CN106789929A - 一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法。首先，在云控制平台与工业机器人控制器之间设置一信息安全监测站，通过在信息安全监测站上嵌入一信息安全监测软件，对云控制平台所发出的控制数据进行安全侦测与防御；而后，通过信息安全监测软件对云控制平台所发出的控制数据的合法性进行验证，实现对工业机器人控制器的信息安全管理。本发明能够实现对云控制平台输出数据的数据信息进行安全监测，具有预测和防范病毒、恶意软件等威胁入侵，有效地抵御针对工业机器人运行机制的攻击和威胁，确保系统长时间地稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于工业自动化控制技术领域，更具体地说，涉及一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法。
背景技术
传统的工业控制平台市场，受限于包括控制信息交互方式，设置设备的系统集成，管理效率低下，维护成本高昂在内的多方面因素，正逐渐被新兴的工业云控制平台所取代。企业希望通过信息技术的加入，在传统控制平台稳定性的基础之上，能更为便捷的完成制造系统的统一控制管理，利用云计算环境，在云端实现对异构设备的统一控制、监控、维护、优化、管理等工作。同时随着工业机器人在全球制造业应用越来越广泛。机器人密度成为评价一国制造业自动化水平的重要标准。将工业机器人与云控制平台连接在一起，就能利用虚拟化和云计算的强大能力，在云端虚拟控制站中，对现场的工业机器人进行统一控制、管理和监控，实现远程控制、监视及在线优化与维护等功能。然而安全问题始终是云控制平台投入使用所面临的最大问题和隐患，员工生命安全、生产安全、企业信息安全等安全问题都要求要求云平台厂家根据企业业务，建立一套完整的云控制平台工业机器人信息安全保障体系，并基于经济因素的考虑要尽量将企业原有安全基础设施与云控制平台进行很好的融合，同时对云控制平台性能与信息安全这对矛盾体进行分析研究，找到最佳平衡点，使得云控制平台更加安全可靠。
本申请技术就是基于现有技术的不足，提供一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，通过对云控制平台发出的数据指令、数据传输和控制器运行状态进行监测的方式，对可能造成系统安全隐患的因素进行预测与防范，能够有效地防御病毒等威胁的攻击，保护工业机器人控制系统的信息安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，该方法能够实现对云控制平台输出数据的数据信息进行安全监测，具有预测和防范病毒、恶意软件等威胁入侵，有效地抵御针对工业机器人运行机制的攻击和威胁，确保系统长时间地稳定运行。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，包括如下步骤，
S1：在云控制平台与工业机器人控制器之间设置一信息安全监测站，通过在信息安全监测站上嵌入一信息安全监测软件，对云控制平台所发出的控制数据进行安全侦测与防御；
S2：通过信息安全监测软件对云控制平台所发出的控制数据的合法性进行验证，实现对工业机器人控制器的信息安全管理。
在本发明一实施例中，所述信息安全监测站，其功能具体如下，
（1）当工业机器人保护投入开关启用时，云控制平台向工业机器人控制器发送的数据或操作访问请求都需经过信息安全监测站的检测与校验；同时信息安全监测站也会将异常数据、异常操作的侦测结果反馈至云控制平台，并对异常状况提出实时报警；
（2）信息安全监测站能够对包括非法入侵、非法操作以及影响工业机器人控制器正常运行的信息安全异常事件提出报警，并将报警信息在人机交互界面上显示出来。
在本发明一实施例中，所述信息安全监测站的具体工作方式如下，
S31：保护投入开关启用
当保护投入开关启用时，信息安全监测站将启动信息安全管理模式；此时，云控制平台向工业机器人控制器发送任何数据或操作访问请求时，只有成功地通过信息安全监测软件的检测与校验，才可访问工业机器人控制器；
S32：非法用户、非法操作的入侵监测
工业机器人控制器与云控制平台间的通讯过程是包括病毒、恶意软件入侵的薄弱点，因此，需要进行非法用户、非法操作的入侵监测，地把控访问工业机器人控制器的对象，只接收授权对象的访问请求；具体的，所述非法用户、非法操作的入侵监测步骤分为以下两种情况，具体步骤如下，
（1）工业机器人控制器接收到访问请求
当工业机器人控制器接收到访问请求时，首先通过身份验证判断访问对象是否为合法用户，若是则允许建立连接，若不是则禁止建立连接，并产生非法入侵报警；
（2）工业机器人控制器未接收到访问请求
当工业机器人控制器未接收到访问请求时，若工业机器人控制器的通讯连接数比上一次有所增加，则判定为至少存在一个非法入侵操作，并产生非法入侵报警；
S33：在访问对象安全的情况下，包括病毒、恶意程序也能够通过篡改数据的方式达到操纵数据或迫使工业机器人控制器非法运行的目的，因此，控制器需要对云控制平台发送数据的合法性进行校验；具体步骤如下，
（1）云控制平台在发送控制数据至工业机器人控制器前，先对控制数据进行校验和计算生成校验码，并将其与控制数据一同发送至信息安全监测站；
（2）信息安全监测站接收控制数据及校验码至通讯缓存区，并根据接收到的控制数据重新计算校验码；
（3）信息安全监测站判断新计算得到的校验码与上位机发送的校验码是否一致，是则将控制数据接收至工业机器人控制器的目的共享内存区；否则拒绝接收目标通讯数据至目的共享内存区，并产生非法数据报警。
在本发明一实施例中，所述身份验证包括采用用户名、密码的身份识别信息认证，以及验证码的方式实现。
在本发明一实施例中，所述非法入侵报警能够通过人机交互界面呈现给用户。
在本发明一实施例中，所述步骤S33的步骤（2）中，可参照云控制平台传送的控制组态数据量的最大值，从共享内存中开设对应大小的存储区域作为通讯缓存区。
在本发明一实施例中，所述步骤S33的步骤（3）中，所述非法数据报警提示能够通过人机交互界面呈现给用户。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明能够实现对云控制平台输出数据的数据信息进行安全监测，具有预测和防范病毒、恶意软件等威胁入侵，有效地抵御针对工业机器人运行机制的攻击和威胁，确保系统长时间地稳定运行。
附图说明
图1为本发明系统架构图。
图2为本发明信息安全监测站运行管理方法流程图。
图3为本发明非法入侵监测操作步骤流程图。
图4为本发明目标数据合法性校验流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1-4所示，本发明的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，包括如下步骤，
S1：在云控制平台与工业机器人控制器之间设置一信息安全监测站，通过在信息安全监测站上嵌入一信息安全监测软件，对云控制平台所发出的控制数据进行安全侦测与防御；
S2：通过信息安全监测软件对云控制平台所发出的控制数据的合法性进行验证，实现对工业机器人控制器的信息安全管理。
所述信息安全监测站，其功能具体如下，
（1）当工业机器人保护投入开关启用时，云控制平台向工业机器人控制器发送的数据或操作访问请求都需经过信息安全监测站的检测与校验；同时信息安全监测站也会将异常数据、异常操作的侦测结果反馈至云控制平台，并对异常状况提出实时报警；
（2）信息安全监测站能够对包括非法入侵、非法操作以及影响工业机器人控制器正常运行的信息安全异常事件提出报警，并将报警信息在人机交互界面上显示出来。
所述信息安全监测站的具体工作方式如下，
S31：保护投入开关启用
当保护投入开关启用时，信息安全监测站将启动信息安全管理模式；此时，云控制平台向工业机器人控制器发送任何数据或操作访问请求时，只有成功地通过信息安全监测软件的检测与校验，才可访问工业机器人控制器；
S32：非法用户、非法操作的入侵监测
工业机器人控制器与云控制平台间的通讯过程是包括病毒、恶意软件入侵的薄弱点，因此，需要进行非法用户、非法操作的入侵监测，地把控访问工业机器人控制器的对象，只接收授权对象的访问请求；具体的，所述非法用户、非法操作的入侵监测步骤分为以下两种情况，具体步骤如下，
（1）工业机器人控制器接收到访问请求
当工业机器人控制器接收到访问请求时，首先通过身份验证判断访问对象是否为合法用户，若是则允许建立连接，若不是则禁止建立连接，并产生非法入侵报警；
（2）工业机器人控制器未接收到访问请求
当工业机器人控制器未接收到访问请求时，若工业机器人控制器的通讯连接数比上一次有所增加，则判定为至少存在一个非法入侵操作，并产生非法入侵报警；
S33：在访问对象安全的情况下，包括病毒、恶意程序也能够通过篡改数据的方式达到操纵数据或迫使工业机器人控制器非法运行的目的，因此，控制器需要对云控制平台发送数据的合法性进行校验；具体步骤如下，
（1）云控制平台在发送控制数据至工业机器人控制器前，先对控制数据进行校验和计算生成校验码，并将其与控制数据一同发送至信息安全监测站；
（2）信息安全监测站接收控制数据及校验码至通讯缓存区，并根据接收到的控制数据重新计算校验码；
（3）信息安全监测站判断新计算得到的校验码与上位机发送的校验码是否一致，是则将控制数据接收至工业机器人控制器的目的共享内存区；否则拒绝接收目标通讯数据至目的共享内存区，并产生非法数据报警。
所述身份验证包括采用用户名、密码的身份识别信息认证，以及验证码的方式实现。
所述非法入侵报警能够通过人机交互界面呈现给用户。
所述步骤S33的步骤（2）中，可参照云控制平台传送的控制组态数据量的最大值，从共享内存中开设对应大小的存储区域作为通讯缓存区。
所述步骤S33的步骤（3）中，所述非法数据报警提示能够通过人机交互界面呈现给用户。
以下为本发明的具体实施过程。
如图1所示，本发明提供的一种面向云控制平台的信息安全管理方法的基本原理是：（1）开发一信息安全监测软件，用于对云控制平台所发出的控制数据进行安全侦测与防御；（2）所述信息安全监测软件通过对通讯数据的合法性进行验证，实现对工业机器人控制器的信息安全管理。
与传统工业机器人运行机理不同，本发明先利用信息安全监测软件对云控制平台发送给工业机器人控制器的数据进行监测，再将通过效验的数据发送给工业机器人控制器。
所述信息安全监测软件是由入侵检测模块、数据校验模块以及通讯模块构成，其主要功能是负责工业机器人控制器的安全侦测与防御，更具体地涉及控制器的访问对象安全监测、通讯数据准确校验等功能特征。
所述信息安全监测软件通过通讯模块、共享内存与云控制平台及工业机器人控制器进行数据交互。
1、当工业机器人保护投入开关启用时，云控制平台向工业机器人控制器发送的任何数据或操作访问请求都需要经过信息安全监测站的检测与校验。同时信息安全监测站也会将异常数据、异常操作的侦测结果反馈至云控制平台，并对异常状况提出实时报警。
2、所述信息安全监测站能够对非法入侵、非法操作以及影响工业机器人控制器正常运行等信息安全异常事件提出报警，并将报警信息在人机界面上显示出来。
如图2所示，本发明面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，即本发明的信息安全监测站的具体工作方式如下：
步骤1、保护投入开关启用
当保护投入开关启用时，信息安全监测站将启动信息安全管理模式。此时，云控制平台向工业机器人控制器发送任何数据或操作访问请求时，只有成功地通过信息安全监测软件的检测与校验，才可访问工业机器人控制器。
步骤2、非法用户、非法操作的入侵监测
工业机器人控制器与云控制平台间的通讯过程是病毒、恶意软件等入侵的薄弱点，因此，需要进行非法用户、非法操作的入侵监测，严格地把控访问工业机器人控制器的对象，只接收授权对象的访问请求。
所述非法用户、非法操作的入侵监测步骤分为以下两种情况，具体步骤方法如下（图3）：
（1）工业机器人控制器接收到访问请求
当工业机器人控制器接收到访问请求时，首先通过身份验证判断访问对象是否为合法用户，若是则允许建立连接，若不是则禁止建立连接，并产生非法入侵报警。
具体实施时，所述身份验证可以采用用户名、密码等身份识别信息的认证，以及验证码等方式实现。
（2）工业机器人控制器未接收到访问请求
当工业机器人控制器未接收到访问请求时，若工业机器人控制器的通讯连接数比上一次有所增加，则判定为至少存在一个非法入侵操作，并产生非法入侵报警。
具体实施时，所述非法入侵报警提示可以通过上位机人机交互界面呈现给用户。
步骤3、通讯数据的合法性校验
在访问对象安全的情况下，病毒、恶意程序等也可通过篡改数据的方式达到操纵数据或迫使工业机器人控制器非法运行的目的，因此，控制器需要对云控制平台发送数据的合法性进行校验。具体步骤方法如下（图4）：
（1）云控制平台在发送目标通讯数据至工业机器人控制器前，先对数据进行校验和计算生成校验码，并将其与目标通讯数据一同发送至信息安全监测站。
（2）信息安全监测站接收目标通讯数据及校验码至通讯缓存区，并根据接收到的目标通讯数据重新计算校验码。
具体实施时，可参照云控制平台传送的控制组态数据量的最大值，从共享内存中开设对应大小的存储区域作为通讯缓存区。
（3）信息安全监测站判断新计算得到的校验码与上位机发送的校验码是否一致，是则将目标通讯数据接收至工业机器人控制器的目的共享内存区。反之，则拒绝接收目标通讯数据至目的共享内存区，并产生非法数据报警。
具体实施时，所述非法数据报警提示可以通过上位机人机交互界面呈现给用户。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：在云控制平台与工业机器人控制器之间设置一信息安全监测站，通过在信息安全监测站上嵌入一信息安全监测软件，对云控制平台所发出的控制数据进行安全侦测与防御；
S2：通过信息安全监测软件对云控制平台所发出的控制数据的合法性进行验证，实现对工业机器人控制器的信息安全管理。
2.根据权利要求1所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述信息安全监测站，其功能具体如下，
（1）当工业机器人保护投入开关启用时，云控制平台向工业机器人控制器发送的数据或操作访问请求都需经过信息安全监测站的检测与校验；同时信息安全监测站也会将异常数据、异常操作的侦测结果反馈至云控制平台，并对异常状况提出实时报警；
（2）信息安全监测站能够对包括非法入侵、非法操作以及影响工业机器人控制器正常运行的信息安全异常事件提出报警，并将报警信息在人机交互界面上显示出来。
3.根据权利要求2所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述信息安全监测站的具体工作方式如下，
S31：保护投入开关启用
当保护投入开关启用时，信息安全监测站将启动信息安全管理模式；此时，云控制平台向工业机器人控制器发送任何数据或操作访问请求时，只有成功地通过信息安全监测软件的检测与校验，才可访问工业机器人控制器；
S32：非法用户、非法操作的入侵监测
工业机器人控制器与云控制平台间的通讯过程是包括病毒、恶意软件入侵的薄弱点，因此，需要进行非法用户、非法操作的入侵监测，地把控访问工业机器人控制器的对象，只接收授权对象的访问请求；具体的，所述非法用户、非法操作的入侵监测步骤分为以下两种情况，具体步骤如下，
（1）工业机器人控制器接收到访问请求
当工业机器人控制器接收到访问请求时，首先通过身份验证判断访问对象是否为合法用户，若是则允许建立连接，若不是则禁止建立连接，并产生非法入侵报警；
（2）工业机器人控制器未接收到访问请求
当工业机器人控制器未接收到访问请求时，若工业机器人控制器的通讯连接数比上一次有所增加，则判定为至少存在一个非法入侵操作，并产生非法入侵报警；
S33：在访问对象安全的情况下，包括病毒、恶意程序也能够通过篡改数据的方式达到操纵数据或迫使工业机器人控制器非法运行的目的，因此，控制器需要对云控制平台发送数据的合法性进行校验；具体步骤如下，
（1）云控制平台在发送控制数据至工业机器人控制器前，先对控制数据进行校验和计算生成校验码，并将其与控制数据一同发送至信息安全监测站；
（2）信息安全监测站接收控制数据及校验码至通讯缓存区，并根据接收到的控制数据重新计算校验码；
（3）信息安全监测站判断新计算得到的校验码与上位机发送的校验码是否一致，是则将控制数据接收至工业机器人控制器的目的共享内存区；否则拒绝接收目标通讯数据至目的共享内存区，并产生非法数据报警。
4.根据权利要求3所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述身份验证包括采用用户名、密码的身份识别信息认证，以及验证码的方式实现。
5.根据权利要求3所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述非法入侵报警能够通过人机交互界面呈现给用户。
6.根据权利要求3所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述步骤S33的步骤（2）中，可参照云控制平台传送的控制组态数据量的最大值，从共享内存中开设对应大小的存储区域作为通讯缓存区。
7.根据权利要求3所述的一种面向云控制平台的工业机器人信息安全管理方法，其特征在于：所述步骤S33的步骤（3）中，所述非法数据报警提示能够通过人机交互界面呈现给用户。
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