JP2018092403A - 診断装置、および、診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置についてより高精度な診断を行うこと。
【解決手段】実施形態の診断装置は、診断対象である制御装置の入出力データに関する基準値である入出力データ基準値、および、制御装置の動作についての観測データとして少なくとも処理時間以外の情報を含むサイドチャネル情報に関する基準値であるサイドチャネル情報基準値を記憶する基準値データ記憶部と、制御装置の観測データとして入出力データを取得するとともに、制御装置の観測データとしてサイドチャネル情報を取得または算出する観測部と、基準値データ記憶部に記憶された入出力データ基準値に基づいて観測データの入出力データを診断するとともに、基準値データ記憶部に記憶されたサイドチャネル情報基準値に基づいて観測データのサイドチャネル情報を診断する診断部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、診断装置、および、診断方法に関する。

近年、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）等の分野における制御装置（制御システム）は、汎用技術、標準技術、ネットワーク技術の採用等にともない、従来から必要とされていた故障に備える機能安全性だけでなく、コンピュータウイルスや不正アクセスなどのサイバー攻撃に備えるセキュリティ性も求められている。

例えば、制御装置に脆弱性が発見された場合、制御装置のプログラムを更新することにより、セキュリティ性を高めることができる。しかし、制御装置のプログラムを更新すると、機能安全性に影響を与える可能性があるので、プログラム更新後に診断が必要となる。

そのような診断の従来技術としては、例えば、制御装置における各処理がそれぞれ予め定められた時間内に完了しているか否かを判定するものがあった。

特開２０１６−３１６２３号公報

しかしながら、制御装置における各処理がそれぞれ予め定められた時間内に完了していても、機能安全性の面で問題がある場合もある。そこで、より高精度な診断が求められている。

実施形態の診断装置は、診断対象である制御装置の入出力データに関する基準値である入出力データ基準値、および、制御装置の動作についての観測データとして少なくとも処理時間以外の情報を含むサイドチャネル情報に関する基準値であるサイドチャネル情報基準値を記憶する基準値データ記憶部と、制御装置の観測データとして入出力データを取得するとともに、制御装置の観測データとしてサイドチャネル情報を取得または算出する観測部と、基準値データ記憶部に記憶された入出力データ基準値に基づいて観測データの入出力データを診断するとともに、基準値データ記憶部に記憶されたサイドチャネル情報基準値に基づいて観測データのサイドチャネル情報を診断する診断部と、を備える。

図１は、第１の実施形態の診断装置等の構成図である。 図２は、第１の実施形態のサイドチャネル情報の構成図である。 図３は、第１の実施形態の診断装置による診断処理を示すフローチャートである。 図４は、第２の実施形態の診断装置等の構成図である。 図５は、第２の実施形態のサイドチャネル情報の構成図である。 図６は、第３の実施形態の診断装置等の構成図である。 図７は、第３の実施形態の診断装置による第１の基準値作成処理を示すフローチャートである。 図８は、第３の実施形態の診断装置による第２の基準値作成処理を示すフローチャートである。 図９は、第４の実施形態の診断装置等の構成図である。 図１０は、第４の実施形態の診断装置による診断処理とユーザ端末による表示処理を示すフローチャートである。 図１１は、診断装置の構成のバリエーションを示す図である。

以下、添付の図面を用いて、第１の実施形態〜第４の実施形態の診断装置、および、診断方法等について説明する。なお、第２の実施形態以降において、それまでの実施形態と重複する事項の説明は、適宜省略する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の診断装置２等の構成図である。この第１の実施形態では、制御システムＳのシンプルな構成例として、診断対象とする制御装置１と、その制御装置１に接続されたセンサ装置１３および被制御装置１４を備えるシステムを考える。それらの接続媒体は、例えば、フィールドネットワークであるが、これに限らない。

制御装置１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの制御用コントローラである。また、センサ装置１３は、制御対象設備の状態や環境等をセンシングし、入力信号１１を出力するセンサ等である。また、被制御装置１４は、制御装置１からの出力信号１２により動作するアクチュエータ等である。制御装置１は、センサ装置１３から入力信号１１を受け、制御装置１に実装されたプログラムを実行し、その演算結果として出力信号１２を制御対象である被制御装置１４へ出力する。

診断装置２は、制御装置１の動作を診断することを目的としたコンピュータ装置であり、観測部２１、観測データ記憶部２２、基準値データ記憶部２３、診断部２４を備える。これらの各部は、同一のハードウェア部品として構成されてもよいし、別々のハードウェア部品として構成されてもよいし、あるいは、ソフトウェアによって実現されてもよい。また、各部それぞれが演算機能を持ち自身の制御・管理を行ってもよいし、診断装置２に設けられた演算機能が各部を制御・管理する構成でもよい。

観測部２１は、制御装置１とセンサ装置１３の間の部分に接続され、センサ装置１３から制御装置１への入力信号１１を観測する機能を備える。また、観測部２１は、制御装置１と被制御装置１４の間の部分に接続され、制御装置１から被制御装置１４への出力信号１２を観測する機能を備える。

なお、観測部２１は、センサ装置１３に接続されて入力信号１１を観測する構成でもよいし、また、被制御装置１４に接続されて出力信号１２を観測する構成でもよい。また、入力信号１１、出力信号１２はアナログ信号でもデジタル信号でもよいが、第１の実施形態では、それらについて診断装置２内部で扱う信号はデジタル信号であるものとして説明する。入力信号１１、出力信号１２がアナログ信号である場合には、診断装置２の外部または内部にＡＤ（Analog-to-Digital）変換器を設ければよい。

観測部２１は、さらに、制御装置１に直接または間接的に接続され、制御装置１の挙動を示すサイドチャネル情報を観測（取得または算出）する機能を備える。ここで、サイドチャネル情報とは、制御装置１の動作についての観測データ（観測されたデータ）として少なくとも処理時間以外の情報を含む情報である。サイドチャネル情報は、入出力データ（入力信号１１、出力信号１２）は含まない。サイドチャネル情報としては、例えば、制御装置１の処理時間情報、処理シーケンス情報、消費電力情報などがあるが、処理時間情報以外の情報を少なくとも１つ以上含む。処理時間情報とは、制御装置１における各処理に要する時間に関する情報である。処理シーケンス情報とは、制御装置１によって実行される処理の順番を示す情報である。消費電力情報とは、制御装置１によって消費される電力の情報である。

高い機能安全性を有する制御装置１では、セーフティ機能としてＷＤＴ（Watch Dog Timer）機能や、シーケンスモニタ機能を備えていることが一般的であり、その場合、観測部２１は、処理時間情報や処理シーケンス情報を制御装置１から取得可能である。なお、制御装置１がＷＤＴ機能やシーケンスモニタ機能を持たない場合は、観測部２１が制御装置１のサイドチャネル情報を観測する機能を備えるようにする。

観測データ記憶部２２は、観測部２１によって観測した、制御装置１への入力信号１１とそれに対応する出力信号１２からなる入出力データ２２１、および、サイドチャネル情報２２２を記憶する。第１の実施形態では、サイドチャネル情報２２２として、図２（ａ）に示すように制御装置１の処理時間情報と処理シーケンス情報を用いる構成について説明するが、図２（ｂ）のように処理シーケンス情報のみとする構成でもよい。なお、観測データ記憶部２２内の情報（入出力データ２２１、サイドチャネル情報２２２）を、以下では単に「観測データ」という場合がある。

図１に戻って、基準値データ記憶部２３は、入出力データ２２１に関する診断用の基準値である入出力データ基準値２３１、および、サイドチャネル情報２２２に関する診断用の基準値であるサイドチャネル情報基準値２３２を記憶する。これらの基準値は、基準値データ記憶部２３にあらかじめ保存されていてもよいし、あるいは、診断装置２の外部から基準値データ記憶部２３にデータを書き込みできる機構があって外部から書き込むことにより基準値データ記憶部２３に保存するようにしてもよい。また、これら基準値は、所定値そのものでもよいし、所定値以下または所定値以上という条件でもよいし、Ｗｉｎｄｏｗ ＷＤＴのように上限値と下限値の幅を持った範囲値であってもよい。なお、処理シーケンス情報に関するサイドチャネル情報基準値２３２は、制御装置１における処理（並列処理でもよい。）の実行順序である。また、基準値データ記憶部２３内の情報（入出力データ基準値２３１、サイドチャネル情報基準値２３２）を、以下では単に「基準値データ」という場合がある。

診断部２４は、基準値データ記憶部２３に記憶された入出力データ基準値２３１に基づいて入出力データ２２１を診断するとともに、基準値データ記憶部２３に記憶されたサイドチャネル情報基準値２３２に基づいてサイドチャネル情報２２２を診断する機能を備える。この診断部２４での診断機能は、単純な比較機能であってもよいし、統計処理や機械学習を用いた解析機能であってもよい。診断部２４は、診断の結果、診断結果２５を出力する。診断結果２５は、診断装置２が備える表示部（不図示）に表示されてもよいし、専用の記憶部（不図示）に保存されてもよいし、診断装置２の外部に出力されてもよい。

次に、第１の本実施形態における診断装置２等の動作について説明する。第１の実施形態では、診断装置２が、制御装置１の挙動を観測し、観測データを基準値データと比較することで適合性を診断する。

図３は、第１の実施形態の診断装置２による診断処理を示すフローチャートである。まず、診断装置２が起動すると、観測部２１が入力信号１１の受信待ち状態となる（ステップＳ１）。制御装置１が動作を開始し、センサ装置１３から入力信号１１が出力されると、観測部２１は、入力信号１１を取得し（ステップＳ２）、入力信号１１を観測データ記憶部２２に入出力データ２２１の一部として保存する（ステップＳ３）。

また、観測部２１は、入力信号１１を取得し始めた直後に制御装置１におけるサイドチャネル情報２２２の観測を開始し、同時に出力信号１２の受信待ち状態となる。観測部２１は、サイドチャネル情報２２２を観測（取得または算出）すると（ステップＳ４）観測データ記憶部２２に保存し（ステップＳ５）、出力信号１２を取得すると（ステップＳ６）観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ７）。

診断に必要となる観測データが観測データ記憶部２２に揃うと、診断部２４は、観測データを、基準値データ記憶部２３に保存されている基準値データと比較することで、診断処理を実行する（ステップＳ８）。例えば、診断部２４は、サイドチャネル情報２２２として処理時間情報を用いる場合、制御装置１から取得または観測部２１で測定した処理時間が、基準値データ記憶部２３に保存されている処理時間情報基準値（サイドチャネル情報基準値２３２）の条件に適合しているかどうかを判定する。また、診断部２４は、サイドチャネル情報２２２として処理シーケンス情報を用いる場合、制御装置１から取得または観測部２１で測定した処理シーケンス情報と、基準値データ記憶部２３に保存されている処理シーケンス情報基準値（サイドチャネル情報基準値２３２）が一致しているかどうかを判定する。診断部２４は、診断処理が完了すると最終的に診断結果２５を出力する。

なお、観測データおよび基準値データは、センサ装置１３からの入力信号１１の時間変化を含んだ時系列データであってもよい。その場合、診断装置２は、入力信号１１の時間変化に対応した出力信号１２およびサイドチャネル情報２２２を観測し、所定の時間長における時系列の入出力データを、時間変化の基準値データと比較することで診断する。

また、基準値データ記憶部２３は、入出力データ基準値２３１、および、サイドチャネル情報基準値２３２の少なくとも一方について、複数の値を記憶するようにしてもよい。例えば、機能安全性のための基準値とセキュリティ性のための基準値とを異ならせたほうがよいこともあるからである。そのため、基準値を複数設定しておくことで、機能安全性を優先する診断とセキュリティ性を優先する診断とで、基準値を切り替えることで、別々の基準値を用いることができる。

このようにして、第１の実施形態の診断装置２によれば、処理時間情報以外の情報を含むサイドチャネル情報について観測データと基準値データを比較して診断することで、従来よりも高精度に診断できる。例えば、サイドチャネル情報として処理時間情報と処理シーケンス情報について診断すれば、処理時間情報によって制御装置１が設定された処理時間で動作することを診断できるだけでなく、制御装置１が正しい処理シーケンスで動作することも診断できるようになり、信頼性のより高い診断結果２５を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の診断装置２等について説明する。第１の実施形態では、サイドチャネル情報２２２として、処理時間情報と処理シーケンス情報を用いた。この第２の実施形態では、サイドチャネル情報２２２として、図５（ａ）に示すように制御装置１の消費電力情報を用いる構成について説明する。なお、図５（ｂ）に示すように、処理時間情報や処理シーケンス情報と組み合わせて消費電力情報を使用してもよい。

図４は、第２の実施形態の診断装置２等の構成図である。一般的に、制御装置１は消費電力測定機能を備えていないため、制御装置１の消費電力を測定するためには、オシロスコープ等の測定機器が必要である。図４に示した例では、診断装置２は、制御装置１と観測部２１の間の部分に消費電力測定部２６を備える。なお、消費電力測定部２６は、観測部２１内に組み込まれてもよいし、診断装置２の外部にあってもよい。消費電力測定部２６は、アナログ信号である消費電力を測定し、測定結果をＡＤ変換器等によりデジタルデータとして出力する機能を備える。

なお、制御装置１の消費電力を測定する際に、接触モニタリングの場合は上述のようにオシロスコープ等の測定機器を用い、非接触モニタリングの場合は磁界や電界をセンシング可能なプローブ等を備えた電磁波測定機器を用いる。また、制御装置１が消費電力を測定して出力する機能を備えていれば、診断装置２は、消費電力測定部２６を必要とせず、第１の実施形態と同様の構成でよい。その場合、診断装置２の観測部２１は制御装置１から消費電力情報を受け取ることができる。

次に、第２の実施形態の診断装置２等の動作について説明する。一般に、電気を動力として動作するデバイスは原理的に処理内容によって消費電力が変動する。ＣＰＵによる演算であれば演算内容に応じた消費電力変動が観測され、アクチュエータの駆動であれば動作内容に応じた消費電力変動が観測できる。

図４の構成例では、消費電力測定部２６は、制御装置１が動作する際の消費電力を測定し、デジタル化された消費電力情報を観測部２１へ出力する。観測部２１は、受信した消費電力情報をサイドチャネル情報２２２として観測データ記憶部２２へ保存する。サイドチャネル情報２２２として消費電力情報を利用する場合の診断において、診断部２４は、消費電力測定部２６で測定した消費電力情報が、基準値データ記憶部２３に保存された消費電力情報基準値（サイドチャネル情報基準値２３２の一部）の条件に適合しているかどうかを検査する。例えば、消費電力情報基準値は制御装置１の安全動作保証消費電力範囲であって、診断部２４は、測定した消費電力がその範囲に収まっているかどうかを検査すればよい。また、消費電力情報基準値は正常動作時の消費電力波形と消費電力波形の一致度の条件であって、診断部２４は、測定した消費電力波形データと正常動作時の消費電力波形データの一致度を計算し、一致度の条件に適合しているかどうかを検査してもよい。診断部２４は、診断処理が完了すると最終的に診断結果２５を出力する。

第２の実施形態によれば、診断装置２が制御装置１の消費電力情報を取得できる機能を有する。これにより、第１の実施形態で説明した処理時間や処理シーケンス情報といった時間軸方向の情報を利用した診断とは異なる観点での診断が可能となる。消費電力情報を取得できることによって、例えば、消費電力の上限値に制約がある場合の適合性診断が可能になったり、正常動作時の消費電力波形との一致度からより詳細な異常検出が可能となったりする。また、処理時間が正常であっても、ＣＰＵの動作周波数が大幅に上がっていれば、この消費電力情報を用いた診断により発見することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態の診断装置２等について説明する。図６は、第３の実施形態の診断装置２等の構成図である。この第３の実施形態では、第１の実施形態と比較して、診断装置２は、観測データ記憶部２２と基準値データ記憶部２３の間の部分に基準値設定部２７を備えている。

基準値設定部２７は、観測データ記憶部２２の入出力データ２２１に基づいて入出力データ基準値２３１を作成して基準値データ記憶部２３に記憶させるとともに、観測データ記憶部２２のサイドチャネル情報２２２に基づいてサイドチャネル情報基準値２３２を作成して基準値データ記憶部２３に記憶させる。このように観測データに基づいて基準値データを作成する際、基準値設定部２７は、観測データの値そのものを基準値データとしてもよいし、あるいは、所定の算出式または統計処理を用いて基準値データを作成してもよい。基準値設定部２７は、例えば、観測データのプラスマイナスα％（αはユーザが任意に設定可能）の範囲値に変換した基準値データを作成してもよいし、測定した複数の観測データの統計値（平均値等）を計算して基準値データを作成してもよい。

次に、第３の実施形態の診断装置２等の動作について説明する。第３の実施形態では、診断装置２は、例えば、第１、第２の実施形態で説明した診断機能を実施するモードとは別に、基準値作成モードが定義され、両者のモード切り替え機能が設けられ、正常動作している制御装置１から取得した観測データから基準値データを作成する。

診断装置２が基準値作成モードにおいて観測データから基準値データを作成する処理について、図７を用いて説明する。図７は、第３の実施形態の診断装置２による第１の基準値作成処理を示すフローチャートである。

まず、診断装置２が起動すると、観測部２１が入力信号の受信待ち状態となる（ステップＳ１１）。制御装置１が動作を開始し、センサ装置１３から入力信号１１が出力されると、観測部２１は、入力信号１１を取得し（ステップＳ１２）、入力信号１１を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ１３）。その後、基準値設定部２７は、その入力信号１１を用いて入出力データ基準値２３１のうちの入力データ基準値を作成し、基準値データ記憶部２３に保存する（ステップＳ１４）。

また、観測部２１は、サイドチャネル情報２２２を観測（取得または算出）し（ステップＳ１５）、サイドチャネル情報２２２を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ１６）。その後、基準値設定部２７は、そのサイドチャネル情報２２２を用いてサイドチャネル情報基準値２３２を作成し、基準値データ記憶部２３に保存する（ステップＳ１７）。

また、観測部２１は、出力信号１２を取得し（ステップＳ１８）、出力信号１２を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ１９）。その後、基準値設定部２７は、その出力信号１２を用いて入出力データ基準値２３１のうちの出力データ基準値を作成し、基準値データ記憶部２３に保存する（ステップＳ２０）。診断装置２は、これらの処理を繰り返すことで、基準値データを作成して基準値データ記憶部２３に保存する。

また、診断装置２は次のような図８の処理によって基準値を作成してもよい。図８は、第３の実施形態の診断装置による第２の基準値作成処理を示すフローチャートである。

まず、診断装置２が起動すると、観測部２１が入力信号の受信待ち状態となる（ステップＳ２１）。制御装置１が動作を開始し、センサ装置１３から入力信号１１が出力されると、観測部２１は、入力信号１１を取得し（ステップＳ２２）、入力信号１１を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ２３）。

また、観測部２１は、サイドチャネル情報２２２を観測（取得または算出）し（ステップＳ２４）、サイドチャネル情報２２２を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ２５）。

また、観測部２１は、出力信号１２を取得し（ステップＳ２６）、出力信号１２を観測データ記憶部２２に保存する（ステップＳ２７）。

このようなステップＳ２２〜Ｓ２７を繰り返し、観測データが観測データ記憶部２２に所定量以上保存された後に、ステップＳ２８、Ｓ２９の処理が実行される。

ステップＳ２８において、基準値設定部２７は、入出力データ２２１を用いて入出力データ基準値２３１を作成し、基準値データ記憶部２３に保存する。また、ステップＳ２９において、基準値設定部２７は、サイドチャネル情報２２２を用いてサイドチャネル情報基準値２３２を作成し、基準値データ記憶部２３に保存する。

このようにして、診断装置２は、観測データを用いて基準値データを作成し、基準値データ記憶部２３に保存することができるので、実態にあった基準値データを作成できるとともに、基準値データをユーザが別途作成する場合に比べて人的コストを削減できる。

なお、診断装置２が何らかのユーザインタフェース（入力部）を備えており、ユーザがそのユーザインタフェースを用いて指定した任意のタイミングで、その時点の観測データ記憶部２２の観測データを用いて基準値データを作成して基準値データ記憶部２３に保存するようにしてもよい。

また、基準値データを作成する際に用いられる観測データは、必ずしも正常系の観測データに限定されず、異常系の観測データであってもよい。異常系の観測データを用いて基準値データを作成することで、例えば、制御装置１の安全機能が正しく動くかどうかを検証するために、意図的に異常動作が起こるような入力信号を入力して安全停止することを確認するテストなどにも対応可能となる。

また、制御装置１の実際の動作時の観測データをベースに基準値データを作成できるので、プログラム更新前の正常動作時のデータとプログラム更新後の動作時のデータを比較することができるようになるため、制御装置１のプログラム更新前後の影響診断が可能となる。

また、観測データ記憶部２２に観測データを保存することで、診断結果２５に異常がある場合等に、観測データを見ることで異常個所の特定のための手がかりにすることができるので、制御システムＳの改修コストの削減効果も期待できる。

＜第４の実施形態＞
次に、図９、図１０を参照して、第４の実施形態の診断装置２等について説明する。図９は、第４の実施形態の診断装置２等の構成図である。第４の実施形態では、第３の実施形態と比較して、診断装置２による診断結果をユーザ端末３で見ることができる点で相違する。

診断装置２は、ユーザ端末３などの外部装置とデータの送受信を行う通信部２８を備える。通信部２８は、観測データ記憶部２２、基準値データ記憶部２３、診断部２４のいずれか、もしくは全てと接続され、観測データや基準値データ、診断結果２５を読み出してユーザ端末３へ送信したり、ユーザ端末３から基準値データを受信して基準値データ記憶部２３へ書き込んだりする機能を備える。

ユーザ端末３は、コンピュータ装置であり、表示部３１を備える。ユーザ端末３は、診断装置２に直結されていてもよいし、インターネットなどの汎用のネットワーク４を介して診断装置２に接続されていてもよい。また、ユーザ端末３が制御装置１に接続され、ユーザ端末３から制御装置１の情報をモニタリングしたり、ユーザ端末３上のエンジニアリングツールなどにより制御装置１の制御を行ったりするようにしてもよい。

次に、図１０を参照して、診断装置２による診断処理とユーザ端末３による表示処理について説明する。図１０は、第４の実施形態の診断装置２による診断処理とユーザ端末３による表示処理を示すフローチャートである。診断装置２による診断実行の処理については第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。

診断装置２において診断部２４が診断を実行して（ステップＳ３１）診断結果２５を出力すると、通信部２８は診断結果２５をユーザ端末３へ送信する（ステップＳ３２）。ユーザ端末３は、診断結果２５を受信し（ステップＳ３３）、診断結果２５を表示部３１に表示する（ステップＳ３４）。

このようにして、第４の実施形態によれば、診断装置２による診断結果２５をユーザ端末３で見ることができる。また、診断装置２は、通信部２８を用いて、診断結果２５だけでなく、観測データ記憶部２２に保存された観測データや、基準値データ記憶部２３に保存された基準値データをユーザ端末３に送信し、ユーザ端末３でそれらを表示部３１に表示するようにしてもよい。そうすれば、診断結果２５が異常であった場合などに、制御装置１の異常個所の特定等に観測データや基準値データを利用できる。

また、ユーザ端末３から診断装置２に基準値データを送信して、診断装置２は通信部２８によってその基準値データを受信して基準値データ記憶部２３に書き込むようにしてもよい。そうすれば、ユーザ端末３から診断装置２の制御を行えるようになり、利便性が高くなる。

＜その他の実施形態＞
次に、診断装置２を実施するためのその他の構成のバリエーションについて説明する。図１１は、診断装置２の構成のバリエーションを示す図である。上述の第１〜第４の実施形態では、図１１（ａ）に示すように、診断装置２は、制御装置１とセンサ装置１３の間の部分から入力信号１１を取得し、また、制御装置１と被制御装置１４の間の部分から出力信号１２を取得し、さらに、制御装置１のサイドチャネル情報２２２を観測（取得または算出）するものとした。

一方、例えば、図１１（ｂ）に示すように、診断装置２は、入力信号１１、出力信号１２、および、サイドチャネル情報のすべてを制御装置１から取得するようにしてもよい。あるいは、図１１（ｃ）に示すように、診断装置２は、制御装置１の内部に存在し、制御装置１の構成要素であるＭＰＵ（Micro-Processing Unit）１０２やＩ／Ｆ１０１と接続され、入力信号１１、出力信号１２、サイドチャネル情報２２２を取得するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

また、本実施形態の診断装置２で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができる。また、本実施形態の診断装置２で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。

１ 制御装置
１０１ Ｉ／Ｆ
１０２ ＭＰＵ
１１ 入力信号
１２ 出力信号
１３ センサ装置
１４ 被制御装置
２ 診断装置
２１ 観測部
２２ 観測データ記憶部
２２１ 入出力データ
２２２ サイドチャネル情報
２３ 基準値データ記憶部
２３１ 入出力データ基準値
２３２ サイドチャネル情報基準値
２４ 診断部
２５ 診断結果
２６ 消費電力測定部
２７ 基準値設定部
２８ 通信部
３ ユーザ端末
３１ 表示部
４ ネットワーク

Claims (10)

1. 診断対象である制御装置の入出力データに関する基準値である入出力データ基準値、および、前記制御装置の動作についての観測データとして少なくとも処理時間以外の情報を含むサイドチャネル情報に関する基準値であるサイドチャネル情報基準値を記憶する基準値データ記憶部と、
   前記制御装置の観測データとして入出力データを取得するとともに、前記制御装置の観測データとしてサイドチャネル情報を取得または算出する観測部と、
   前記基準値データ記憶部に記憶された入出力データ基準値に基づいて前記観測データの入出力データを診断するとともに、前記基準値データ記憶部に記憶されたサイドチャネル情報基準値に基づいて前記観測データのサイドチャネル情報を診断する診断部と、を備える診断装置。
2. 前記サイドチャネル情報は、前記制御装置によって実行される処理の順番を示す情報である処理シーケンス情報である、請求項１に記載の診断装置。
3. 前記サイドチャネル情報は、前記制御装置によって消費される電力の情報である消費電力情報である、請求項１に記載の診断装置。
4. 前記入出力データは、所定の時間長における時系列の入出力データである、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の診断装置。
5. 前記基準値データ記憶部は、前記入出力データ基準値、および、前記サイドチャネル情報基準値の少なくとも一方について、複数の値を記憶する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の診断装置。
6. 前記制御装置の観測データの前記入出力データと前記サイドチャネル情報を記憶する観測データ記憶部を、さらに備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の診断装置。
7. 前記制御装置の観測データの入出力データに基づいて前記入出力データ基準値を作成して前記基準値データ記憶部に記憶させるとともに、前記制御装置の観測データのサイドチャネル情報に基づいて前記サイドチャネル情報基準値を作成して前記基準値データ記憶部に記憶させる基準値設定部を、さらに備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の診断装置。
8. 前記基準値設定部は、所定の算出式または統計処理を用いて、前記制御装置の観測データの入出力データに基づいて前記入出力データ基準値を作成し、前記制御装置の観測データのサイドチャネル情報に基づいて前記サイドチャネル情報基準値を作成する、請求項７に記載の診断装置。
9. 前記診断部による診断結果を外部のユーザ端末に送信する通信部を、さらに備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の診断装置。
10. 診断対象である制御装置の入出力データに関する基準値である入出力データ基準値、および、前記制御装置の動作についての観測データとして少なくとも処理時間以外の情報を含むサイドチャネル情報に関する基準値であるサイドチャネル情報基準値を記憶する基準値データ記憶部を備える診断装置による診断方法であって、
    前記制御装置の観測データとして入出力データを取得するとともに、前記制御装置の観測データとしてサイドチャネル情報を取得または算出する観測ステップと、
    前記基準値データ記憶部に記憶された入出力データ基準値に基づいて前記観測データの入出力データを診断するとともに、前記基準値データ記憶部に記憶されたサイドチャネル情報基準値に基づいて前記観測データのサイドチャネル情報を診断する診断ステップと、を含む診断方法。

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