CN113824724A - 一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存储介质,其中该判断方法包括如下步骤:步骤1,根据传感器数据通过MMS协议进行传输的特征规范,提取传感器数据应用层报文的特征;步骤2,利用提取的所述传感器数据应用层报文的特征,判断传感器数据是否被篡改。本发明通过对智能变电站传输传感器数据的MMS协议的深入分析,提取MMS协议在传输传感器数据时传感器数据应用层报文的特征,能够及时地判断传输器数据是否被篡改,从而保证智能变电站传感器数据被主机正确的的接收,保证了智能变电站的正确运行。

Description

一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存 储介质
技术领域
本发明涉及智能变电站的传感器数据安全管理技术领域,具体而言,涉及一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存储介质。
背景技术
智能变电站里一次设备采集的传感器数据通过物理传输的方式传输到二次设备,再采用MMS协议实现从二次设备到站控层设备的网络传输,物理传输的传感器数据无法篡改,但是采用MMS协议在网络传输过程中传感器数据可能被篡改,并且即使传感器数据被篡改也可以发送到站控层设备,只是无法正确接收传感器发送的信息和识别传感器数据的内容,所以判断传感器数据是否被篡改就显得非常重要,及时发现数据被篡改并进行维护,才能保证智能变电站的正常运行。
而智能变电站的传感器数据经过MMS协议的传输都会带有特定的内容特征,如果传输数据被篡改,必然会破坏这种特征结构,所以可以通过传感器数据应用层报文特征判断是否传感器被篡改,但是目前还没有一个专门针对智能变电站传感器数据篡改的识别方法。
发明内容
本发明旨在提供一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法、装置及存储介质,以解决目前还没有专门针对智能变电站传感器数据被篡改的识别方法的问题。
本发明提供的一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,包括如下步骤:
步骤1,根据传感器数据通过MMS协议进行传输的特征规范,提取传感器数据应用层报文的特征;
步骤2,利用提取的所述传感器数据应用层报文的特征,判断传感器数据是否被篡改。
进一步的,所述步骤1中提取的所述传感器数据在应用层上传输的特征包括:位于传感器数据应用层报文的起始位置的TPKT内容字段、位于传感器数据应用层报文的TPKT内容字段后的COTP内容字段、位于传感器数据应用层报文的COTP内容字段后的固定内容字段。
进一步的,所述步骤2包括如下子步骤:
步骤21,基于提取的所述传感器数据应用层报文的特征,构建传感器数据被篡改判断特征库;
步骤22,实时获取智能变电站中的网络数据,并从获取的网路数据中筛选出包含传感器数据的网络数据;
步骤23,利用所述传感器数据被篡改判断特征库判断筛选出的网络数据中的传感器数据是否被篡改。
进一步的,步骤21中所述构建传感器数据被篡改判断特征库的方法包括:
步骤211,记录传感器数据应用层报文的起始位置的四个字节的TPKT内容字段;该TPKT内容字段中的第一个字节和第二个字节表示MMS协议版本号,第三个字节和第四个字节表示通过MMS协议传输的传感器数据报文的长度;
步骤212,记录从传感器数据应用层报文的起始位置跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段,该固定内容字段是基于ISO 8237-1协议的2个字节的字段。
进一步的,步骤23中利用所述传感器数据被篡改判断特征库判断筛选出的网络数据中的传感器数据是否被篡改的方法包括:
步骤231,从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取与所述传感器数据被篡改判断特征库对应的内容;包括:
(1)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文起始位置,读取四个字节的TPKT内容字段;
(2)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段;
步骤232,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的四个字节的TPKT内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的TPKT内容字段中,第一个字节和第二个字节表示的MMS协议版本号与当前MMS协议版本号是否相等,以及第三个字节和第四个字节表示的MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度是否相等,若MMS协议版本号和/或通过MMS协议传输的传感器数据报文的长度不相等,则认为传感器数据被篡改,否则继续执行步骤233;
步骤233,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的连续两个固定内容字段是否与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致,如果不一致则认为传感器数据被篡改。
进一步的,所述判断方法还包括:
步骤3,当步骤233中判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据应用层报文中COTP内容字段后提取的连续两个固定内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致时,则继续通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改。
进一步的,所述步骤3中通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改的方法包括如下子步骤:
步骤31,在步骤233确定的连续两个固定内容字段后的十五个字节内查找到连续存在的三个字节内容字段是02 01 03的位置作为定位位置;
步骤32,从定位位置向前查找四个字节的内容字段,在这四个字节的内容字段中从前向后查找第一个出现内容是30的字节的位置:
(1)如果30出现在第一个字节,则第三个字节和第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前两个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(2)如果30出现在第二个字节,则第三个字节内容是81或者82,第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(3)如果30出现在第三个字节,则第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
步骤33,如果四个字节中标识的内容长度与第四个字节后的实际内容长度相等,并且30位置向前一个字节的标识的从30位置起始的剩余内容长度与从30位置起始的实际剩余内容长度相等,则认为传感器数据未被篡改,如果不相等,则认为传感器数据被篡改。
本发明还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序运行时执行上述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
本发明还提供一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断装置,包括:
存储介质,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述计算机程序;所述计算机程序运行时执行上述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明通过对智能变电站传输传感器数据的MMS协议的深入分析,提取MMS协议在传输传感器数据时传感器数据应用层报文的特征,能够及时地判断传输器数据是否被篡改,从而保证智能变电站传感器数据被主机正确的的接收,保证了智能变电站的正确运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例一的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法的流程图。
图2为本发明实施例二的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明所述的MMS协议是基于TCP/IP提供可靠传输,服务端口固定为102。在传输层满足TCP/IP协议规范即可实现传感器数据的可靠传输,在应用层进行传感器数据传输,MMS协议应用层报文有着自己的严格规定,这些规定约定了MMS协议传输的数据必须严格遵循一种结构,才认为是正确的智能变电站传感器数据,该智能变电站传感器数据一般具有的特征为:位于传感器数据应用层报文的起始位置的TPKT内容字段、位于传感器数据应用层报文的TPKT内容字段后的COTP内容字段、位于传感器数据应用层报文的COTP内容字段后的固定内容字段。具体说明如下:
(1)传感器数据应用层报文的起始位置包含一个四个字节的TPKT内容字段;该TPKT内容字段第一个字节表示MMS版本,第三个字节和第四个字节表示MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度;
(2)在传感器数据应用层报文的TPKT内容字段后,包含一个基于ISO 8073/x.244协议的3个字节的COTP内容字段;
(3)在传感器数据应用层报文的COTP内容字段后,包含连续两个基于ISO 8237-1协议的固定内容字段,每个固定内容字段为01 00;
(4)传感器数据在MMS协议中采用ASN.1的BER编码格式,编码规则由内容标签Table、内容长度Length、内容的值Value三部分组成,即TLV结构,可以采用嵌套的方式。
实施例一
如图1所示,本实施例提出一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,包括如下步骤:
步骤1,根据传感器数据通过MMS协议进行传输的特征规范,提取传感器数据应用层报文的特征;本实施例中,提取的所述传感器数据应用层报文的特征包括:位于传感器数据应用层报文的起始位置的TPKT内容字段、位于传感器数据应用层报文的TPKT内容字段后的COTP内容字段、位于传感器数据应用层报文的COTP内容字段后的固定内容字段。
步骤2,利用提取的所述传感器数据应用层报文的特征,判断传感器数据是否被篡改。
本实施例中,所述所述步骤2包括如下子步骤:
步骤21,基于提取的所述传感器数据应用层报文的特征,构建传感器数据被篡改判断特征库;具体地:
步骤211,记录传感器数据应用层报文的起始位置的四个字节的TPKT内容字段;该TPKT内容字段中的第一个字节和第二个字节表示MMS版本号,第三个字节和第四个字节表示通过MMS协议传输的传感器数据报文的长度;
步骤212,记录从传感器数据应用层报文的起始位置跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段,该固定内容字段是基于ISO 8237-1协议的2个字节的字段。
步骤22,实时获取智能变电站中的网络数据,并从获取的网路数据中筛选出包含传感器数据的网络数据;本实施例中,所述从获取的网路数据中筛选出包含传感器数据的网络数据的方法为:判断智能变电站传感器数据通信双方的端口,如果通信双方中某一方或双方的端口是102,则认为通信双方是采用MMS协议传输,然后从MMS协议应用层获取包含传感器数据的网络数据。
步骤23,利用所述传感器数据被篡改判断特征库判断筛选出的网络数据中的传感器数据是否被篡改。本实施例中,该步骤23具体包括:
步骤231,从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取与所述传感器数据被篡改判断特征库对应的内容;包括:
(1)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文起始位置,读取四个字节的TPKT内容字段;
(2)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段;
步骤232,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的四个字节的TPKT内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的TPKT内容字段中,第一个字节和第二个字节表示的MMS协议版本号与当前MMS协议版本号是否相等,以及第三个字节和第四个字节表示MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度与当前MMS协议传输的传感器数据应用层报文长度是否相等,若MMS协议版本号和/或通过MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度不相等,则认为传感器数据被篡改,否则继续执行步骤233;
步骤233,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的连续两个固定内容字段是否与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致,如果不一致则认为传感器数据被篡改。
至此,本实施例通过对智能变电站传输传感器数据的MMS协议的深入分析,提取MMS协议在传输传感器数据时传感器数据应用层报文的特征,能够及时地判断传输器数据是否被篡改,从而保证智能变电站传感器数据被主机正确的的接收,保证了智能变电站的正确运行。
实施例二
如图2所示,在实施例一的基础上,本实施例的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,还包括:
步骤3,当步骤233中判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据应用层报文中COTP内容字段后提取的连续两个固定内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致时,则继续通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改。
所述步骤3中通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改的方法包括如下子步骤:
步骤31,在步骤233确定的连续两个固定内容字段后的十五个字节内查找到连续存在的三个字节内容字段是02 01 03的位置作为定位位置;
步骤32,从定位位置向前查找四个字节的内容字段,在这四个字节的内容字段中从前向后查找第一个出现内容是30的字节的位置:
(1)如果30出现在第一个字节,则第三个字节和第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前两个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(2)如果30出现在第二个字节,则第三个字节内容是81或者82,第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(3)如果30出现在第三个字节,则第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
步骤33,如果四个字节中标识的内容长度与第四个字节后的实际内容长度相等,并且30位置向前一个字节的标识的从30位置起始的剩余内容长度与从30位置起始的实际剩余内容长度相等,则认为传感器数据未被篡改,如果不相等,则认为传感器数据被篡改。
至此,本实施例进一步利用TLV结构来判断传感器数据是否被篡改,能够在实施例一的基础上提升判断准确率。
实施例三
本发明是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
由上,本实施例还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序运行时执行实施例一或实施例二所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
由上,本实施例还提供一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断装置,包括:
存储介质,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述计算机程序;所述计算机程序运行时执行实施例一或实施例二所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,根据传感器数据通过MMS协议进行传输的特征规范,提取传感器数据应用层报文的特征;
步骤2,利用提取的所述传感器数据应用层报文的特征,判断传感器数据是否被篡改。
2.根据权利要求1所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,所述步骤1中提取的所述传感器数据应用层报文的特征包括:位于传感器数据应用层报文的起始位置的TPKT内容字段、位于传感器数据应用层报文的TPKT内容字段后的COTP内容字段、位于传感器数据应用层报文的COTP内容字段后的固定内容字段。
3.根据权利要求1所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,所述步骤2包括如下子步骤:
步骤21,基于提取的所述传感器数据应用层报文的特征,构建传感器数据被篡改判断特征库;
步骤22,实时获取智能变电站中的网络数据,并从获取的网路数据中筛选出包含传感器数据的网络数据;
步骤23,利用所述传感器数据被篡改判断特征库判断筛选出的网络数据中的传感器数据是否被篡改。
4.根据权利要求3所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,步骤21中所述构建传感器数据被篡改判断特征库的方法包括:
步骤211,记录传感器数据应用层报文的起始位置的四个字节的TPKT内容字段;该TPKT内容字段中的第一个字节和第二个字节表示MMS协议版本号,第三个字节和第四个字节表示MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度;
步骤212,记录从传感器数据应用层报文的起始位置跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段,该固定内容字段是基于ISO 8237-1协议的2个字节的字段。
5.根据权利要求3所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,步骤23中利用所述传感器数据被篡改判断特征库判断筛选出的网络数据中的传感器数据是否被篡改的方法包括:
步骤231,从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取与所述传感器数据被篡改判断特征库对应的内容;包括:
(1)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文起始位置,读取四个字节的TPKT内容字段;
(2)从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取其传感器数据应用层报文跳过TPKT内容字段和COTP内容字段后的连续两个固定内容字段;
步骤232,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的四个字节的TPKT内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的TPKT内容字段中,第一个字节和第二个字节表示的MMS协议版本号与当前MMS协议版本号是否相等,以及第三个字节和第四个字节表示的MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度与当前MMS协议传输的传感器数据应用层报文长度是否相等,若MMS协议版本号和/或MMS协议传输的传感器数据应用层报文的长度不相等,则认为传感器数据被篡改,否则继续执行步骤233;
步骤233,判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据中提取的连续两个固定内容字段是否与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致,如果不一致则认为传感器数据被篡改。
6.根据权利要求5所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,所述判断方法还包括:
步骤3,当步骤233中判断从所述筛选出的网络数据中的传感器数据应用层报文中COTP内容字段后提取的连续两个固定内容字段与所述传感器数据被篡改判断特征库中的连续两个固定内容字段一致时,则继续通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改。
7.根据权利要求6所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法,其特征在于,所述步骤3中通过所述筛选出的网络数据中的传感器数据的MMS协议TLV结构来判断传感器数据是否被篡改的方法包括如下子步骤:
步骤31,在步骤233确定的连续两个固定内容字段后的十五个字节内查找到连续存在的三个字节内容字段是02 01 03的位置作为定位位置;
步骤32,从定位位置向前查找四个字节的内容字段,在这四个字节的内容字段中从前向后查找第一个出现内容是30的字节的位置:
(1)如果30出现在第一个字节,则第三个字节和第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前两个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(2)如果30出现在第二个字节,则第三个字节内容是81或者82,第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
(3)如果30出现在第三个字节,则第四个字节的内容标识第四个字节后的内容长度,30位置向前一个字节的内容标识从30位置起始的剩余内容长度;
步骤33,如果四个字节中标识的内容长度与第四个字节后的实际内容长度相等,并且30位置向前一个字节的标识的从30位置起始的剩余内容长度与从30位置起始的实际剩余内容长度相等,则认为传感器数据未被篡改,如果不相等,则认为传感器数据被篡改。
8.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序运行时执行如权利要求1至7任一项所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
9.一种智能变电站的传感器数据被篡改的判断装置,其特征在于,包括:
存储介质,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述计算机程序;所述计算机程序运行时执行如权利要求1至7任一项所述的智能变电站的传感器数据被篡改的判断方法。
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