JP2014140096A

JP2014140096A - 通信システム

Info

Publication number: JP2014140096A
Application number: JP2013008022A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ito; 純一井登
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-07-31

Abstract

【課題】データダイオードを使ったセキュリティ対策を実現しつつ、データダイオードで転送したデータの送達確認を行える通信システムを得る。
【解決手段】計算機（データ送信側）２１がデータダイオード１１を介してデータを計算機（データ受信側）３１に送信し、計算機（データ受信側）３１が送達確認データを計算機（データ送信側）２１に汎用通信路１２を介して返信するもので、計算機（データ受信側）３１には、冗長ビットが付加されたデータの誤りを検出する誤り検出回路３３と、その検出結果に基づく送達確認データを送信する送達確認送信回路３５が設けられ、計算機（データ送信側）２１には、送達確認データを受信する送達確認受信回路２６が設けられ、送達確認送信回路３５及び送達確認受信回路２６は、所定の戻り値をもつ送達確認データのみを処理するように構成されているものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、データダイオードを使ったセキュリティ対策と、データ転送の信頼性の両方を併せ持つ通信システムに関するものである。

従来の通信システムにおいては、転送データの誤りの有無を検出するための誤り検出回路や、誤り検出時の再送要求方式を搭載した装置を必要としていた。（例えば、特許文献１参照）

特開昭６３−４２５３４号公報（第２〜５頁、第１図）

従来の通信システムのように、転送データの誤り検出回路と誤り検出時の再送要求を行う装置を搭載したものでは、双方向に通信を行うためセキュリティに問題が生じる。このため、データダイオードと呼ばれる装置を用いた通信システムが考えられている。
データダイオードとは、セキュリティ対策を目的として、ゲートウェイの通信路を完全に片方向しかデータが流れないようにした装置のことで、逆方向のデータの流れを完全に阻止することにより、接続装置へのウイルス攻撃やハッキングを防御する。そのため、データダイオードをデータ送信路として使った通信システムでは、送達確認を受信できないため、データ送信の成功／失敗が確認できないという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、データダイオードを使ったセキュリティ対策を実現しつつ、データダイオードで転送したデータの送達確認を行える通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係わる通信システムにおいては、送信側計算機から受信側計算機へデータを送信する通信システムであって、送信側計算機と受信側計算機とは、送信側計算機がデータダイオードを介してデータを受信側計算機に送信する第一の通信路と、受信側計算機がデータの送達確認データを送信側計算機に返信する第二の通信路とによって接続され、送信側計算機は、データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加回路と、送達確認データを受信する送達確認受信回路とを有し、受信側計算機は、冗長ビットが付加されたデータの誤りを検出する誤り検出回路と、この誤り検出回路の検出結果に基づく送達確認データを送信する送達確認送信回路とを有し、送達確認送信回路及び送達確認受信回路は、所定の値をもつ送達確認データのみを処理するように構成されているものである。

この発明によれば、送信側計算機から受信側計算機へデータを送信する通信システムであって、送信側計算機と受信側計算機とは、送信側計算機がデータダイオードを介してデータを受信側計算機に送信する第一の通信路と、受信側計算機がデータの送達確認データを送信側計算機に返信する第二の通信路とによって接続され、送信側計算機は、データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加回路と、送達確認データを受信する送達確認受信回路とを有し、受信側計算機は、冗長ビットが付加されたデータの誤りを検出する誤り検出回路と、この誤り検出回路の検出結果に基づく送達確認データを送信する送達確認送信回路とを有し、送達確認送信回路及び送達確認受信回路は、所定の値をもつ送達確認データのみを処理するように構成されているので、データダイオードを使ったセキュリティ対策を実現しつつ、データダイオードを介して送信データの送達確認を別の通信路を介して行うことにより、データ送信の信頼性を確保することができる。

この発明の実施の形態１、２による通信システムを示す構成図である。この発明の実施の形態１による通信システムの誤り検出回路の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による通信システムの誤り検出回路の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３、４、５による通信システムを示す構成図である。この発明の実施の形態３、４による通信システムの送達確認送信回路の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３、４による通信システムの送達確認受信回路の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態５による通信システムの誤り検出回路の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態５による通信システムの汎用通信ポート設定リストを示す図である。この発明の実施の形態５による通信システムの送達確認受信回路の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による通信システムを示す構成図である。
図１において、転送データを送信する計算機（データ送信側）２１（送信側計算機）と、転送データを受信する計算機（データ受信側）３１（受信側計算機）とが、データダイオード１１が配置された通信路（第一の通信路）と汎用通信路１２（ＬＡＮ・ＤＩ／ＤＯ・ＲＳ２３２Ｃなど）（第二の通信路）を介して接続されている。
計算機（データ送信側）２１は、転送データを入力するためのユーザＩ／Ｆ（ｉｎ）２２と、転送データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加回路２３と、冗長ビットが付加された転送データをデータダイオード１１に向けて出力するＬＡＮポート２４と、汎用通信路１２の受信側に配置され、計算機（データ受信側）３１から送達確認（ＡＣＫ）のデータが入力される汎用通信ポート２５と、汎用通信ポート２５に入力された送達確認のデータの受信を行う送達確認受信回路２６と、送達確認受信回路２６を経由した送達確認のデータをユーザに出力するユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）２７とを有する。

計算機（データ受信側）３１は、データダイオード１１の受信側に接続され、転送データを受信するＬＡＮポート３２と、転送データの誤り検出を行う誤り検出回路３３と、誤り検出された転送データをユーザに出力するユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）３４と、誤り検出回路３３の判定結果を送達確認データとして計算機（データ送信側）２１に送信する送達確認送信回路３５と、送達確認送信回路３５が送信する送達確認データを汎用通信路１２へ出力する汎用通信ポート３６とを有する。

次に、動作について説明する。
図１で、ユーザが計算機（データ送信側）２１内のユーザＩ／Ｆ（ｉｎ）２２に転送データを入力すると、冗長ビット付加回路２３でＣＲＣなどの冗長検査計算を行い、データに冗長ビットを付加する。この転送データをＬＡＮポート２４へ出力すると、データダイオード１１を経由して計算機（データ受信側）３１のＬＡＮポート３２へ受け渡され、誤り検出回路３３が冗長検査を実施する。

次に、誤り検出回路３３の動作について、図２を用いて説明する。
誤り検出回路３３が動作を開始（ステップ４１）すると、ＬＡＮポート３２から受け取ったデータの読み込み（ステップ４２）を行う。次いで、データ読み込みチェック（ステップ４３）を行い、データ読み込みに失敗した場合は、エラー処理（ステップ５１）を行って、終了（ステップ４８）する。
データ読み込みに成功した場合は、冗長検査値算出（ステップ４４）を行い、冗長検査合格かどうかを判断する（ステップ４５）。冗長検査不合格の場合は、データ破棄（ステップ４９）をして、戻り値ｒｅｓｕｌｔに１を設定（ステップ５０）して、終了（ステップ４８）する。
冗長検査合格の場合は、転送データをユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）３４に出力（ステップ４６）して、送達確認データとなる戻り値ｒｅｓｕｌｔに０を設定（ステップ４７）して、終了（ステップ４８）する。

図１に戻り、誤り検出回路３３の判定結果は、送達確認送信回路３５に渡され、戻り値ｒｅｓｕｌｔの値を汎用通信ポート３６へ出力する。その後、汎用通信路１２を経由して計算機（データ送信側）２１の汎用通信ポート２５へ受け渡され、送達確認受信回路２６を経てユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）２７へ出力される。
これらのうち、送達確認送信回路３５と送達確認受信回路２６は、戻り値ｒｅｓｕｌｔが０、もしくは、１しか処理しないよう制限されている。これにより、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止するようになっている。
ユーザは、ユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）２７の出力からデータの送達結果を確認することができ、データを再送するかどうかの判断を行うことができる。

実施の形態１によれば、計算機（データ送信側）は転送データをデータダイオード経由で送信し、計算機（データ受信側）では誤り検出結果を示す送達確認データを汎用通信路で返信することにより、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止することができる。

実施の形態２．
実施の形態２の通信システムの構成は図１と同じである。
実施の形態２の動作について、図３を用いて説明する。
図３のステップ４１〜４６、４８〜５１は図２におけるものと同一の動作であり、その説明を省略する。図３では、送達確認送信回路３５が計算機（データ送信側）２１へ返信する送達確認データを、戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝０（図２のステップ４７）から戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝０とメッセージ（ステップ４７１）へ変更し、また戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝１（図２のステップ５０）から戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝１とメッセージ（ステップ５０１）へ変更している。すなわち、誤り検出結果を示す戻り値ｒｅｓｕｌｔにメッセージを追加している。

実施の形態２の送達確認送信回路３５と送達確認受信回路２６は、戻り値ｒｅｓｕｌｔが０、もしくは、１と、文字数が制限されたメッセージしか処理しないよう制限されている。これにより、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止することができる。
また、誤り検出結果を示す戻り値へのメッセージの追加により、計算機（データ送信側）２１から計算機（データ受信側）３１へのデータ送信が失敗した時のデータサイズや失敗の要因などを返信することができる。

実施の形態２によれば、送達確認データにメッセージを追加したので、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止するとともに、データ送信が失敗した時のデータサイズや失敗の要因などを返信することができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による通信システムを示す構成図である。
図４において、１１、２１〜２４、２６、２７、３１〜３５は図１におけるものと同一のものである。図４では、汎用通信路を複数化し、汎用通信路１２１〜１２ｎと、計算機（データ送信側）２１の複数の汎用通信ポート２５１〜２５ｎと、計算機（データ受信側）３１の複数の汎用通信ポート３６１〜３６ｎを備えている。汎用通信路１２１〜１２ｎはそれぞれ異なる規格（ＬＡＮ・ＤＩ／ＤＯ・ＲＳ２３２Ｃなど）のものを組み合わせる。これにより、複数の汎用通信路で送達確認データを同時送信することにより、通信経路の妨害に対抗することができる。

実施の形態３の動作のうち、誤り検出回路３３の動作については、図２と同じであり、その説明を省略する。
次に、計算機（データ受信側）３１の送達確認送信回路３５の動作について、図５を用いて説明する。
図５において、送達確認送信回路３５が動作を開始（ステップ６１）すると、送信順序追加（ステップ６２）で、毎回１ずつ加算した送信順序番号を送達確認送信回路３５の出力する送達確認データに追加して、終了（ステップ６３）する。

次に、計算機（データ送信側）２１の送達確認受信回路２６の動作について、図６を用いて説明する。
図６において、送達確認受信回路２６が動作を開始（ステップ７１）すると、汎用通信ポート２５１〜２５ｎから受け取った送達確認のデータ読み込み（ステップ７２）を行う。次いで、データ読み込みチェック（ステップ７３）を行い、データ読み込みに失敗した場合は、エラー処理（ステップ８０）を行って、終了（ステップ７８）する。
データ読み込みに成功した場合は、送信順序検出（ステップ７４）を行い、新規送信順序（ステップ７５）で、新規の送信順序かどうかを判断する。新規送信順序チェック不合格の場合は、当該データが既受信データと同じデータであるので、データ破棄（ステップ７９）して、終了（ステップ７８）する。
新規送信順序チェック合格の場合は、送達確認データを図４のユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）２７に出力（ステップ７６）し、当該データの送信順序を保存（ステップ７７）して、終了（ステップ７８）する。

実施の形態３によれば、複数の汎用通信路で送達確認を同時送信することにより、通信経路の妨害に対抗しつつ、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止することができる。

実施の形態４．
実施の形態４の通信システムの構成は図４と同じである。
また、誤り検出回路３３の動作は、戻り値ｒｅｓｕｌｔにメッセージを追加する図３（実施の形態２）と同じである。
また、計算機（データ受信側）３１の送達確認送信回路３５の動作は図５と同じである。
また、計算機（データ送信側）２１の送達確認受信回路２６の動作は図６と同じである。
すなわち、実施の形態４は、誤り検出回路３３の動作が実施の形態２と同じである他は実施の形態３と同じである。

実施の形態４によれば、複数の汎用通信路による同時送信により、通信経路の妨害に対抗しつつ、セキュリティ脅威の原因となる不要なデータ送受信を阻止することができる。
また、送達確認データへのメッセージの追加により、計算機（データ送信側）から計算機（データ受信側）へのデータ送信が失敗した時のデータサイズや失敗の要因などを返信することができる。

実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による通信システムの汎用通信ポート設定リストを示す図である。
図８において、汎用通信ポート設定リストはユーザによって作成される。リストには、計算機（データ送信側）と計算機（データ受信側）の汎用通信ポートの組み合わせを指定し、その組み合わせを汎用通信ポート設定番号で識別するようになっている。
ユーザが、いずれかの汎用通信ポート設定番号を指定すると、該当する汎用通信ポートに切り換えて通信が行われる。

実施の形態５の通信システムの構成は図４と同じである。
また、実施の形態５の誤り検出回路３３は、汎用通信ポートの切替えを外部から指令された場合は、図７のフローにより動作し、汎用通信ポートの切替えを外部から指令されない通常の場合は、図２のフローにより動作する。
実施の形態５の送達確認送信回路３５は、誤り検出回路３３の出力を指定された汎用通信ポートから計算機（データ送信側）２１に送信する。

次に、実施の形態５の誤り検出回路３３の汎用通信ポートの切替えを外部から指令された場合の動作について、図７を用いて説明する。
なお、図７のステップ４１〜４６、４８、４９、５１は図２における動作と同じであり、その説明を省略する。
図７では、図２にステップ８１〜８３を追加し、戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝０（図２のステップ４７）を戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝０と汎用通信ポート番号（ステップ４７２）に変更し、また戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝１（図２のステップ５０）を戻り値ｒｅｓｕｌｔ＝１と汎用通信ポート番号（ステップ５０２）に変更したものである。

次に、図２との差分について説明する。
まず、誤り検出回路３３の動作開始（ステップ４１）後、汎用通信ポート設定番号読み込み（ステップ８１）で、ユーザが指定した汎用通信ポート設定番号を読み込む。次いで、読み込み成功かどうかを判定し（ステップ８２）、汎用通信ポート設定番号読み込みに失敗した場合（正しくない汎用通信ポート設定番号の場合など）は、エラー処理（ステップ５１）を行って終了（ステップ４８）する。
汎用通信ポート設定番号読み込みに成功した場合は、実施の形態１（図２のステップ４２以降）と同じ処理を行い、図２の（ステップ４７）と（ステップ５０）の戻り値に汎用通信ポート番号が追加され（ステップ４７２とステップ５０２）、この値が計算機（データ送信側）２１の送達確認受信回路２６に転送される。
最後に汎用通信ポート設定（ステップ８３）を行い、処理を終了（ステップ４８）する。
以後は、設定された汎用通信ポートを用いて通信が行われる。

次に、実施の形態５の計算機（データ送信側）２１の送達確認受信回路２６の動作について、図９を用いて説明する。
送達確認受信回路２６は、汎用通信ポートの切替えを外部から指令され、戻り値ｒｅｓｕｌｔに汎用通信ポート番号が追加された送達確認データの場合には、図９のフローにより動作し、戻り値ｒｅｓｕｌｔに汎用通信ポート番号が追加されない通常の送達確認データの場合は、図９のうちステップ９１〜９３を除外したフローにより動作する。
図９では、図６の送達確認受信回路２６の動作開始（ステップ７１）後にステップ９１〜９３を追加し、図６のステップ７４、７５、７７、７９を削除したものである。
ステップ７１〜７３、７６、７８、８０の処理は図６におけるものと同じものであり、その説明を省略する。

戻り値ｒｅｓｕｌｔに汎用通信ポート番号が追加された送達確認データの場合には、送達確認データから汎用通信ポート番号を読み込む（ステップ９１）。次いで、読み込んだ汎用通信ポート番号が正しいかどうかにより（ステップ９２）、正しければ、読み込んだ汎用通信ポート番号の汎用通信ポートを設定し（ステップ９３）、以後は、その汎用通信ポートにより送達確認データの受信を行い、正しくなければ、エラー処理を行って（ステップ８０）、処理を終了する（ステップ７８）。

実施の形態５によれば、実施の形態３、４のように複数の汎用通信路を占有せず、必要に応じて汎用通信路を切り替え、使用することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１１データダイオード、１２汎用通信路、２１計算機（データ送信側）、２２ユーザＩ／Ｆ（ｉｎ）、２３冗長ビット付加回路、２４ＬＡＮポート、２５汎用通信ポート、２６送達確認受信回路、２７ユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）、３１計算機（データ受信側）、３２ＬＡＮポート、３３誤り検出回路、３４ユーザＩ／Ｆ（ｏｕｔ）、３５送達確認送信回路、３６汎用通信ポート。

Claims

送信側計算機から受信側計算機へデータを送信する通信システムであって、
上記送信側計算機と上記受信側計算機とは、上記送信側計算機がデータダイオードを介して上記データを上記受信側計算機に送信する第一の通信路と、上記受信側計算機が上記データの送達確認データを上記送信側計算機に返信する第二の通信路とによって接続され、
上記送信側計算機は、
上記データに冗長ビットを付加する冗長ビット付加回路と、
上記送達確認データを受信する送達確認受信回路とを有し、
上記受信側計算機は、
上記冗長ビットが付加された上記データの誤りを検出する誤り検出回路と、
この誤り検出回路の検出結果に基づく上記送達確認データを送信する送達確認送信回路とを有し、
上記送達確認送信回路及び上記送達確認受信回路は、所定の値をもつ上記送達確認データのみを処理するように構成されていることを特徴とする通信システム。
上記送達確認送信回路が送信する上記送達確認データには、文字数が制限されたメッセージが付加されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
上記第二の通信路が複数設けられ、複数の上記第二の通信路を介して同時に上記送達確認データが送信されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信システム。
上記第二の通信路が複数設けられ、複数の上記第二の通信路のうちのユーザによって選択された上記第二の通信路を介して上記送達確認データが送信されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信システム。