In the configuration memory 61 connected to the first FPGA 60, normal configuration information 61a and setting configuration information 61b for the first FPGA 60 are written. A mode selection unit 68 for selecting an operation mode is connected between the first FPGA 60 and the configuration memory 61. By operating the mode selection unit 68, either the normal mode or the setting mode can be selected. The mode selection unit 68 loads the configuration information of the selected operation mode onto the first FPGA 60 by switching the area of the configuration memory 61 read by the first FPGA 60 according to the selected operation mode. Thus, the first FPGA 60 is loaded with the normal configuration information 61a when the normal mode is selected, and with the setting configuration information 61b when the setting mode is selected.

第2FPGA70に接続された構成メモリ71は、第2FPGA70用の通常構成情報71aと設定用構成情報71bとが書き込まれている。第2FPGA70と構成メモリ71との間に、モード選択部78が接続されている。このモード選択部78は、モード選択部68と連動しており、モード選択部68と同じ動作モードを選択する。これにより、第2FPGA70には、通常モードが選択されている時には、通常構成情報71aがロードされ、設定モードが選択されている時には第2FPGA70に設定用構成情報71bがロードされる。   In the configuration memory 71 connected to the second FPGA 70, normal configuration information 71a and setting configuration information 71b for the second FPGA 70 are written. A mode selection unit 78 is connected between the second FPGA 70 and the configuration memory 71. The mode selection unit 78 is linked to the mode selection unit 68 and selects the same operation mode as the mode selection unit 68. Thus, the normal configuration information 71a is loaded into the second FPGA 70 when the normal mode is selected, and the configuration information 71b for setting is loaded into the second FPGA 70 when the setting mode is selected.

通常構成情報61aのロードによって、図7に示すように、第1FPGA60は、その内部に第1通信部31、第1制御部33、受信部34を形成し、その第1FPGA60と周辺の回路とによって第1ユニット21が構成される。また、通常構成情報71aのロードによって、第2FPGA70は、その内部に第2通信部41、第2制御部43、送信部44を形成し、その第2FPGA70と周辺の回路とによって第2ユニット22が構成される。この通常モードにおける、第1、第2FPGA60、70を用いて構成される第1、第2ユニット21、22及びデータダイオード装置14の構成、動作は、第1実施形態と同じであるから、その説明を省略する。   By loading the normal configuration information 61a, as shown in FIG. 7, the first FPGA 60 forms therein a first communication unit 31, a first control unit 33, and a reception unit 34, and the first FPGA 60 and peripheral circuits A first unit 21 is configured. In addition, by loading the normal configuration information 71a, the second FPGA 70 forms a second communication unit 41, a second control unit 43, and a transmission unit 44 therein, and the second FPGA 22 and peripheral circuits make the second unit 22 Composed. Since the configurations and operations of the first and second units 21 and 22 and the data diode device 14 configured using the first and second FPGAs 60 and 70 in this normal mode are the same as those in the first embodiment, description thereof will be given. Is omitted.

なお、メモリカード62a、72aを第1、第2記憶部としているが、これらを第1、第2FPGA60、70の内部に形成してもよい。この場合、メモリカード62a、72aと第1、第2記憶部との相互間で第1、第2参照テーブルT1、T2を複製ないし移動できるようにし、コンピュータ等を用いて第1、第2参照テーブルT1、T2の内容を編集できるようにすることが好ましい。   Although the memory cards 62a and 72a are the first and second storage units, these may be formed inside the first and second FPGAs 60 and 70. In this case, the first and second reference tables T1 and T2 can be duplicated or moved between the memory cards 62a and 72a and the first and second storage units, and the first and second references are made using a computer or the like. It is preferable that the contents of the tables T1 and T2 can be edited.

設定モードは、第1、第2参照テーブルT1、T2を作成するための動作モードである。以下、設定モードを用いた第1、第2参照テーブルT1、T2の作成について説明する。データダイオード装置14を外部ネットワーク15と内部ネットワーク16に接続した状態にする。また、外部コンピュータ11と内部コンピュータ12とのネットワークアドレスが異なる場合には、例えばルータをデータダイオード装置14と内部ネットワーク16との間に接続し、通信を可能にするが、後述する中継部81にルータの機能を持たせてもよい。さらに、メモリカード装着部62にメモリカード62aを装着した状態にする。   The setting mode is an operation mode for creating the first and second reference tables T1 and T2. Hereinafter, creation of the first and second reference tables T1 and T2 using the setting mode will be described. The data diode device 14 is connected to the external network 15 and the internal network 16. If the network addresses of the external computer 11 and the internal computer 12 are different, for example, a router is connected between the data diode device 14 and the internal network 16 to enable communication. A router function may be provided. Further, the memory card 62 a is mounted in the memory card mounting unit 62.

なお、外部コンピュータ11や内部コンピュータ12に相当する設定用のコンピュータをコネクタ66、76に接続してもよい。この場合には、外部コンピュータ11や内部コンピュータ12と同じIPアドレスを設定用のコンピュータに付与しておくと、第1、第2参照テーブルT1、T2の送信元IPアドレス、宛先IPアドレスの修正が不要になる。設定用のコンピュータを用いる態様は、設定モード時に内部コンピュータ12に対する不正なアクセスを防止できるので好ましい。   A setting computer corresponding to the external computer 11 or the internal computer 12 may be connected to the connectors 66 and 76. In this case, if the same IP address as that of the external computer 11 or the internal computer 12 is assigned to the setting computer, the source IP address and destination IP address of the first and second reference tables T1 and T2 are corrected. It becomes unnecessary. The mode using the setting computer is preferable because unauthorized access to the internal computer 12 can be prevented in the setting mode.

図8に示すように、モード選択部68を操作して設定モードを選択し、設定モードでデータダイオード装置14を起動する(ステップS1)。モード選択部68が設定モードとなることに連動してモード選択部78でも設定モードが選択される。したがって、第1、第2FPGA60、70は、それぞれ対応する構成メモリ61、71から設定用構成情報61b、71bをロードする(ステップS2)。   As shown in FIG. 8, the mode selection unit 68 is operated to select the setting mode, and the data diode device 14 is activated in the setting mode (step S1). In conjunction with the mode selection unit 68 becoming the setting mode, the mode selection unit 78 also selects the setting mode. Accordingly, the first and second FPGAs 60 and 70 load the setting configuration information 61b and 71b from the corresponding configuration memories 61 and 71, respectively (step S2).

設定用構成情報61b、71bのロードにより、図9に示すように、第1FPGA60には、その内部に情報取得部80と、中継部81と、中継部81を介してETH−PHYチップ31aを通信用配線L0に接続する内部通信用配線L1とが形成される。また、第2FPGA70には、その内部に通信用配線L0をETH−PHYチップ41aに接続する内部通信用配線L2が形成される。中継部81は、ETH−PHYチップ31aとETH−PHYチップ41aの一方が受信したパケットを他方に中継する。これにより、コネクタ66とコネクタ76との間でパケットを伝送できるパケット伝送路Lが形成される。すなわち、外部ネットワーク15側からのパケットを内部ネットワーク16側に送るパケット伝送路Lが有効化される。なお、パケット伝送路Lは、内部ネットワーク16側からのパケットを外部ネットワーク15側にも伝送できる双方向のものであるが、設定モードでも一方向伝送路S(図7参照)を形成して、内部ネットワーク16側から外部ネットワーク15側へのパケットの伝送に一方向伝送路Sを用いてもよい。   By loading the configuration information for setting 61b and 71b, as shown in FIG. 9, the information acquisition unit 80, the relay unit 81, and the ETH-PHY chip 31a communicate with the first FPGA 60 via the relay unit 81. An internal communication line L1 connected to the use line L0 is formed. Further, in the second FPGA 70, an internal communication line L2 for connecting the communication line L0 to the ETH-PHY chip 41a is formed. The relay unit 81 relays a packet received by one of the ETH-PHY chip 31a and the ETH-PHY chip 41a to the other. Thereby, the packet transmission path L which can transmit a packet between the connector 66 and the connector 76 is formed. That is, the packet transmission path L for sending the packet from the external network 15 side to the internal network 16 side is validated. The packet transmission path L is bidirectional so that packets from the internal network 16 side can also be transmitted to the external network 15 side, but the unidirectional transmission path S (see FIG. 7) is formed even in the setting mode, The one-way transmission path S may be used for transmission of packets from the internal network 16 side to the external network 15 side.

情報取得部80は、パケット伝送路Lのうち、ETH−PHYチップ31aからETH−PHYチップ41aに向けパケットを送信する通信線路に接続されており、外部ネットワーク15から内部ネットワーク16に向けて送信されるパケットをキャプチャする。この情報取得部80は、キャプチャしたパケットのうち抽出条件を満たすパケットを抽出し、抽出したパケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、アプリケーションデータをパケット登録情報として取得し、これに宛先ポート番号、インターバル時間を付与したものを信号線番号に対応させてメモリカード62aに書き込むことによって、第1参照テーブルT1を作成する。抽出条件としては、例えば、アプリケーションデータがTCPデータ部に格納されていることが情報取得部80に設定されている。   The information acquisition unit 80 is connected to a communication line that transmits a packet from the ETH-PHY chip 31 a to the ETH-PHY chip 41 a in the packet transmission path L, and is transmitted from the external network 15 toward the internal network 16. Capture the packet. The information acquisition unit 80 extracts a packet that satisfies the extraction condition from the captured packets, acquires a source IP address, a destination IP address, a destination port number, and application data from the extracted packet as packet registration information. The first reference table T1 is created by writing the destination port number and the interval time given to the memory card 62a in correspondence with the signal line number. As the extraction condition, for example, it is set in the information acquisition unit 80 that application data is stored in the TCP data portion.

設定モードでのデータダイオード装置14の起動完了後、外部コンピュータ11に対してプロセスデータを取得するための操作を行い、その外部コンピュータ11から要求パケットを内部コンピュータ12に送信する(ステップS3)。このときに操作する外部コンピュータ11と、取得しようとするプロセスデータと、プロセスデータの取得先の内部コンピュータ12との組み合わせは、中継を許可する組み合わせで行う。この操作により、外部コンピュータ11から宛先IPアドレス、送信元IPアドレス及び要求メッセージの中継させる組み合わせを含み、かつ実際に使用される宛先ポート番号が付与された要求パケットが中継部81を含むパケット伝送路Lを介して内部コンピュータ12に送られる。   After the start of the data diode device 14 in the setting mode, the external computer 11 is operated to acquire process data, and a request packet is transmitted from the external computer 11 to the internal computer 12 (step S3). The combination of the external computer 11 operated at this time, the process data to be acquired, and the internal computer 12 from which the process data is acquired is a combination that permits relaying. By this operation, a request transmission packet including a combination of relaying the destination IP address, the source IP address, and the request message from the external computer 11 and having the destination port number actually used is included in the packet transmission path including the relay unit 81 To the internal computer 12 via L.

内部コンピュータ12は、上記要求パケットを受信すると、プロセスデータを格納した応答パケットを要求パケットの送信元である外部コンピュータ11に送る。応答パケットは、要求パケットと逆経路で外部コンピュータ11に送られて受信される。このようにして、外部コンピュータ11と内部コンピュータ12との間でパケットが送受信される。なお、外部コンピュータ11と内部コンピュータ12との間でパケットの送受信されるときには、例えばARPやコネクションを確立するためのパケット等も送受信される。   When the internal computer 12 receives the request packet, the internal computer 12 sends a response packet storing process data to the external computer 11 that is the transmission source of the request packet. The response packet is sent to the external computer 11 through the reverse path of the request packet and received. In this way, packets are transmitted and received between the external computer 11 and the internal computer 12. When a packet is transmitted / received between the external computer 11 and the internal computer 12, for example, an ARP or a packet for establishing a connection is also transmitted / received.

上記のように外部コンピュータ11と内部コンピュータ12との間で送受信されるパケットのうち、外部ネットワーク15側から内部ネットワーク16側に送られるパケットが情報取得部80でキャプチャされる。そして、情報取得部80は、キャプチャしたパケットのうち上記抽出条件を満たすパケットを抽出し、抽出したパケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、アプリケーションデータをパケット登録情報として取得する(ステップS4)。これにより、ARPのパケット、アプリケーションデータが格納されていないSYNパケットやACKパケットが除外されて、要求メッセージを格納した要求パケットの送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号及びアプリケーションデータがパケット登録情報として取得される。要求パケット以外のパケットからパケット登録情報が取得されることがあるが、このような第1パケット登録情報は、第1参照テーブルT1の作成後、第1参照テーブルT1の内容を確認して手動で削除すればよい。   Of the packets transmitted and received between the external computer 11 and the internal computer 12 as described above, a packet sent from the external network 15 side to the internal network 16 side is captured by the information acquisition unit 80. Then, the information acquisition unit 80 extracts a packet that satisfies the above extraction conditions from the captured packets, and acquires a transmission source IP address, a destination IP address, a destination port number, and application data from the extracted packet as packet registration information ( Step S4). As a result, ARP packets, SYN packets and ACK packets in which application data is not stored are excluded, and the source IP address, destination IP address, destination port number, and application data of the request packet storing the request message are registered in the packet. Obtained as information. Although packet registration information may be obtained from a packet other than the request packet, such first packet registration information is manually created by confirming the contents of the first reference table T1 after the creation of the first reference table T1. Delete it.

情報取得部80によって、取得したパケット登録情報にユニークな送信元ポート番号と、インターバル時間とが加えられた登録用のパケット登録情報が生成され、そのパケット登録情報が信号線番号に対応させてメモリカード62aに書き込まれる。これにより、第1参照テーブルT1に信号線番号に対応させた第1パケット登録情報が登録される(ステップS5)。   The information acquisition unit 80 generates registration packet registration information in which a unique transmission source port number and interval time are added to the acquired packet registration information, and the packet registration information is associated with the signal line number in the memory. It is written on the card 62a. Thereby, the first packet registration information corresponding to the signal line number is registered in the first reference table T1 (step S5).

第1パケット登録情報を登録すべき全ての要求パケットについての送信が完了していない場合には(ステップS6でNO)、再び外部コンピュータ11に対してプロセスデータを取得するための操作を行って、要求パケットを内部コンピュータ12に送信する(ステップS3)。このようにして、要求パケットの送信を繰り返し、同様な手順で得られるパケット登録情報を第1参照テーブルT1に順次登録する(ステップS4,S5)。   If transmission for all request packets to be registered with the first packet registration information has not been completed (NO in step S6), an operation for acquiring process data is performed again on the external computer 11, A request packet is transmitted to the internal computer 12 (step S3). In this way, transmission of the request packet is repeated, and packet registration information obtained by the same procedure is sequentially registered in the first reference table T1 (steps S4 and S5).

全ての要求パケットの送信が完了したならば(ステップS6でYES)、データダイオード装置14をいったん停止させてから、メモリカード装着部62から取り外したメモリカード62aと、メモリカード72aとをデータコピー装置(図示せず)にセットして、第1参照テーブルT1のデータをメモリカード72aに複写する。これにより、メモリカード72aに第2参照テーブルT2を作成する(ステップS7)。この後、メモリカード62a、72aをメモリカード装着部62、72にそれぞれ装着する。なお、データコピー装置としては、例えばパーソナルコンピュータ等を用いることができる。また、情報取得部80によって作成された第1参照テーブルT1の内容を手動で編集してもよい。   If transmission of all the request packets is completed (YES in step S6), the data diode device 14 is temporarily stopped, and then the memory card 62a removed from the memory card mounting unit 62 and the memory card 72a are connected to the data copying device. (Not shown), the data of the first reference table T1 is copied to the memory card 72a. Thereby, the second reference table T2 is created in the memory card 72a (step S7). Thereafter, the memory cards 62a and 72a are mounted on the memory card mounting portions 62 and 72, respectively. For example, a personal computer can be used as the data copying apparatus. Further, the contents of the first reference table T1 created by the information acquisition unit 80 may be manually edited.

メモリカード62a、72aの装着後、モード選択部68を操作して通常モードを選択する(ステップS8)。この操作により、モード選択部78も通常モードを選択した状態になる。この後に、データダイオード装置14を再び起動する。通常モードが選択されているため、第1、第2FPGA60、70は、通常構成情報をそれぞれロードする(ステップS9)。通常構成情報がロードされることで、第1FPGA60の内部に第1通信部31、第1制御部33、受信部34が形成されて、この第1FPGA60と周辺の回路とによって、第1ユニット21が構成される。また、第2FPGA70の内部に第2通信部41、第2制御部43、送信部44が形成されて、第2FPGA70と周辺の回路とによって第2ユニット22が構成される。これ以降、データダイオード装置14は、通常モードで動作する。   After the memory cards 62a and 72a are installed, the mode selection unit 68 is operated to select the normal mode (step S8). By this operation, the mode selection unit 78 is also in a state where the normal mode is selected. After this, the data diode device 14 is started again. Since the normal mode is selected, the first and second FPGAs 60 and 70 load normal configuration information, respectively (step S9). By loading the normal configuration information, the first communication unit 31, the first control unit 33, and the reception unit 34 are formed inside the first FPGA 60, and the first unit 21 is configured by the first FPGA 60 and peripheral circuits. Composed. In addition, a second communication unit 41, a second control unit 43, and a transmission unit 44 are formed inside the second FPGA 70, and the second FPGA 22 and peripheral circuits constitute the second unit 22. Thereafter, the data diode device 14 operates in the normal mode.

ところで、要求メッセージの違いやIPアドレスの違いに応じて第1、第2参照テーブルT1、T2のレコードを作成する必要がある。しかしながら、上記のように設定モードを用いれば、第1、第2参照テーブルT1、T2の各レコードの作成は簡単であり、接続するシステムに応じたデータダイオード装置14の設定が容易になる。   By the way, it is necessary to create records of the first and second reference tables T1 and T2 in accordance with the difference in the request message and the difference in the IP address. However, if the setting mode is used as described above, the creation of each record of the first and second reference tables T1 and T2 is simple, and the setting of the data diode device 14 according to the connected system is facilitated.

上記抽出条件は、それに限定されるものではなく、種々の条件を設定することができる。例えば、宛先ポート番号や、宛先IPアドレス、送信元IPアドレス等を抽出条件に用いることもできる。また、複数の条件を組み合わせて抽出条件としてもよい。情報取得部80を第2FPGA70に形成して第2参照テーブルT2を作成してから、この第2参照テーブルT2をメモリカード62aに複写することで第1参照テーブルT1を作成してもよい。第1、第2FPGA60、70の両方に情報取得部80それぞれを形成して、対応するメモリカードに第1、第2参照テーブルT1、T2をそれぞれ作成してもよい。   The extraction conditions are not limited thereto, and various conditions can be set. For example, a destination port number, a destination IP address, a source IP address, etc. can be used as the extraction condition. A plurality of conditions may be combined as extraction conditions. The first reference table T1 may be created by forming the information acquisition unit 80 in the second FPGA 70 and creating the second reference table T2, and then copying the second reference table T2 to the memory card 62a. The information acquisition units 80 may be formed in both the first and second FPGAs 60 and 70, and the first and second reference tables T1 and T2 may be created in the corresponding memory cards.

さらに、上記各実施形態では、プロセスデータを取得する場合について説明したが、取得するデータはこれに限るものではない。また、データダイオード装置14は、例えばプラントの機器の動作や内部コンピュータ12自体の動作を制御するコマンドやデータを内部コンピュータ12に送る場合にも利用できる。   Further, in each of the above embodiments, the case of acquiring process data has been described, but the data to be acquired is not limited to this. The data diode device 14 can also be used when, for example, a command or data for controlling the operation of plant equipment or the operation of the internal computer 12 itself is sent to the internal computer 12.

上記各実施形態では、第1、第2参照テーブルT1、T2のパケット登録情報の宛先IPアドレスを個々の内部コンピュータ12のIPアドレス(ユニキャストアドレス)としているが、これに限定するものではない。パケット登録情報の宛先IPアドレスとして、例えばマルチキャストアドレスを用いることで、複数の内部コンピュータ12に同時にパケットを送信できるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the destination IP address of the packet registration information in the first and second reference tables T1 and T2 is the IP address (unicast address) of each internal computer 12, but this is not a limitation. As a destination IP address of the packet registration information, for example, a multicast address may be used so that packets can be simultaneously transmitted to a plurality of internal computers 12.

上記各実施形態では、送信元を特定する送信元情報として送信元IPアドレスを、また宛先を特定する宛先情報として宛先IPアドレスを用いているが、送信元情報、宛先情報は、これらに限定されるものではなく、通信のプロトコルに応じた情報を用いればよい。また、パケット登録情報として、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号及びアプリケーションデータで構成したが、それらに限定されるものではなく、通信のプロトコルに応じた情報で構成すればよい。   In each of the above embodiments, the transmission source IP address is used as the transmission source information for specifying the transmission source, and the destination IP address is used as the destination information for specifying the destination. However, the transmission source information and the destination information are limited to these. Instead, information corresponding to the communication protocol may be used. In addition, the packet registration information includes a source IP address, a destination IP address, a source port number, a destination port number, and application data. However, the packet registration information is not limited thereto, and includes information according to a communication protocol. do it.

11、12 コンピュータ
14 特定パケット中継機能付きデータダイオード装置
15、16 ネットワーク
21、22 ユニット
23 信号線部
31、41 通信部
33、43 制御部
53 パケット中継部
60、70 FPGA
S 一方向伝送路
T1、T2 参照テーブル
11, 12 Computer 14 Data diode device with specific packet relay function 15, 16 Network 21, 22 Unit 23 Signal line unit 31, 41 Communication unit 33, 43 Control unit 53 Packet relay unit 60, 70 FPGA
S one-way transmission line T1, T2 reference table

Claims (5)

第1ネットワークに接続された第1ユニットと、
第2ネットワークに接続された第2ユニットと、
前記第2ネットワークから受信したパケットを前記第2ユニットから前記第1ユニットへの一方向だけに伝送する一方向伝送路と、
前記第1ネットワークから受信するパケットのうち許可された特定のパケットだけを前記第2ネットワークに中継するパケット中継部とを備え、
前記パケット中継部は、
前記第1ユニットと前記第2ユニットとの間に設けられた複数の信号線からなる信号線部と、
前記第1ユニットに設けられるとともに、中継を許可する特定のパケットのそれぞれについて第1パケット登録情報が予め登録され、前記第1ネットワークからのパケットが前記第1パケット登録情報として登録されたパケットであるか否かを判定し、登録されたパケットである場合に、当該パケットについての第1パケット登録情報に対応した信号線をアクティブにするパケット判定部と、
前記第2ユニットに設けられるとともに、中継を許可する特定のパケットのそれぞれについて第2パケット登録情報が予め登録され、いずれかの信号線がアクティブになることに応答して、アクティブになった前記信号線に対応する第2パケット登録情報に基づいて、前記第1ユニットが受信したパケットに相当する復元パケットを生成し、前記第2ネットワークに送出するパケット復元部と
を備えることを特徴とする特定パケット中継機能付きデータダイオード装置。
A first unit connected to a first network;
A second unit connected to the second network;
A one-way transmission path for transmitting packets received from the second network in only one direction from the second unit to the first unit;
A packet relay unit that relays only permitted specific packets among the packets received from the first network to the second network;
The packet relay unit
A signal line portion composed of a plurality of signal lines provided between the first unit and the second unit;
The first packet registration information is registered in advance for each of the specific packets that are provided in the first unit and permit relaying, and a packet from the first network is registered as the first packet registration information. A packet determination unit that activates a signal line corresponding to the first packet registration information for the packet when the packet is a registered packet,
The second unit registration information is registered in advance for each of the specific packets that are provided in the second unit and permitted to be relayed, and the signal that has become active in response to any of the signal lines becoming active A packet restoration unit that generates a restoration packet corresponding to the packet received by the first unit based on second packet registration information corresponding to the line, and sends the packet to the second network. Data diode device with relay function.
前記第1ユニットは、前記第1ネットワーク上の第1ネットワーク機器からのパケットを受信し、また前記一方向伝送路を介して受信したパケットを前記第1ネットワーク機器に送信する第1通信部を有し、
前記パケット判定部は、パケットの送信元情報、宛先情報及びアプリケーションデータを含む前記第1パケット登録情報の各々が前記信号線のいずれかに対応して登録された第1参照テーブルと、前記第1ネットワークから受信したパケットの送信元情報、宛先情報及びアプリケーションデータが前記第1参照テーブルに登録されたいずれか1つの前記第1パケット登録情報に含まれている場合に、当該第1パケット登録情報に対応した信号線をアクティブにする第1制御部とを有し、
前記第2ユニットは、前記復元パケットを前記第2ネットワークに送出し、また前記第2ネットワーク上の第2ネットワーク機器からのパケットを受信し、この受信したパケットを前記一方向伝送路を介して、前記第1ユニットに送る第2通信部を有し、
前記パケット復元部は、パケットの送信元情報、宛先情報及びアプリケーションデータを含む前記第2パケット登録情報の各々が、同じパケットについての第1、第2パケット登録情報が同じ前記信号線に対応するように登録された第2参照テーブルと、アクティブになった前記信号線に対応する前記第2パケット登録情報に基づく送信元情報、宛先情報、アプリケーションデータを有する前記復元パケットを生成する第2制御部とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置。
The first unit includes a first communication unit that receives a packet from a first network device on the first network and transmits the packet received via the one-way transmission path to the first network device. And
The packet determination unit includes a first reference table in which each of the first packet registration information including transmission source information, destination information, and application data of a packet is registered corresponding to one of the signal lines, and the first When the source information, destination information, and application data of a packet received from the network are included in any one of the first packet registration information registered in the first reference table, the first packet registration information is included in the first packet registration information. A first control unit that activates the corresponding signal line;
The second unit sends the restoration packet to the second network, receives a packet from a second network device on the second network, and receives the received packet via the one-way transmission path. A second communication unit for sending to the first unit;
The packet restoration unit may be configured such that each of the second packet registration information including packet transmission source information, destination information, and application data corresponds to the same signal line with the first and second packet registration information for the same packet. A second control table that generates the restored packet having source information, destination information, and application data based on the second packet registration information corresponding to the activated signal line, The data diode device with a specific packet relay function according to claim 1.
複数の回路ブロックの組み合わせによって任意の回路構成が可能な第1及び第2プログラマブルロジックデバイスを備えており、
前記第1プログラマブルロジックデバイスは、前記回路ブロックの組み合わせにより前記第1ユニットの少なくとも前記第1制御部が形成され、
前記第2プログラマブルロジックデバイスは、前記回路ブロックの組み合わせにより前記第2ユニットの少なくとも前記第2制御部が形成され、
前記信号線部は、前記第1プログラマブルロジックデバイスと前記第2プログラマブルロジックデバイスとを接続していることを特徴とする請求項2に記載の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置。
A first programmable logic device and a second programmable logic device capable of arbitrary circuit configuration by combining a plurality of circuit blocks;
In the first programmable logic device, at least the first control unit of the first unit is formed by a combination of the circuit blocks,
In the second programmable logic device, at least the second control unit of the second unit is formed by a combination of the circuit blocks,
The data diode device with a specific packet relay function according to claim 2, wherein the signal line unit connects the first programmable logic device and the second programmable logic device.
請求項3記載の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定方法において、
前記第1及び前記第2プログラマブルロジックデバイスにそれぞれ設定用構成情報をロードし、前記第1及び前記第2プログラマブルロジックデバイス内部に通信用配線を形成することで、前記第1ネットワーク側からのパケットを前記第2ネットワーク側に送るパケット伝送路を有効化するとともに、前記パケット伝送路上のパケットから送信元情報、宛先情報及びアプリケーションデータを含むパケット登録情報を取得する情報取得部を前記第1及び前記第2プログラマブルロジックデバイスの少なくとも一方に形成する第1形成ステップと、
前記第1ネットワーク機器から前記第2ネットワーク機器に向けて中継を許可する特定のパケットを送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信されたパケットから前記パケット登録情報を前記情報取得部で取得する情報取得ステップと、
前記情報取得ステップで取得した前記パケット登録情報を第1、第2パケット登録情報として前記第1、前記第2参照テーブルに前記信号線のいずれかに対応させて登録する情報登録ステップと、
前記情報登録ステップ後に実行され、第1の通常構成情報を前記第1プログラマブルロジックデバイスにロードすることで、前記第1プログラマブルロジックデバイスに少なくとも前記第1制御部を形成して前記第1ユニットを構成し、第2の通常構成情報を前記第2プログラマブルロジックデバイスにロードすることによって、前記第2プログラマブルロジックデバイスに少なくとも前記第2制御部を形成して前記第2ユニットを構成する第2形成ステップと
を有することを特徴とする特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定方法。
In the setting method of the data diode device with a specific packet relay function according to claim 3,
The configuration information for setting is loaded into each of the first and second programmable logic devices, and a communication wiring is formed inside the first and second programmable logic devices, so that packets from the first network side can be received. An information acquisition unit that validates a packet transmission path to be sent to the second network side and acquires packet registration information including transmission source information, destination information, and application data from a packet on the packet transmission path. A first forming step of forming on at least one of the two programmable logic devices;
A transmission step of transmitting a specific packet permitting relay from the first network device to the second network device;
An information acquisition step of acquiring the packet registration information from the packet transmitted in the transmission step by the information acquisition unit;
An information registration step of registering the packet registration information acquired in the information acquisition step as first and second packet registration information in association with any one of the signal lines in the first and second reference tables;
The first unit is configured by forming at least the first control unit in the first programmable logic device by loading first normal configuration information into the first programmable logic device, which is executed after the information registration step. And forming a second unit by forming at least the second control unit in the second programmable logic device by loading the second normal configuration information into the second programmable logic device; A method of setting a data diode device with a specific packet relay function, comprising:
前記第1形成ステップは、前記第1または前記第2プログラマブルロジックデバイスの一方に前記情報取得部を形成し、
前記情報取得ステップは、前記第1または前記第2参照テーブルの一方の参照テーブルに、前記情報設定部が取得したパケット登録情報を記憶させる第1情報登録ステップと、この一方の参照テーブルの内容を他方の参照テーブルに複写する第2情報登録ステップとを有する
ことを特徴とする請求項4に記載の特定パケット中継機能付きデータダイオード装置の設定方法。
In the first forming step, the information acquisition unit is formed in one of the first or second programmable logic devices,
The information acquisition step includes a first information registration step of storing packet registration information acquired by the information setting unit in one reference table of the first or second reference table, and contents of the one reference table. 5. The method for setting a data diode device with a specific packet relay function according to claim 4, further comprising a second information registration step of copying to the other reference table.
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