CN112260885A - 一种工控协议自动测试方法、系统、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工控协议自动测试方法、系统、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括以下步骤：获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。本发明所述的工控协议自动测试方法，在保证测试准确性的同时，减小了自动化测试中的人工负担。
Description
技术领域
本发明涉及工控协议测试技术领域，尤其涉及一种工控协议自动测试方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
在工控防火墙产品的测试工作中，往往会涉及到白名单学习和工控协议行为控制等方面的测试；以最基本的白名单学习功能为例，其测试过程中需要对各类工控协议的特征字段进行验证，检查是否有对应的学习记录生成，以及学习到的规则中的字段是否准确；工控白名单主要是应用于工业网络环境的告警和防护，运用基于白名单的访问控制、工业协议精准识别和深度检测等技术，能解析、识别与控制所有通过工业控制网络的数据流量，以抵御各类针对工控系统的攻击和威胁，为工控网络与外部网络互联、内部区域之间的连接提供安全保障。
在设备上对白名单进行访问控制前，首先要添加白名单；添加白名单有两种方式，一种是手动添加，一种是通过白名单学习自动添加；而所谓的白名单自学习，通常是在设备上开启白名单自学习功能，等工控协议相关的流量经过设备后，设备会将识别到的工控协议自动添加到白名单规则列表中，不同的工控协议识别出来的内容都会不一样；在做该功能的测试时，需要对学习到的内容进行验证，包括每条记录中的每个字段值是否准确。
不同的工控协议，特征字段的数量都不一样，有的是几十个，有的是几百个，这里所有协议的特征字段加起来可能有成百上千条，而这还仅仅只是白名单学习这一个功能；其他的功能包括但不限于工控协议审计，白名单告警和阻断，黑名单告警和阻断，IP/MAC告警和阻断等，都需要对各个功能下，不同特征的工控流量经过设备后，设备的响应是否正常进行测试；所以如果希望对这些功能做全覆盖测试，工作量会非常大；特别是在版本快速迭代的过程中，每一轮测试都要验证这些功能，对测试人员是个不小的负担；对于上述功能的测试，一般有手工测试和自动化测试两种方式；如果每轮测试都靠人工来验证这些功能，工作量太大而且还容易出错，如果引入自动化测试，那这么多的测试脚本，开发起来也是个不小的负担。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种工控协议自动测试方法、系统、装置及计算机可读存储介质，用以解决现有自动化测试中人工负担过大的问题。
本发明提供一种工控协议自动测试方法，包括以下步骤：
获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
进一步地，获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，具体包括，获取各工控协议所支持的特征字段，将各工控协议所支持的特征字段保存在一个文本文件中，读取这个文本文件，遍历所有工控协议。
进一步地，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果，具体包括，对每个工控协议都生成一个测试类，对每个测试类都建立初始化环境的函数，在所述函数中开启白名单学习、回放报文。
进一步地，初始化测试环境，开启白名单学习，具体包括，初始化测试环境并启动测试，接入测试环境，开启白名单学习功能。
进一步地，产生学习记录，具体包括，连接测试PC并模拟回放所有工控报文，产生学习记录。
进一步地，所述工控协议自动测试方法还包括，若测试脚本运行不通过，则定位出错的工控协议及其对应特征字段。
进一步地，所述工控协议自动测试方法还包括还包括，通过改变所述文本文件中的工控协议的特征字段，来对设定工控协议进行测试。
本发明还提供一种工控协议自动测试系统，包括白名单学习模块、脚本获取模块及脚本测试模块；
所述白名单学习模块，用于获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
所述脚本获取模块，用于对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
所述脚本测试模块，用于初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
本发明还提供一种工控协议自动测试装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的工控协议自动测试方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的工控协议自动测试方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本；在保证测试准确性的同时，减小了自动化测试中的人工负担。
附图说明
图1为本发明提供的工控协议自动测试方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明实施例提供了一种工控协议自动测试方法，其流程示意图，如图1所示，其包括以下步骤：
S1、获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
S2、对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
S3、初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
上述技术方案，在保证测试准确性的同时，减小了自动化测试中的人工负担。
需要说明的是，对于手工测试而言，测试输入是回放的报文，测试输出是学习到的记录，然后检查二者是否一样就行了；自动化测试会多一个步骤，由于要自动生成测试脚本，所以这里的测试输入还需要生成脚本所需的要素；希望能将每个协议的特征字段都测试覆盖到，所以可以通过特征字段来生成测试脚本；
优选的，获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，具体包括，获取各工控协议所支持的特征字段，将各工控协议所支持的特征字段保存在一个文本文件中，读取这个文本文件，遍历所有工控协议；
一个具体实施例中，将各个工控协议所支持的特征字段保存在一个文本文件中，这个就相当于是在白名单自学习过程中，设备所能识别出来的工控协议的特征，也就是实际的测试范围，因为设备无法识别的特征，也是无法学习到的；读取这个文本文件，其关键功能码为，
优选的，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果，具体包括，对每个工控协议都生成一个测试类，对每个测试类都建立初始化环境的函数，在所述函数中开启白名单学习、回放报文；
一个具体实施例中，白名单测试部分伪代码，如下，
先遍历所有协议，每个协议都生成一个测试类，如TestModbus；每个测试类都需要建立初始化环境的函数，在这个函数中开启白名单学习、回放工控报文、获取并返回学习到的结果，如setup；然后嵌套遍历协议中所有特征字段，每个特征字段生成一个测试脚本，在脚本中先获取学习到的结果，然后检查是否学习到这个字段；也就是将每个特征字段对应一个预期结果，如test_01_Read_Coils和test_02_Read_Discrete_Inputs；
遍历完成后即生成所有测试脚本，总的来说就是每个工控协议生成一个测试类，每个测试类下根据协议特征生成若干测试用例，这个协议特征本身就是这个用例的预期结果；
优选的，初始化测试环境，开启白名单学习，具体包括，初始化测试环境并启动测试，接入测试环境，开启白名单学习功能；
具体实施时，所有的测试用例都生成完毕后，就可以开始运行测试了，测试的实际运行过程其实就是上述伪代码的执行过程；首先初始化环境并启动测试，接入测试环境，连接设备并开启白名单学习功能；
优选的，产生学习记录，具体包括，连接测试PC并模拟回放所有工控报文，产生学习记录；
一个具体实施例中，开启白名单学习功能后，连接测试PC并模拟回放所有工控报文，产生学习记录，取出所有学习到的记录，遍历学习到的记录，作为参数逐个传入上面生成的脚本中，由于脚本中已经确定了要验证的特征字段，所以只要对比一下就可以判断学习到的内容是否正确，遍历完成即可输出测试报告；
优选的，所述工控协议自动测试方法还包括，若测试脚本运行不通过，则定位出错的工控协议及其对应特征字段；
优选的，所述工控协议自动测试方法还包括，通过改变所述文本文件中的工控协议的特征字段，来对设定工控协议进行测试；
一个具体实施例中，如果有运行不通过的测试脚本，可以定位出是具体哪个协议的哪个特征字段没学习到；
功能码与测试结果，如下所示
可以看到05和21的功能码测试不通过，表示没有学习到该功能码，这样这样可以实现精准地测试定位；
如果所支持的协议特征字段有变化，只需要维护文本文件就行了，然后根据这个文本文件自动生成最新测试脚本，不需要维护代码；
另一个具体实施例中，设备上新增加了支持识别modbus的07Read ExceptionStatus功能码，如果想测试这个新增加的功能码，只需要在文本文件中增加这个功能的描述，然后重新生成测试脚本；在文本文件中增加这个功能的描述，如下所示，
#Modbus功能码
01 Read Coils
02 Read Discrete Inputs
03 Read Holding Registers
04 Read Input Registers
05 Write Single Coil
06 Write Single Register
07 Read Exception Status
15 Write Multiple Coils
16 Write Multiple registers
20 Read File Record
21 Write File Record
22 Mask Write Register
23 Read/Write Multiple registers
24 Read FIFO Queue
43 Encapsulated Interface Transport
生成后的测试脚本如下所示，
执行新生成的脚本就能对设备上新添加支持的功能码进行测试；
以上是白名单学习的测试，其他的工控行为控制、白名单告警和阻断、黑名单告警和阻断、IP/MAC告警和阻断等功能，其实都根据公开协议的字段特征进行识别和控制，脚本生成过程和上面类似。
实施例2
本发明实施例提供了一种工控协议自动测试系统，包括白名单学习模块、脚本获取模块及脚本测试模块；
所述白名单学习模块，用于获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
所述脚本获取模块，用于对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
所述脚本测试模块，用于初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
实施例3
本发明实施例提供了一种工控协议自动测试装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述实施例1所述的工控协议自动测试方法。
实施例4
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述实施例1任一所述的工控协议自动测试方法。
本发明公开了一种工控协议自动测试方法、系统、装置及计算机可读存储介质，通过获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本；在保证测试准确性的同时，减小了自动化测试中的人工负担；
本发明技术方案，可根据工控协议所支持的特征字段的定义，自动地生成白名单学习、工控行为控制等功能的测试脚本，或者根据黑名单和IP/MAC条目，自动地生成规则告警和阻断方面的脚本；不仅能对白名单学习、工控行为控制等功能测试做全面覆盖，而且还能在版本迭代中高效地完成相关测试；
本发明技术方案，既不需要花费大量人工时间来进行手工测试，也不需要投入很大精力去开发自动化测试脚本；不仅将手工测试人员从繁重的重复劳动中解放出来，而且大大地提高了测试效率和测试的准确性。特别适合在版本频繁迭代的软件开发活动中，进行高效地测试。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种工控协议自动测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
2.根据权利要求1所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，具体包括，获取各工控协议所支持的特征字段，将各工控协议所支持的特征字段保存在一个文本文件中，读取这个文本文件，遍历所有工控协议。
3.根据权利要求1所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果，具体包括，对每个工控协议都生成一个测试类，对每个测试类都建立初始化环境的函数，在所述函数中开启白名单学习、回放报文。
4.根据权利要求1所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，初始化测试环境，开启白名单学习，具体包括，初始化测试环境并启动测试，接入测试环境，开启白名单学习功能。
5.根据权利要求1所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，产生学习记录，具体包括，连接测试PC并模拟回放所有工控报文，产生学习记录。
6.根据权利要求1所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，还包括，若测试脚本运行不通过，则定位出错的工控协议及其对应特征字段。
7.根据权利要求2所述的工控协议自动测试方法，其特征在于，还包括，通过改变所述文本文件中的工控协议的特征字段，来对设定工控协议进行测试。
8.一种工控协议自动测试系统，其特征在于，包括白名单学习模块、脚本获取模块及脚本测试模块；
所述白名单学习模块，用于获取各工控协议所支持的特征字段，遍历所有工控协议，对每个工控协议开启白名单学习、回放报文，获取并返回白名单学习到的结果；
所述脚本获取模块，用于对每个特征字段生成一个测试脚本，在所述测试脚本中获取白名单学习到的结果，并将每个特征字段对应一个预期结果，形成最终测试脚本；
所述脚本测试模块，用于初始化测试环境，开启白名单学习，产生学习记录，遍历学习记录，作为参数逐个传入所述最终测试脚本。
9.一种工控协议自动测试装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-7任一所述的工控协议自动测试方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一所述的工控协议自动测试方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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