JP2021503191A - L2 switch for network security and remote monitoring control system using it - Google Patents

L2 switch for network security and remote monitoring control system using it Download PDF

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Abstract

本発明の一実施形態は、フレームを暗号化または復号化する暗号化モジュールと、前記フレームが受信された受信ポートの設定に基づいて、前記フレームを暗号化または復号化するか否かを決定して前記暗号化モジュールに伝達し、前記暗号化モジュールから受信した暗号化又は復号化フレームを、目的地に接続された送信ポートにスイッチングするスイッチファブリックモジュールとを含む、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ、及びこれを用いた遠隔監視制御システムを提供することができる。【選択図】図１One embodiment of the present invention determines whether to encrypt or decrypt the frame based on the setting of the encryption module that encrypts or decrypts the frame and the receiving port in which the frame is received. An L2 switch for network security, including a switch fabric module that transmits an encryption or decryption frame transmitted to the encryption module and switches the encryption or decryption frame received from the encryption module to a transmission port connected to a destination, and a switch thereof. A remote monitoring and control system using the above can be provided. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ及びこれを用いた遠隔監視制御システムに関する。 The present invention relates to an L2 switch for network security and a remote monitoring control system using the switch.

取水場、浄水場、配水池などで行われる水処理（ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）過程に工場自動化（ＦＡ、Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）概念が導入されて以来、各種の水処理設備は、ネットワークを介して遠隔地から電子的に監視及び制御されている。水処理だけでなく、発電、送電、配電などのインフラを監視制御するネットワークは、各種の工程で生成される監視データの収集と各種の設備を制御する命令が常に伝達できるように接続性が保障されなければならず、ハッキングなどのサイバー攻撃から保護される必要がある。よって、インフラで生成される監視データと各種の設備を制御する命令を暗号化してセキュリティ性を向上させ、ネットワークを監視しサイバー攻撃を遮断することができるネットワークデバイスに関する要求が存在する。 Since the introduction of the concept of factory automation (FA, Factory Automation) in the process of water treatment performed at water intakes, water purification plants, distribution reservoirs, etc., various water treatment facilities have been electronically operated from remote locations via networks. Is monitored and controlled. The network that monitors and controls not only water treatment but also infrastructure such as power generation, power transmission, and distribution guarantees connectivity so that monitoring data generated in various processes can be collected and commands to control various facilities can always be transmitted. It must be done and protected from cyber attacks such as hacking. Therefore, there is a demand for network devices that can encrypt the monitoring data generated by the infrastructure and the instructions that control various facilities to improve security, monitor the network, and block cyber attacks.

韓国登録特許第１０−１４１８７０７号公報Korean Registered Patent No. 10-1418707

本発明の一実施形態に係る目的は、水資源管理や電力網管理などの基幹施設管理のためのネットワークのセキュリティ性を向上させることにある。
また、本発明の一実施形態に係る目的は、ポート設定に基づいてフレームを暗号化して送受信することができ、サイバー攻撃を遮断することができ、遠隔監視制御装置が、ネットワークを構成するＬ２スイッチの状態を監視することができるように、Ｌ２スイッチに関する情報を遠隔監視制御装置へ提供するネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ、及びこれを用いた遠隔監視制御システムを提供することにある。
また、本発明の一実施形態に係る目的は、管理者がＬ２スイッチのタッチパネルを観察してＬ２スイッチの異常か否かを容易に認識することができ、タッチパネルを用いてＬ２スイッチの暗号化機能をオフ（Ｏｆｆ）することができるネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ、及びこれを用いた遠隔監視制御システムを提供することにある。 An object of an embodiment of the present invention is to improve the security of a network for managing core facilities such as water resource management and power grid management.
Further, an object according to an embodiment of the present invention is that a frame can be encrypted and transmitted / received based on a port setting, a cyber attack can be blocked, and a remote monitoring control device is an L2 switch constituting a network. It is an object of the present invention to provide a network security L2 switch that provides information on the L2 switch to a remote monitoring control device, and a remote monitoring control system using the L2 switch so that the state of the L2 switch can be monitored.
Further, an object according to an embodiment of the present invention is that the administrator can easily recognize whether or not the L2 switch is abnormal by observing the touch panel of the L2 switch, and the touch panel is used to encrypt the L2 switch. It is an object of the present invention to provide an L2 switch for network security capable of turning off, and a remote monitoring control system using the L2 switch.

本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチは、フレームを暗号化または復号化する暗号化モジュールと、前記フレームが受信された受信ポートの設定に基づいて、前記フレームを暗号化または復号化するか否かを決定して前記暗号化モジュールに伝達し、前記暗号化モジュールから受信した暗号化又は復号化フレームを、目的地に接続された送信ポートにスイッチングするスイッチファブリックモジュールとを含むことができる。
また、本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチは、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報を含む状態報告フレームを生成して前記遠隔監視制御装置に伝達する状態管理モジュールをさらに含み、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報は、通信量に関する情報、サイバー攻撃に関する情報、または前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体の状態に関する情報のうちの少なくとも一つを含むことができる。
また、前記状態管理モジュールは、モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて前記状態報告フレームを生成するが、ルックアップテーブルを用いて前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報の項目ごとに与えられた項目コードを確認し、前記項目コードと該項目コードに該当する値とを含むモードバスデータを生成することができる。
また、本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチは、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に備えられ、管理者に情報を提供する表示部と、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に備えられ、管理者の入力を受信する入力部とをさらに含み、前記状態管理モジュールは、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に問題が発生した場合に前記表示部に問題発生通知画面を表示するか；前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに物理的接続が検知される場合または前記入力部が入力を検知する場合に、前記表示部にパスワード入力画面を表示し、前記入力部に所定のパスワードが入力される前まで前記物理的接続または前記入力を遮断するか；或いは、前記管理者の入力に基づいて暗号化機能をオン／オフするための緊急切替選択画面を表示し、前記入力部に緊急切替選択が入力される場合に前記スイッチファブリックモジュールが前記暗号化モジュールへフレームを伝達しないように制御する動作をさらに行うことができる。
また、前記スイッチファブリックモジュールは、前記フレームが受信されたポートがユーザ−ネットワークインターフェースとして設定された場合には、前記受信したフレームを暗号化するために前記暗号化モジュールへ伝達し、前記フレームが受信されたポートがネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定された場合には、前記受信したフレームを復号化するために前記暗号化モジュールへ伝達し、前記フレームが受信されたポートがユーザ−ネットワークインターフェースまたはネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定されていないポートである場合には、前記フレームの目的地に接続された送信ポートに、前記受信されたフレームをスイッチングすることができる。
また、前記暗号化モジュールは、前記ユーザ−ネットワークインターフェースとして設定したポートから受信したフレームの目的地であるＬ２スイッチと自分との関係で暗号化セッションが設定されているか否かを確認し、暗号化セッションが設定されていない場合には、暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを生成して、前記目的地であるＬ２スイッチへ伝送し、前記暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを受信した場合には、返信で前記暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームを生成して、前記暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを送信したＬ２スイッチへ伝送し、前記暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームを受信した場合には、暗号化セッションを設定するセッション設定動作をさらに行うことができる。
本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いた遠隔監視制御システムは、フレームが受信された受信ポートの設定に基づいて前記フレームを暗号化または復号化し、目的地に接続された送信ポートにスイッチングするネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに接続され、監視データを生成して送信する制御設備、及び前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに接続され、前記制御設備から受信した監視データに基づいて制御命令を生成して送信する遠隔監視制御装置を含むことができる。
また、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチは、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報を含む状態報告フレームをモードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて生成して前記遠隔監視制御装置へ提供し、前記遠隔監視制御装置は、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチが提供する前記状態報告フレームに基づいて、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチの状態を監視し制御することができる。
また、前記遠隔監視制御装置は、前記モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて前記状態報告フレームを解析するが、前記状態報告フレームのモードバスデータに含まれている項目コードとデータ値をルックアップテーブルと対照して、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報の項目とその内容を認識することができる。 The network security L2 switch according to the embodiment of the present invention encrypts or decrypts the frame based on the setting of the encryption module that encrypts or decrypts the frame and the receiving port in which the frame is received. It may include a switch fabric module that determines whether or not to do so and transmits it to the encryption module and switches the encryption or decryption frame received from the encryption module to a transmission port connected to the destination. it can.
Further, the network security L2 switch according to the embodiment of the present invention further includes a state management module that generates a state report frame containing information about the network security L2 switch and transmits it to the remote monitoring control device. The information regarding the network security L2 switch can include at least one of information regarding the amount of communication, information regarding a cyber attack, or information regarding the state of the network security L2 switch itself.
Further, the state management module generates the state report frame based on the mode bus (MODBUS) protocol, and uses a lookup table to input an item code given for each item of information about the network security L2 switch. It is possible to confirm and generate mode bus data including the item code and the value corresponding to the item code.
Further, the network security L2 switch according to the embodiment of the present invention is provided in the network security L2 switch itself, and is provided in the display unit for providing information to the administrator and the network security L2 switch itself. Further including an input unit for receiving the input of the administrator, the state management module displays a problem occurrence notification screen on the display unit when a problem occurs in the network security L2 switch itself; the network security. When a physical connection is detected in the L2 switch for use or when the input unit detects an input, the password input screen is displayed on the display unit, and the physical connection is performed until a predetermined password is input to the input unit. When the emergency switching selection screen for turning on / off the encryption function is displayed based on the input of the administrator and the emergency switching selection is input to the input unit. Further, the operation of controlling the switch fabric module so as not to transmit the frame to the encryption module can be performed.
Further, when the port on which the frame is received is set as the user-network interface, the switch fabric module transmits the received frame to the encryption module in order to encrypt the received frame, and the frame receives the frame. When the port is configured as a network-network interface, it propagates to the encryption module to decrypt the received frame, and the port on which the frame is received is the user-network interface or network-network. When the port is not set as an interface, the received frame can be switched to the transmission port connected to the destination of the frame.
In addition, the encryption module confirms whether or not an encryption session is set in relation to the L2 switch, which is the destination of the frame received from the port set as the user-network interface, and encrypts. When the session is not set, a control frame requesting the setting of the encrypted session is generated, transmitted to the L2 switch which is the destination, and the control frame requesting the setting of the encrypted session is received. In the case, a control frame that accepts the setting of the encryption session is generated in the reply, and the control frame requesting the setting of the encryption session is transmitted to the transmitting L2 switch to accept the setting of the encryption session. When the control frame is received, the session setting operation for setting the encrypted session can be further performed.
The remote monitoring control system using the network security L2 switch according to the embodiment of the present invention encrypts or decrypts the frame based on the setting of the receiving port where the frame is received, and transmits the frame connected to the destination. Network security L2 switch that switches to a port, control equipment that is connected to the network security L2 switch to generate and transmit monitoring data, and monitoring data that is connected to the network security L2 switch and received from the control equipment. A remote monitoring control device that generates and transmits a control command based on the above can be included.
Further, the network security L2 switch generates a status report frame containing information about the network security L2 switch based on the mode bus (MODBUS) protocol and provides the remote monitoring control device to the remote monitoring control device. Can monitor and control the status of the network security L2 switch based on the status report frame provided by the network security L2 switch.
Further, the remote monitoring control device analyzes the status report frame based on the mode bus (MODBUS) protocol, and looks up the item code and data value included in the mode bus data of the status report frame. In contrast, the item of information regarding the network security L2 switch and its contents can be recognized.

本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以降の詳細な説明からさらに明らかになるだろう。
これに先立ち、本明細書及び請求の範囲で使用された用語や単語は、通常的かつ辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されるべきである。 The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
Prior to this, the terms and words used herein and within the scope of the claim shall not be construed in a normal and lexical sense, in order for the inventor to describe his invention in the best possible way. In line with the principle that the concept of terms can be properly defined, it should be interpreted in terms and concepts that are consistent with the technical ideas of the present invention.

本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチのポート設定に基づいて、送受信するフレームの暗号化または復号化を行うことができ、暗号化セッションが設定された送信側及び受信側のＬ２スイッチの間で暗号文フレームが伝送されるので、既存の一般Ｌ２スイッチを全て交換しなくても暗号化機能を行うことができるため、段階的にネットワークのセキュリティ性を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチは、Ｌ２スイッチの状態に関する情報を格納し、広く使用されるモードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルを用いて遠隔監視制御装置に報告することができるので、体系的かつ効果的にネットワークを管理することができ、基幹施設の監視制御のためのネットワークに広く適用することができる。
また、本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチの外部に備えられるタッチパネルを介して現場の管理者が異常か否かを容易に認識することができ、Ｌ２スイッチに問題が発生した場合に緊急切替選択画面を介して暗号化機能をオフ（Ｏｆｆ）して非暗号化通信に切り替えることにより、遠隔監視制御装置と制御設備との間の常時情報送受信を保障することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to encrypt or decrypt frames to be transmitted / received based on the port setting of the L2 switch, and the transmitting side and receiving side L2 switches in which the encryption session is set can be used. Since the ciphertext frame is transmitted between the two, the encryption function can be performed without replacing all the existing general L2 switches, so that the security of the network can be improved step by step.
Further, according to one embodiment of the present invention, the L2 switch can store information about the state of the L2 switch and report it to the remote monitoring and control device using the widely used MODBUS protocol. It can manage the network systematically and effectively, and can be widely applied to the network for monitoring and controlling mission-critical facilities.
Further, according to one embodiment of the present invention, the on-site manager can easily recognize whether or not there is an abnormality through the touch panel provided outside the L2 switch, and when a problem occurs in the L2 switch. By turning off the encryption function and switching to unencrypted communication via the emergency switching selection screen, it is possible to guarantee constant information transmission / reception between the remote monitoring control device and the control equipment.

本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いた遠隔監視制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the remote monitoring control system which used the L2 switch for network security which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the L2 switch for network security which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチから受信したフレームを処理する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation which processes the frame received from the network security L2 switch which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による平文フレーム、暗号文フレーム及びセッション設定フレームを示す図である。It is a figure which shows the plaintext frame, the ciphertext frame and the session setting frame by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るセッション生成ステップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the session generation step which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いて構成した遠隔監視制御システムのためのネットワークを示す図である。It is a figure which shows the network for the remote monitoring control system configured by using the L2 switch for network security which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る遠隔監視制御装置がネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチの状態を監視するために使用されるルックアップテーブルの一部を示す図である。It is a figure which shows a part of the lookup table which the remote monitoring control device which concerns on one Embodiment of this invention is used to monitor the state of the L2 switch for network security. 本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチの表示部を示す図である。It is a figure which shows the display part of the L2 switch for network security which concerns on one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態の目的、特定の利点及び新規な特徴は、添付図面に関連している以降の詳細な説明及び好適な実施形態からさらに明らかになるだろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付加するにあたり、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一の番号を持つようにしていることに留意すべきである。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使用されるものであって、構成要素がこれらの用語によって限定されるものではない。以下、本発明の一実施形態を説明するにあたり、本発明の一実施形態の要旨を不要に曖昧にするおそれのある関連した公知の技術についての詳細な説明は省略する。 Objectives, specific advantages and novel features of one embodiment of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments relating to the accompanying drawings. In the present specification, when adding reference numbers to the components of each drawing, only the same components shall have the same number as much as possible even if they are displayed on other drawings. Should be noted. In addition, terms such as "one side", "other side", "first", and "second" are used to distinguish one component from another, and the component is used. Not limited by these terms. Hereinafter, in describing one embodiment of the present invention, detailed description of related known techniques that may unnecessarily obscure the gist of one embodiment of the present invention will be omitted.

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００を用いた遠隔監視制御システムの構成を示す図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００を用いた遠隔監視制御システムは、遠隔監視制御装置１０、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００、及び制御設備３０を含むことができる。本明細書において、本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００は、簡略に「Ｌ２スイッチ１００」、従来の暗号化機能がない一般なＬ２スイッチは、「一般Ｌ２スイッチ９０」という。また、本明細書において、暗号化されていないフレームを「平文フレームＮＦ」、暗号化されたフレームを「暗号文フレームＥｎＦ」という。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a remote monitoring control system using a network security L2 switch 100 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the remote monitoring and control system using the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention includes the remote monitoring and control device 10, the network security L2 switch 100, and the control equipment 30. Can be done. In the present specification, the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention is simply referred to as "L2 switch 100", and the general L2 switch having no conventional encryption function is referred to as "general L2 switch 90". Further, in the present specification, the unencrypted frame is referred to as "plaintext frame NF", and the encrypted frame is referred to as "ciphertext frame EnF".

遠隔監視制御装置１０は、制御設備３０が位置するところから遠く離れた遠隔地で制御設備３０を監視及び制御することができる装置をいう。例えば、遠隔監視制御装置１０は、ＳＣＡＤＡ１１（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）システムやＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などであり得る。遠隔監視制御装置１０は、ネットワーク２０のセキュリティ及び管理を行うＳＯＣ１２（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｃｅｎｔｅｒ）をさらに含むことができる。遠隔監視制御装置１０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００に接続され、制御設備３０から受信した監視データに基づいて制御命令を生成して送信することにより、制御設備３０を自動的に監視及び制御することができる。 The remote monitoring control device 10 refers to a device capable of monitoring and controlling the control equipment 30 at a remote location far away from the location where the control equipment 30 is located. For example, the remote monitoring control device 10 can be a SCADA 11 (Supervision Control And Data Acquisition) system, an HMI (Human Machine Interface), or the like. The remote monitoring and control device 10 can further include a SOC 12 (Security Operations Center) that performs security and management of the network 20. The remote monitoring control device 10 is connected to the network security L2 switch 100, and automatically monitors and controls the control equipment 30 by generating and transmitting a control command based on the monitoring data received from the control equipment 30. be able to.

制御設備３０は、現在状態を測定し、必要な動作を行う各種の装置を含む。例えば、制御設備３０はＰＬＣ３１と端末３２を含むことができる。端末３２は、ダムの水位を測定する水位センサや、放流量を測定する流量センサなどの測定装置であり得る。または、端末３２は、ダムの水門を開閉する駆動設備、浄水場で塩素消毒剤を水に投入する塩素設備などの設備であり得る。制御設備３０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００に接続され、監視データを生成して送信することができる。端末３２は、現場状態をモニタリングして監視データを生成してＰＬＣ３１に伝送するか、或いはＰＬＣ３１から受信した制御命令に基づいて必要な動作を行うことができる。端末３２は、ＰＬＣ３１に接続されず、直ちにＬ２スイッチ１００に接続されてもよい。 The control equipment 30 includes various devices that measure the current state and perform necessary operations. For example, the control equipment 30 can include a PLC 31 and a terminal 32. The terminal 32 may be a measuring device such as a water level sensor for measuring the water level of the dam or a flow rate sensor for measuring the discharge flow rate. Alternatively, the terminal 32 may be a drive facility for opening and closing the floodgate of the dam, a chlorine facility for injecting a chlorine disinfectant into water at a water purification plant, and the like. The control equipment 30 is connected to the network security L2 switch 100, and can generate and transmit monitoring data. The terminal 32 can monitor the site state, generate monitoring data and transmit it to the PLC 31, or perform a necessary operation based on a control command received from the PLC 31. The terminal 32 may be immediately connected to the L2 switch 100 without being connected to the PLC 31.

ＰＬＣ３１（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とは、自動制御盤内の続電器（Ｒｅｌａｙ）、タイマー（Ｔｉｍｅｒ）、カウンタ（Ｃｏｕｎｔｅｒ）などの機能をＬＳＩ、トランジスタ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子で代替して、既存のシーケンス制御機能に数値演算機能を追加してプログラムを制御することができるように構成した制御装置である。ＰＬＣ３１は、端末３２に接続され、端末３２が生成する各種の監視データを受信して遠隔監視制御装置１０へ送信することができる。ＰＬＣ３１は、遠隔監視制御装置１０から受信する制御命令に基づいて、ＰＬＣ３１に接続された端末３２を制御することができる。 PLC31 (Programmable Logic Controller) replaces the functions of relays, timers, counters, etc. in the automatic control panel with semiconductor elements such as LSIs and transistors, and is an existing one. It is a control device configured to control a program by adding a numerical calculation function to the sequence control function. The PLC 31 is connected to the terminal 32 and can receive various monitoring data generated by the terminal 32 and transmit the monitoring data to the remote monitoring control device 10. The PLC 31 can control the terminal 32 connected to the PLC 31 based on the control command received from the remote monitoring control device 10.

本発明の一実施形態に係るＬ２スイッチ１００は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）７ ｌａｙｅｒｓ模型の第２レイヤーでフレームを暗号化または復号化して送受信するスイッチである。Ｌ２スイッチ１００は、遠隔監視制御装置１０と制御設備３０とを接続するネットワーク２０を構成することができる。両端がＬ２スイッチ１００に接続されて暗号文フレームＥｎＦが送受信されるネットワーク２０の一部を暗号化区間とし、平文フレームＮＦが送受信されるネットワーク２０の一部を平文区間とすることができる。例えば、図１に示すように、遠隔監視制御装置１０に接続される第１Ｌ２スイッチ１００ａと制御設備３０に接続される第２Ｌ２スイッチ１００ｂとの間を暗号化区間とすることができる。遠隔監視制御装置１０と第１Ｌ２スイッチ１００ａとの間、及び制御設備３０と第２Ｌ２スイッチ１００ｂとの間を平文区間とすることができる。 The L2 switch 100 according to an embodiment of the present invention is a switch that encrypts or decrypts frames in the second layer of an OSI (Open System Interconnection) 7 layer model to transmit and receive. The L2 switch 100 can form a network 20 that connects the remote monitoring control device 10 and the control equipment 30. A part of the network 20 in which both ends are connected to the L2 switch 100 and the ciphertext frame EnF is transmitted / received can be used as an encrypted section, and a part of the network 20 in which the plaintext frame NF is transmitted / received can be used as a plaintext section. For example, as shown in FIG. 1, an encrypted section can be set between the first L2 switch 100a connected to the remote monitoring control device 10 and the second L2 switch 100b connected to the control equipment 30. The plaintext section can be between the remote monitoring control device 10 and the first L2 switch 100a, and between the control equipment 30 and the second L2 switch 100b.

Ｌ２スイッチ１００は、フレームが受信された受信ポート１１１（ｒ）の設定に基づいてフレームを暗号化または復号化し、目的地に接続された送信ポート１１１（ｓ）にスイッチングすることができる。Ｌ２スイッチ１００は、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓと受信側Ｌ２スイッチ１００ｒに区分することができ、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓは、フレームを暗号化して送信し、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒは、暗号化されたフレームを復号化して送信することができる。例えば、第１Ｌ２スイッチ１００ａは、遠隔監視制御装置１０から受信するフレームを暗号化して第２Ｌ２スイッチ１００ｂへ送信し、第２Ｌ２スイッチ１００ｂは、第１Ｌ２スイッチ１００ａから受信した暗号文フレームＥｎＦを復号化して制御設備３０へ伝送することができ、このとき、第１Ｌ２スイッチ１００ａは送信側Ｌ２スイッチ１００ｓ、第２Ｌ２スイッチ１００ｂは受信側Ｌ２スイッチ１００ｒとなる。逆に、第２Ｌ２スイッチ１００ｂは、制御設備３０から受信するフレームを暗号化して第１Ｌ２スイッチ１００ａへ送信し、第１Ｌ２スイッチ１００ａは、第２Ｌ２スイッチ１００ｂから受信した暗号文フレームＥｎＦを復号化して遠隔監視制御装置へ伝送することができ、このとき、第１Ｌ２スイッチ１００ａは受信側Ｌ２スイッチ１００ｒ、第２Ｌ２スイッチ１００ｂは送信側Ｌ２スイッチ１００ｓとなる。 The L2 switch 100 can encrypt or decrypt the frame based on the setting of the receiving port 111 (r) at which the frame is received, and switch to the transmitting port 111 (s) connected to the destination. The L2 switch 100 can be divided into a transmitting side L2 switch 100s and a receiving side L2 switch 100r, the transmitting side L2 switch 100s encrypts the frame and transmits it, and the receiving side L2 switch 100r encrypts the frame. Can be decrypted and sent. For example, the first L2 switch 100a encrypts the frame received from the remote monitoring control device 10 and transmits it to the second L2 switch 100b, and the second L2 switch 100b decodes the ciphertext frame EnF received from the first L2 switch 100a. It can be transmitted to the control equipment 30, and at this time, the first L2 switch 100a becomes the transmitting side L2 switch 100s, and the second L2 switch 100b becomes the receiving side L2 switch 100r. On the contrary, the second L2 switch 100b encrypts the frame received from the control equipment 30 and transmits it to the first L2 switch 100a, and the first L2 switch 100a decodes the ciphertext frame EnF received from the second L2 switch 100b and remotely. It can be transmitted to the monitoring control device, and at this time, the first L2 switch 100a becomes the receiving side L2 switch 100r, and the second L2 switch 100b becomes the transmitting side L2 switch 100s.

従来の一般Ｌ２スイッチ９０は、平文フレームＮＦを送受信するので、部外者がフレームをインターセプトして分析し、基幹施設が誤作動するように制御命令を偽造・変造するなどの事故が発生する危険性があった。しかし、本発明のＬ２スイッチ１００は、フレームを暗号化して送受信するので、フレームが流出しても監視制御データのセキュリティを維持することができる。よって、水資源管理や電力網管理などの重要な基幹施設管理の安定性が強化されるという利点がある。 Since the conventional general L2 switch 90 transmits and receives the plaintext frame NF, there is a risk that an outsider intercepts and analyzes the frame and forges or alters the control command so that the core facility malfunctions. There was sex. However, since the L2 switch 100 of the present invention encrypts the frame and transmits / receives it, the security of the monitoring control data can be maintained even if the frame is leaked. Therefore, there is an advantage that the stability of important core facility management such as water resource management and power grid management is strengthened.

Ｌ２スイッチ１００は、自分の状態に関する情報を生成して遠隔監視制御装置１０へ伝送することができる。Ｌ２スイッチ１００の状態に関する情報は、通信量（ｔｒａｆｆｉｃ）、有害トラフィック、サイバー攻撃に関する情報、暗号化機能動作有無など、Ｌ２スイッチ１００が構成するネットワーク２０を管理者が監視し制御するために必要な様々な情報を含むことができる。Ｌ２スイッチ１００は、自分の状態に関する情報を含む状態報告フレームＭＢＦを生成し、状態報告フレームＭＢＦをネットワーク２０を介して遠隔監視制御装置１０へ伝送することができる。遠隔監視制御装置１０は、受信した状態報告フレームＭＢＦに基づいて、ネットワーク２０を構成するＬ２スイッチ１００の状態を確認することができる。 The L2 switch 100 can generate information about its own state and transmit it to the remote monitoring control device 10. Information on the status of the L2 switch 100 is necessary for the administrator to monitor and control the network 20 configured by the L2 switch 100, such as traffic, harmful traffic, information on cyber attacks, and whether or not the encryption function is operating. It can contain various information. The L2 switch 100 can generate a state report frame MBF including information about its own state, and transmit the state report frame MBF to the remote monitoring control device 10 via the network 20. The remote monitoring control device 10 can confirm the status of the L2 switch 100 constituting the network 20 based on the received status report frame MBF.

従来の一般Ｌ２スイッチ９０は、通信量を伝達する機能のみを行うことにより、遠隔監視制御装置１０が制御設備３０を監視し制御することは可能であったが、ネットワーク２０を構成する一般Ｌ２スイッチ９０を監視し制御することができなかった。よって、一般Ｌ２スイッチ９０は、自体の故障や有害トラフィックの流入やサイバー攻撃などの問題が発生する場合、管理者が、一般Ｌ２スイッチ９０に発生した問題を直ちに認知することが難しいため、ネットワーク２０の健全性を確保することが難しかった。しかし、本発明の一実施形態に係るＬ２スイッチ１００は、自分の状態を遠隔監視制御装置１０に提供するので、管理者が遠隔監視制御装置１０を介してＬ２スイッチ１００の状態を容易に確認することができ、必要な措置を取ることができるという利点がある。 Although the conventional general L2 switch 90 can monitor and control the control equipment 30 by the remote monitoring control device 10 by performing only the function of transmitting the communication amount, the general L2 switch 90 constituting the network 20 The 90 could not be monitored and controlled. Therefore, when a problem such as a failure of the general L2 switch 90 itself, an inflow of harmful traffic, or a cyber attack occurs, it is difficult for the administrator to immediately recognize the problem that has occurred in the general L2 switch 90. Therefore, the network 20 It was difficult to ensure the soundness of. However, since the L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention provides its own state to the remote monitoring control device 10, the administrator can easily confirm the state of the L2 switch 100 via the remote monitoring control device 10. It has the advantage of being able to take the necessary steps.

図２は本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００は、スイッチファブリックモジュール１１０、スイッチングＤＢ１２０、暗号化モジュール１３０、セッションＤＢ１４０、状態管理モジュール１５０、表示部１６０及び入力部１７０を含むことができる。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a network security L2 switch 100 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention includes a switch fabric module 110, a switching DB 120, an encryption module 130, a session DB 140, a state management module 150, a display unit 160, and an input unit. 170 can be included.

スイッチファブリックモジュール１１０は、複数の物理的ポート１１１を含むことができ、任意のポート１１１から受信したフレームを、フレームの目的地に接続されたポート１１１にスイッチングする。スイッチファブリックモジュール１１０は、フレームが受信された受信ポート１１１（ｒ）の設定に基づいて、前記フレームを暗号化または復号化するか否かを決定して暗号化モジュール１３０に伝達し、暗号化モジュール１３０から受信した暗号化又は復号化フレームを、目的地に接続された送信ポート１１１（ｓ）にスイッチングすることができ、暗号化が不要なフレームは、直ちに目的地に接続された送信ポート１１１（ｓ）にスイッチングすることができる。任意の物理的ポート１１１は、受信ポート１１１（ｒ）または送信ポート１１１（ｓ）になることができる。 The switch fabric module 110 can include a plurality of physical ports 111 and switches a frame received from any port 111 to a port 111 connected to the destination of the frame. The switch fabric module 110 determines whether to encrypt or decrypt the frame based on the setting of the receiving port 111 (r) in which the frame is received, transmits the frame to the encryption module 130, and transmits the frame to the encryption module 130. The encryption or decryption frame received from 130 can be switched to the transmission port 111 (s) connected to the destination, and the frame that does not require encryption is immediately connected to the destination transmission port 111 (s). It can be switched to s). Any physical port 111 can be a receive port 111 (r) or a transmit port 111 (s).

スイッチングＤＢ１２０は、スイッチファブリックモジュール１１０のそれぞれのポート１１１に接続された装置のアドレスを格納する。スイッチファブリックモジュール１１０は、スイッチングＤＢ１２０にフレームの目的地アドレスが接続されたポート１１１情報を照会し、その結果として取得したポート１１１へフレームを伝送する。 The switching DB 120 stores the addresses of devices connected to the respective ports 111 of the switch fabric module 110. The switch fabric module 110 queries the switching DB 120 for port 111 information to which the destination address of the frame is connected, and transmits the frame to the port 111 acquired as a result.

暗号化モジュール１３０は、フレームを暗号化または復号化することができる。暗号化モジュール１３０は、ＡＥＳ１２８ｂｉｔ、ＡＥＳ１９２ｂｉｔ、ＡＥＳ２５６ｂｉｔ、３ＤＥＳなどのロジックを用いてフレームを暗号化または復号化することができる。暗号化モジュール１３０は、暗号化機能のみを行う別途のプロセッサに実現できる。暗号化モジュール１３０は、対称キーを用いた暗号化または復号化を行うことができる。 The encryption module 130 can encrypt or decrypt the frame. The encryption module 130 can encrypt or decrypt a frame using logic such as AES128 bit, AES192 bit, AES256 bit, 3DES. The encryption module 130 can be realized by a separate processor that performs only the encryption function. The encryption module 130 can perform encryption or decryption using a symmetric key.

セッションＤＢ１４０は、Ｌ２スイッチ１００自身と他のＬ２スイッチ１００との関係で暗号文を送信または受信するためのセッションの設定に関する情報を格納する。暗号化モジュール１３０は、セッションＤＢ１４０に暗号化セッションが設定されているＬ２スイッチ１００へ伝送するフレームを暗号化し、セッションＤＢ１４０に復号化セッションが設定されているＬ２スイッチ１００から受信したフレームを復号化する。 The session DB 140 stores information regarding session settings for transmitting or receiving ciphertext in relation to the L2 switch 100 itself and another L2 switch 100. The encryption module 130 encrypts the frame to be transmitted to the L2 switch 100 in which the encryption session is set in the session DB 140, and decrypts the frame received from the L2 switch 100 in which the decryption session is set in the session DB 140. ..

状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００自体の状態をリアルタイムで監視し格納することができる。状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００に試みられる各種のサイバー攻撃を探知し遮断することができる。例えば、状態管理モジュール１５０は、ＡＲＰ ｓｐｏｏｆｉｎｇ、ＩＰ Ｓｐｏｏｆｉｎｇ、Ｈｏｓｔ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｔｔａｃｋ、Ｐｏｒｔ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｔｔａｃｋ、ＤｏＳ、ＤＤｏ、ＤＨＣＰ Ａｔｔａｃｋ、ＩＣＭＰ Ａｔｔａｃｋ、ＡＲＰ Ａｔｔａｃｋ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ａｔｔａｃｋ、ＩＰｖ６ ＤＡＤ Ａｔｔａｃｋなどのサイバー攻撃を探知し遮断することができ、サイバー攻撃の状態と記録を格納することができる。状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００が処理する通信量（ｔｒａｆｆｉｃ）をリアルタイムで測定し格納することができ、有害トラフィックを遮断することができる。 The state management module 150 can monitor and store the state of the L2 switch 100 itself in real time. The state management module 150 can detect and block various cyber attacks attempted on the L2 switch 100. For example, the state management module 150 may include ARP spoofing, IP spoofing, Host Scanning attack, Port Scanning attack, DoS, DDo, DHCP Attack, ICMP Attack, ICMP Attack, ARP Attack, ARP Attack, Cyberattack, and Cyberattack. It can store cyberattack status and records. The state management module 150 can measure and store the traffic processed by the L2 switch 100 in real time, and can block harmful traffic.

状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００の電源状態、暗号化機能の動作有無、ポート１１１の動作有無など、ネットワーク２０の管理に必要な情報を取得し格納することができる。状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００の状態に関する情報を含む状態報告フレームＭＢＦを生成し、遠隔監視制御装置１０へ伝送することができる。状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００の状態に関する情報を格納し、周期的に遠隔監視制御装置１０へ状態報告フレームＭＢＦを伝送するか、或いは遠隔監視制御装置１０の要求に応じて状態報告フレームＭＢＦを伝送することができる。 The state management module 150 can acquire and store information necessary for managing the network 20, such as the power state of the L2 switch 100, the operation status of the encryption function, and the operation status of the port 111. The state management module 150 can generate a state report frame MBF including information on the state of the L2 switch 100 and transmit it to the remote monitoring control device 10. The state management module 150 stores information about the state of the L2 switch 100 and periodically transmits the state report frame MBF to the remote monitoring control device 10, or receives a request from the remote monitoring control device 10 to transmit the state report frame MBF. Can be transmitted.

表示部１６０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００自体に備えられ、管理者に情報を提供することができる。表示部１６０は、管理者にＬ２スイッチ１００の現在状態を知らせるか、或いはＬ２スイッチ１００の操作に必要な情報を表示することができる。 The display unit 160 is provided in the network security L2 switch 100 itself, and can provide information to the administrator. The display unit 160 can notify the administrator of the current state of the L2 switch 100, or can display information necessary for operating the L2 switch 100.

入力部１７０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００自体に備えられ、管理者の入力を受信することができる。例えば、表示部１６０は、タッチパネルであってもよく、タッチパネルは、入力部１７０の機能を行うことができる。 The input unit 170 is provided in the network security L2 switch 100 itself, and can receive the input of the administrator. For example, the display unit 160 may be a touch panel, and the touch panel can perform the functions of the input unit 170.

図３は本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００から受信したフレームを処理する動作を示すフローチャートである。
フレーム受信ステップ（Ｓ１０）で、スイッチファブリックモジュール１１０は、外部からフレームを受信する。次に、ホストネットワーク（Ｈｏｓｔ ｎｅｔｗｏｒｋ）判断ステップ（Ｓ１１）で、スイッチファブリックモジュール１１０は、受信したフレームの目的地を確認して、最終目的地がＬ２スイッチ１００であるか否かを確認し、フレームの目的地がＬ２スイッチ１００である場合（Ｙ）には、状態管理モジュール１５０へフレームを伝達し、フレームの目的地がＬ２スイッチ１００ではない場合（Ｎ）には、受信ポート確認ステップ（Ｓ１２）を行う。状態管理モジュール１５０の動作は後述する。 FIG. 3 is a flowchart showing an operation of processing a frame received from the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention.
In the frame receiving step (S10), the switch fabric module 110 receives a frame from the outside. Next, in the host network (Host network) determination step (S11), the switch fabric module 110 confirms the destination of the received frame, confirms whether or not the final destination is the L2 switch 100, and confirms whether or not the final destination is the L2 switch 100. When the destination of the frame is the L2 switch 100 (Y), the frame is transmitted to the state management module 150, and when the destination of the frame is not the L2 switch 100 (N), the receiving port confirmation step (S12) I do. The operation of the state management module 150 will be described later.

受信ポート確認ステップ（Ｓ１２）で、スイッチファブリックモジュール１１０は、フレームが受信されたポート１１１がユーザ−ネットワークインターフェース（ＵＮＩ、Ｕｓｅｒ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）またはネットワーク−ネットワークインターフェース（ＮＮＩ、Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として設定されているか否かを確認し、受信ポート１１１（ｒ）がユーザ−ネットワークインターフェースとして設定された場合（ＵＮＩ）には、暗号化のためにフレームを暗号化モジュール１３０へ伝達し、受信ポート１１１（ｒ）がネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定された場合（ＮＮＩ）には、復号化のためにフレームを暗号化モジュール１３０へ伝達し、ユーザ−ネットワークインターフェースまたはネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定されていない場合（一般）には、スイッチング動作（Ｓ６０）を行う。 In the receive port confirmation step (S12), the switch fabric module 110 sets the port 111 on which the frame is received as a user-network interface (UNI, User-Network Interface) or a network-network interface (NNI, Network-Network Interface). If the receive port 111 (r) is set as a user-network interface (UNI), the frame is transmitted to the encryption module 130 for encryption, and the receive port 111 (r) is transmitted to the reception port 111 (UNI). When r) is configured as a network-network interface (NNI), the frame is propagated to the encryption module 130 for decryption and is not configured as a user-network interface or network-network interface (general). ), The switching operation (S60) is performed.

スイッチファブリックモジュール１１０は、装置が接続されたポート１１１をユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩまたはネットワーク−ネットワークインターフェースＮＮＩとして設定することができ、受信ポート１１１（ｒ）の設定に基づいて暗号化または復号化を決めることができるので、ポート１１１ごとに暗号化または復号化を行うことができる。また、スイッチファブリックモジュール１１０は、受信ポート１１１（ｒ）に設定がない場合、フレームの暗号化または復号化なしに直ちにスイッチング動作を行うことができるので、従来の一般Ｌ２スイッチ９０と平文フレームＮＦの伝送が可能なので、ネットワーク２０を構成する全てのＬ２スイッチ１００を一時に交換しなくてもよいという利点がある。 The switch fabric module 110 can configure the port 111 to which the device is connected as a user-network interface UNI or a network-network interface NNI, and determines encryption or decryption based on the settings of the receive port 111 (r). Therefore, encryption or decryption can be performed for each port 111. Further, when the receiving port 111 (r) is not set, the switch fabric module 110 can immediately perform the switching operation without encrypting or decrypting the frame, so that the conventional general L2 switch 90 and the plaintext frame NF can perform the switching operation immediately. Since transmission is possible, there is an advantage that it is not necessary to replace all the L2 switches 100 constituting the network 20 at one time.

例えば、第１Ｌ２スイッチ１００ａの第１ポートに遠隔監視制御装置１０が接続された場合には、第１ポートをユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩとして設定することができ、第２Ｌ２スイッチ１００ｂの第２ポートに制御設備３０が接続された場合には、第２ポートをユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩとして設定することができる。第１Ｌ２スイッチ１００ａの第２ポートに他のネットワーク２０と接続される一般Ｌ２スイッチ９０が接続されている場合、第２ポートをネットワーク−ネットワークインターフェースＮＮＩとして設定することができ、第２Ｌ２スイッチ１００ｂの第１ポートに他のネットワーク２０と接続される一般Ｌ２スイッチ９０が接続されている場合、第１ポートをネットワーク−ネットワークインターフェースＮＮＩとして設定することができる。第１Ｌ２スイッチ１００ａの第３ポートに暗号化が不要な装置が接続された場合、第３ポートは、ユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩまたはネットワーク−ネットワークインターフェースＮＮＩとして設定していない一般ポートに設定することができる。 For example, when the remote monitoring control device 10 is connected to the first port of the first L2 switch 100a, the first port can be set as the user-network interface UNI and controlled to the second port of the second L2 switch 100b. When the equipment 30 is connected, the second port can be set as the user-network interface UNI. When a general L2 switch 90 connected to another network 20 is connected to the second port of the first L2 switch 100a, the second port can be set as a network-network interface NNI, and the second L2 switch 100b can be set as the second port. When a general L2 switch 90 connected to another network 20 is connected to one port, the first port can be set as a network-network interface NNI. When a device that does not require encryption is connected to the third port of the first L2 switch 100a, the third port can be set to a general port that is not set as a user-network interface UNI or a network-network interface NNI. ..

スイッチング動作（Ｓ６０）で、スイッチファブリックモジュール１１０は、フレームの目的地を、スイッチングＤＢ１２０に格納されている各ポート１１１に接続された装置のアドレスと対照して、フレームがどの送信ポート１１１（ｓ）へ伝達されなければならないかを検索し、検索された送信ポート１１１（ｓ）へフレームを伝達する。 In the switching operation (S60), the switch fabric module 110 contrasts the destination of the frame with the address of the device connected to each port 111 stored in the switching DB 120, which transmission port 111 (s) the frame is. It searches whether it must be transmitted to, and transmits the frame to the searched transmission port 111 (s).

ユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩとして設定された受信ポート１１１（ｒ）で受信したフレームは、暗号化モジュール１３０へ伝達されて暗号化が行われる。まず、暗号化セッション確認ステップ（Ｓ２１）で、暗号化モジュール１３０は、フレームの目的地であるＬ２スイッチ１００と暗号化セッションが設定されているかを、セッションＤＢ１４０を検索して確認する。目的地であるＬ２スイッチ１００と暗号化セッションが設定されている場合（Ｙ）、暗号化モジュール１３０は、暗号化エンジンを用いてフレームを暗号化して暗号文フレームＥｎＦを生成し（Ｓ３０）、暗号文フレームＥｎＦをスイッチファブリックモジュール１１０へ伝達し、スイッチファブリックモジュール１１０は、スイッチング動作（Ｓ６０）を介して暗号文フレームＥｎＦを送信する。目的地であるＬ２スイッチ１００と暗号化セッションが設定されていない場合（Ｎ）、暗号化モジュール１３０は、目的地であるＬ２スイッチ１００とセッション生成ステップ（Ｓ５０）を行う。セッション生成ステップ（Ｓ５０）の詳細については後述する。 The frame received on the receiving port 111 (r) set as the user-network interface UNI is transmitted to the encryption module 130 and encrypted. First, in the encryption session confirmation step (S21), the encryption module 130 searches the session DB 140 to confirm whether or not the encryption session is set with the L2 switch 100, which is the destination of the frame. When the destination L2 switch 100 and the encryption session are set (Y), the encryption module 130 encrypts the frame using the encryption engine to generate the ciphertext frame EnF (S30), and encrypts the frame. The sentence frame EnF is transmitted to the switch fabric module 110, and the switch fabric module 110 transmits the ciphertext frame EnF via the switching operation (S60). When the destination L2 switch 100 and the encryption session are not set (N), the encryption module 130 performs the session generation step (S50) with the destination L2 switch 100. The details of the session generation step (S50) will be described later.

暗号化セッションが生成される場合（Ｙ）、暗号化モジュール１３０は、フレームを暗号化（Ｓ３０）して伝送（Ｓ６０）し、暗号化セッションの生成が失敗した場合（Ｎ）、フレームを平文状態にスイッチングする（Ｓ６０）。送信側Ｌ２スイッチ１００ｓと受信側Ｌ２スイッチ１００ｒとの間に暗号化セッションを成立した状態でのみフレームを暗号化して伝送するので、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒが一般Ｌ２スイッチ９０であって暗号化セッションが成立できないか或いは受信側Ｌ２スイッチ１００ｒに問題が発生して緊急切替状態で暗号化セッションが成立できない場合、フレームを平文状態で伝送して遠隔監視制御装置１０と制御設備３０との接続を常に維持することができる。 When the encryption session is generated (Y), the encryption module 130 encrypts the frame (S30) and transmits (S60), and when the encryption session generation fails (N), the frame is in the plaintext state. (S60). Since the frame is encrypted and transmitted only when an encrypted session is established between the transmitting side L2 switch 100s and the receiving side L2 switch 100r, the receiving side L2 switch 100r is a general L2 switch 90 and the encrypted session is performed. If it cannot be established or if a problem occurs in the receiving side L2 switch 100r and the encrypted session cannot be established in the emergency switching state, the frame is transmitted in the plaintext state to always maintain the connection between the remote monitoring control device 10 and the control equipment 30. can do.

ネットワーク−ネットワークインターフェースＮＮＩとして設定された受信ポート１１１（ｒ）で受信したフレームは、暗号化モジュール１３０へ伝達されて復号化が行われる。まず、復号化セッション確認ステップ（Ｓ２２）で、暗号化モジュール１３０は、フレームの出発地であるＬ２スイッチ１００と復号化セッションが設定されているかを、セッションＤＢ１４０を検索して確認する。出発地であるＬ２スイッチ１００と復号化セッションが設定されている場合（Ｙ）、暗号化モジュール１３０は、復号化エンジンを用いてフレームを復号化して平文フレームＮＦを生成し（Ｓ４０）、平文フレームＮＦをスイッチファブリックモジュール１１０へ伝達し、スイッチファブリックモジュール１１０は、スイッチング動作（Ｓ６０）を介して平文フレームＮＦを送信する。出発地であるＬ２スイッチ１００と復号化セッションが設定されていない場合（Ｎ）、受信したフレームをそのままスイッチファブリックモジュール１１０へ伝達してスイッチング動作（Ｓ６０）を行う。Ｌ２スイッチ１００は、復号化セッションが成立していない出発地Ｌ２スイッチ１００から伝送されたフレームをそのままスイッチングするので、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓが一般Ｌ２スイッチ９０であるか、或いは送信側Ｌ２スイッチ１００ｓに問題が発生して緊急切替状態で復号化セッションが成立できない場合に、平文のまま伝送されるフレームをそのまま伝達することができるので、遠隔監視制御装置１０と制御設備３０との接続を常に維持することができる。 The frame received on the receiving port 111 (r) set as the network-network interface NNI is transmitted to the encryption module 130 and decrypted. First, in the decryption session confirmation step (S22), the encryption module 130 searches the session DB 140 to confirm whether the decryption session is set with the L2 switch 100 which is the starting point of the frame. When the departure point L2 switch 100 and the decryption session are set (Y), the encryption module 130 decrypts the frame using the decryption engine to generate the plaintext frame NF (S40), and the plaintext frame NF is generated. The NF is transmitted to the switch fabric module 110, and the switch fabric module 110 transmits the plaintext frame NF via the switching operation (S60). When the decoding session is not set with the L2 switch 100 which is the departure point (N), the received frame is transmitted to the switch fabric module 110 as it is and the switching operation (S60) is performed. Since the L2 switch 100 switches the frame transmitted from the departure point L2 switch 100 in which the decoding session has not been established as it is, the transmitting side L2 switch 100s is the general L2 switch 90, or the transmitting side L2 switch 100s. When a problem occurs and a decoding session cannot be established in the emergency switching state, the frame transmitted in plain text can be transmitted as it is, so that the connection between the remote monitoring control device 10 and the control equipment 30 is always maintained. be able to.

図４は本発明の一実施形態に係る平文フレームＮＦ、暗号文フレームＥｎＦ、セッション設定フレーム及び状態報告フレームＭＢＦを示す図である。
図４に示すように、平文フレームＮＦ、暗号文フレームＥｎＦ及びセッション設定フレームは、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）プロトコルとインターネットプロトコル（ＩＰ）に従うように構成できる。暗号化モジュール１３０は、平文フレームＮＦのデータ（ＩＰ Ｄａｔａ）部分を暗号化して暗号文データ（ＥｎＤａｔａ）を生成し、復号化に必要な情報を暗号化データヘッダ（ＥｎＤａｔａ Ｈｅａｄｅｒ）に格納して暗号文フレームＥｎＦを生成する暗号化動作（Ｓ３０）を行う。暗号文フレームＥｎＦは、目的地ＭＡＣアドレス（ｄｅｓｔＭＡＣ）、出発地ＭＡＣアドレス（ｓｒｃＭＡＣ）、イーサネットタイプ（Ｔｙｐｅ）、ＩＰアドレス（ＩＰ）情報を暗号化しないので、一般Ｌ２スイッチ９０を介して伝達されても目的地にフレームが移動することができる。 FIG. 4 is a diagram showing a plaintext frame NF, a ciphertext frame EnF, a session setting frame, and a status report frame MBF according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the plaintext frame NF, the ciphertext frame EnF, and the session setting frame can be configured to comply with the Ethernet protocol and the Internet Protocol (IP). The encryption module 130 encrypts the data (IP Data) portion of the plain text frame NF to generate encrypted text data (EnData), and stores the information required for decryption in the encrypted data header (EnData Header) for encryption. The encryption operation (S30) for generating the sentence frame EnF is performed. Since the ciphertext frame EnF does not encrypt the destination MAC address (destMAC), the departure MAC address (srcMAC), the Ethernet type (Type), and the IP address (IP) information, it is transmitted via the general L2 switch 90. The frame can also be moved to the destination.

暗号文フレームＥｎＦは、ＩＰアドレス（ＩＰ）の次に暗号化データヘッダ（ＥｎＤａｔａ Ｈｅａｄｅｒ）と暗号文データ（ＥｎＤａｔａ）が順次位置し、暗号化モジュール１３０は、暗号化データヘッダ（ＥｎＤａｔａ Ｈｅａｄｅｒ）に含まれている情報に基づいて暗号文データ（ＥｎＤａｔａ）を復号化して平文フレームＮＦを生成する復号化動作（Ｓ４０）を行うことができる。暗号化データヘッダ（ＥｎＤａｔａ Ｈｅａｄｅｒ）は、暗号化データ区分のためＵｎｉｑｕｅ ＩＤ、暗号化以前の原データのプロトコルタイプ、データフラグメンテーション（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）インジケータ、フラグメントシーケンス番号（ｆｒａｇｍｅｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ）、暗号モジュールタイプ、フラグメントシーケンスＩＤ（ｆｒａｇｍｅｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｄ）、データソース長、データハッシュ値（ｈａｓｈ ｖａｌｕｅ）、データソースチェックサム値（ｃｈｓｕｍ ｖａｌｕｅ）、暗号化／復号化インジケーションベクトル（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）などの情報を含むことができる。暗号化モジュール１３０は、暗号化エンジンと復号化エンジンを含むことができる。暗号化エンジンと復号化エンジンは、プロセッサ内で動作するプログラムコードで構成できる。 In the encryption text frame EnF, the encryption data header (EnData Header) and the encryption text data (EnData) are sequentially positioned next to the IP address (IP), and the encryption module 130 is included in the encryption data header (EnData Header). The decryption operation (S40) that decrypts the encrypted text data (EnData) based on the information and generates the plain text frame NF can be performed. The encrypted data header (EnDataHasher) is the Unique ID for the encrypted data classification, the protocol type of the original data before encryption, the data fragmentation indicator, the fragment sequence number (fragment sequence number), the encryption module type, and the fragment. Information such as a sequence ID (fragment sequence id), a data source length, a data hash value (hash value), a data source check sum value (chsum value), and an encryption / decryption indicator (indication vector) can be included. .. The encryption module 130 can include an encryption engine and a decryption engine. The encryption engine and decryption engine can consist of program code running within the processor.

図５は本発明の一実施形態に係るセッション生成ステップ（Ｓ５０）を示すフローチャートである。
暗号化セッションと復号化セッションは、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓと受信側Ｌ２スイッチ１００ｒとの間で形成される。一つのＬ２スイッチ１００は、ネットワーク２０側に暗号文フレームＥｎＦを送信するときは送信側Ｌ２スイッチ１００ｓとして動作し、ネットワーク２０側から暗号文フレームＥｎＦを受信するときは受信側Ｌ２スイッチ１００ｒとして動作する。図５は、第１Ｌ２スイッチ１００ａが送信側であり、第２Ｌ２スイッチ１００ｂが受信側である場合を例示的に示す。 FIG. 5 is a flowchart showing a session generation step (S50) according to an embodiment of the present invention.
The encryption session and the decryption session are formed between the transmitting side L2 switch 100s and the receiving side L2 switch 100r. One L2 switch 100 operates as the transmitting side L2 switch 100s when transmitting the ciphertext frame EnF to the network 20 side, and operates as the receiving side L2 switch 100r when receiving the ciphertext frame EnF from the network 20 side. .. FIG. 5 schematically shows a case where the first L2 switch 100a is the transmitting side and the second L2 switch 100b is the receiving side.

受信ポート１１１（ｒ）がユーザ−ネットワークインターフェースＵＮＩとして設定された場合、受信されたフレームは暗号化モジュール１３０へ伝達され、暗号化モジュール１３０は暗号化セッション確認ステップ（Ｓ２１）を行い、暗号化セッションが存在しない場合（Ｎ）、セッション生成ステップ（Ｓ５０）を行う。暗号化モジュール１３０は、ユーザ−ネットワークインターフェースとして設定されたポート１１１から受信したフレームの目的地であるＬ２スイッチ１００と自分との関係で暗号化セッションが設定されているかを確認し、暗号化セッションが設定されていない場合には、暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームＣＦを生成して、目的地であるＬ２スイッチ１００へ伝送し、暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームＣＦを受信した場合には、返信で暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームＣＦを生成して、暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームＣＦを送信したＬ２スイッチ１００へ伝送し、暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームＣＦを受信した場合には、暗号化セッションを設定するセッション生成動作（Ｓ５０）をさらに行うことができる。
まず、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓの暗号化モジュール１３０は、暗号化セッションの設定を要求する図４に示されたコントロールフレームＣＦを生成して受信側Ｌ２スイッチ１００ｒに送るセッション設定要求ステップ（Ｓ５１）を行う。次に、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓの暗号化モジュール１３０は、セッションＤＢ１４０に、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒへセッション設定の要求を伝送した状態であることを格納する（Ｓ５２）。 When the receiving port 111 (r) is set as the user-network interface UNI, the received frame is transmitted to the encryption module 130, and the encryption module 130 performs the encryption session confirmation step (S21) to perform the encryption session. If does not exist (N), the session generation step (S50) is performed. The encryption module 130 confirms whether an encryption session is set in relation to itself and the L2 switch 100, which is the destination of the frame received from the port 111 set as the user-network interface, and the encryption session is started. If it is not set, a control frame CF requesting the setting of the encryption session is generated, transmitted to the destination L2 switch 100, and a control frame CF requesting the setting of the encryption session is received. Generates a control frame CF that accepts the encryption session setting in reply, transmits the control frame CF that requests the encryption session setting to the L2 switch 100 that transmitted the control frame CF, and accepts the encryption session setting. When the control frame CF is received, the session generation operation (S50) for setting the encrypted session can be further performed.
First, the encryption module 130 of the transmitting side L2 switch 100s generates a session setting request step (S51) for generating the control frame CF shown in FIG. 4 requesting the setting of the encryption session and sending it to the receiving side L2 switch 100r. Do. Next, the encryption module 130 of the transmitting side L2 switch 100s stores in the session DB 140 that the request for session setting is transmitted to the receiving side L2 switch 100r (S52).

図４を参照すると、コントロールフレームＣＦは、目的地ＭＡＣアドレス（ｄｅｓｔＭＡＣ）、出発地ＭＡＣアドレス（ｓｒｃＭＡＣ）、イーサネットタイプ（Ｔｙｐｅ）、ＩＰアドレス（ＩＰ）情報の後に、暗号化コントロールデータ（ＥｎＣｏｎｔｒｏｌ Ｄａｔａ）を含む。暗号化コントロールデータは、ホストのｓｏｕｒｃｅ ＭＡＣ ａｄｄｒｅｓｓ、ホストのｓｏｕｒｃｅ ＩＰ ａｄｄｒｅｓｓ、ホストのｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ＩＰ ａｄｄｒｅｓｓ、ｆｒａｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｙｐｅ：（ｒｅｑｕｅｓｔ、ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、ｆｒａｍｅ ｔｙｐｅ ｃｏｎｔｒｏｌ、ｄａｔａ ｈａｓｈ ｖａｌｕｅ、ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｓ’ｓｅｒｉａｌ ｉｄ、ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ ａｕｔｈｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｋｅｙ ｌｅｎｇｔｈ、ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ ｓａｌｔ ｋｅｙ、ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ／ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ ｄａｔａ ｖａｌｕｅを含むことができる。 Referring to FIG. 4, the control frame CF is the destination MAC address (destMAC), the departure MAC address (srcMAC), the Ethernet type (Type), the IP address (IP) information, and then the encrypted control data (EnControl Data). including. The encrypted control data includes source MAC address of the host, source IP address of the host, destination IP address of the host, frame control type: (request, response), frame type control, and data. It can include encryption / decryption assistance key lens, encryption / decryption salt key, and encryption / decryption data value.

再び図５を参照すると、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒの暗号化モジュール１３０は、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓから暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームＣＦを受信すると（Ｓ５３）、暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームＣＦを生成して送信側Ｌ２スイッチ１００ｓに送る応答伝送ステップ（Ｓ５４）を行う。次に、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒの暗号化モジュール１３０は、セッションＤＢ１４０に、暗号化セッションの設定を承諾する応答を伝送した状態であることを格納する（Ｓ５５）。 Referring to FIG. 5 again, when the encryption module 130 of the receiving side L2 switch 100r receives the control frame CF requesting the setting of the encryption session from the transmitting side L2 switch 100s (S53), it accepts the setting of the encryption session. The response transmission step (S54) of generating the control frame CF to be performed and sending it to the transmitting side L2 switch 100s is performed. Next, the encryption module 130 of the receiving side L2 switch 100r stores in the session DB 140 that a response accepting the setting of the encrypted session has been transmitted (S55).

次に、セッション設定要求を送信（Ｓ５１）するときから設定された時間内に送信側Ｌ２スイッチ１００ｓの暗号化モジュール１３０が、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒから暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームＣＦを受信すると（Ｓ５６）、セッションＤＢ１４０に、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒと暗号化セッションが成立した状態であることを格納する（Ｓ５７）。送信側Ｌ２スイッチ１００ｓの暗号化モジュール１３０は、セッション設定要求を送信（Ｓ５１）するときから設定された時間内に受信側Ｌ２スイッチ１００ｒから暗号化セッション成立を承諾するコントロールフレームＣＦが受信されない場合、セッションＤＢ１４０に格納された受信側Ｌ２スイッチ１００ｒへセッション設定要求を伝送した状態を削除する。定められた時間内に暗号化セッション成立を承諾するコントロールフレームＣＦを受け取っていない場合は、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒが一般Ｌ２スイッチ９０であり得るので、自動的に平文フレームＮＦが伝送される。 Next, within the time set from the time when the session setting request is transmitted (S51), the encryption module 130 of the transmitting side L2 switch 100s transmits the control frame CF that accepts the encryption session setting from the receiving side L2 switch 100r. Upon reception (S56), the session DB 140 stores that the receiving side L2 switch 100r and the encrypted session have been established (S57). When the encryption module 130 of the transmitting side L2 switch 100s does not receive the control frame CF that approves the establishment of the encryption session from the receiving side L2 switch 100r within the set time from the time when the session setting request is transmitted (S51). The state in which the session setting request is transmitted to the receiving side L2 switch 100r stored in the session DB 140 is deleted. If the control frame CF that approves the establishment of the encryption session is not received within the specified time, the plaintext frame NF is automatically transmitted because the receiving side L2 switch 100r can be the general L2 switch 90.

次に、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓの暗号化モジュール１３０がフレームを暗号化して（Ｓ３０）、暗号化フレームを受信側Ｌ２スイッチ１００ｒにスイッチングすると（Ｓ６０）、受信側Ｌ２スイッチ１００ｒは、暗号化フレームを受信し復号化動作を行うことにより（Ｓ４０）、平文フレームＮＦを伝達する。受信側Ｌ２スイッチ１００ｒは、セッションＤＢ１４０に、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓと復号化セッションが成立したことを記録する（Ｓ５８）。 Next, when the encryption module 130 of the transmitting side L2 switch 100s encrypts the frame (S30) and switches the encrypted frame to the receiving side L2 switch 100r (S60), the receiving side L2 switch 100r converts the encrypted frame. The plaintext frame NF is transmitted by receiving and performing the decryption operation (S40). The receiving side L2 switch 100r records in the session DB 140 that a decoding session has been established with the transmitting side L2 switch 100s (S58).

セッションＤＢ１４０に格納される暗号化セッションと復号化セッションは、定められた時間が経過すると、自動的に削除され、セッションが成立した以降から定められた時間以内に処理される平文フレームＮＦまたは暗号化フレームは、暗号化セッションまたは復号化セッションが設定されているので、セッション設定ステップ（Ｓ５０）を経ることなく直ちに暗号化（Ｓ３０）または復号化（Ｓ４０）される。セッションＤＢ１４０に記録された暗号化セッション及び復号化セッションが時間の経過によって削除される場合、送信側Ｌ２スイッチ１００ｓがフレームを受信した後、再びセッション設定ステップ（Ｓ５０）を行う。 The encryption session and the decryption session stored in the session DB 140 are automatically deleted after the specified time has elapsed, and the plaintext frame NF or encryption is processed within the specified time after the session is established. Since the encryption session or the decryption session is set, the frame is immediately encrypted (S30) or decrypted (S40) without going through the session setting step (S50). When the encryption session and the decryption session recorded in the session DB 140 are deleted with the lapse of time, the session setting step (S50) is performed again after the transmitting side L2 switch 100s receives the frame.

第１Ｌ２スイッチ１００ａと第２Ｌ２スイッチ１００ｂとが接続された場合、第１Ｌ２スイッチ１００ａが送信側Ｌ２スイッチ１００ｓであり、第２Ｌ２スイッチ１００ｂが受信側Ｌ２スイッチ１００ｒである第１暗号化セッションが設定でき、第２Ｌ２スイッチ１００ｂが送信側Ｌ２スイッチ１００ｓであり、第１Ｌ２スイッチ１００ａが受信側Ｌ２スイッチ１００ｒである第２暗号化セッションが第１暗号化セッションとは別個に設定できる。第１暗号化セッションが、設定された期間が経過して消滅する場合にも、第２暗号化セッションの設定期間が経過していなければそのまま維持できる。 When the first L2 switch 100a and the second L2 switch 100b are connected, the first encryption session in which the first L2 switch 100a is the transmitting side L2 switch 100s and the second L2 switch 100b is the receiving side L2 switch 100r can be set. The second encryption session in which the second L2 switch 100b is the transmission side L2 switch 100s and the first L2 switch 100a is the reception side L2 switch 100r can be set separately from the first encryption session. Even when the first encrypted session disappears after the set period has elapsed, it can be maintained as it is as long as the set period of the second encrypted session has not elapsed.

図６は本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００を用いて構成した遠隔監視制御システムのためのネットワーク２０を示す図である。
図６に示すように、水資源や電気供給網などの基幹施設を管理するためのネットワーク２０は、ネットワーク２０の一部が断絶されても、監視データの収集と制御命令の伝達を保障する必要があるので、二重化構造で構成される。図６では、リング（Ｒｉｎｇ）状に二重化されたネットワーク２０を例示的に示し、ネットワーク２０の一部を省略して表示した。本発明の一実施形態に係るネットワーク２０のセキュリティのためのＬ２スイッチ１００を用いてネットワーク２０のセキュリティを達成するためには、二重化構造のネットワーク２０を構成する全ての一般Ｌ２スイッチ９０をネットワーク２０のセキュリティのためのＬ２スイッチ１００に変更する必要がない。図６に示すように、遠隔監視制御装置１０と二重化されたネットワーク２０とを接続するラインに第１Ｌ２スイッチ１００ａを設置し、制御設備３０と二重化されたネットワーク２０とを接続するラインに第２Ｌ２スイッチ１００ｂを設置すると、両端がＬ２スイッチ１００に接続された暗号化区間を設定することができる。 FIG. 6 is a diagram showing a network 20 for a remote monitoring and control system configured by using the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the network 20 for managing core facilities such as water resources and electricity supply networks needs to guarantee the collection of monitoring data and the transmission of control commands even if a part of the network 20 is interrupted. Because there is, it is composed of a duplicated structure. In FIG. 6, a ring-shaped duplicated network 20 is shown as an example, and a part of the network 20 is omitted and displayed. In order to achieve the security of the network 20 by using the L2 switch 100 for the security of the network 20 according to the embodiment of the present invention, all the general L2 switches 90 constituting the network 20 having a redundant structure are connected to the network 20. There is no need to change to the L2 switch 100 for security. As shown in FIG. 6, the first L2 switch 100a is installed on the line connecting the remote monitoring control device 10 and the duplicated network 20, and the second L2 switch is installed on the line connecting the control equipment 30 and the duplicated network 20. When 100b is installed, it is possible to set an encryption section in which both ends are connected to the L2 switch 100.

図４に示すように、暗号文フレームＥｎＦは、ＩＰアドレス後のＩＰデータ（ＩＰ Ｄａｔａ）領域のみが暗号化されているので、二重化ネットワーク２０を構成する既存の一般Ｌ２スイッチ９０は、暗号文フレームＥｎＦを平文フレームＮＦと同じ方式で伝達することができる。例えば、第１Ｌ２スイッチ１００ａ、第２Ｌ２スイッチ１００ｂ及び第３Ｌ２スイッチ１００ｃの間の区間は、暗号化フレームが送受信でき、一般Ｌ２スイッチ９０に直接接続された制御設備３０と第１Ｌ２スイッチ１００ａ又は第２Ｌ２スイッチ１００ｂとの間の区間は、平文フレームＮＦで送受信できる。よって、既存の二重化ネットワーク２０を構成する一般Ｌ２スイッチ９０は、そのまま維持し、二重化ネットワーク２０の各ノードと現場とを接続する箇所にＬ２スイッチ１００を設置すれば十分なので、全体ネットワーク２０の構成を一時に変更しなくてもよく、セキュリティが優先的に必要な区間から適用することができる。 As shown in FIG. 4, since only the IP data (IP Data) area after the IP address is encrypted in the ciphertext frame EnF, the existing general L2 switch 90 constituting the duplicated network 20 uses the ciphertext frame. EnF can be transmitted in the same manner as the plaintext frame NF. For example, in the section between the first L2 switch 100a, the second L2 switch 100b, and the third L2 switch 100c, an encrypted frame can be transmitted and received, and the control equipment 30 directly connected to the general L2 switch 90 and the first L2 switch 100a or the second L2 switch. The section between 100b and 100b can be transmitted and received by the plaintext frame NF. Therefore, it is sufficient to maintain the general L2 switch 90 constituting the existing duplex network 20 as it is and install the L2 switch 100 at a position connecting each node of the duplex network 20 to the site. Therefore, the configuration of the entire network 20 is configured. It is not necessary to change it at one time, and it can be applied from the section where security is preferentially required.

図７は本発明の一実施形態に係る遠隔監視制御装置１０がネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００の状態を監視するために使用されるルックアップテーブルの一部を示す。
図１を再び参照すると、Ｌ２スイッチ１００の状態管理モジュール１５０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００に関する情報を含む状態報告フレームＭＢＦを生成し、遠隔監視制御装置１０へ伝達する。ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００に関する情報は、通信量に関する情報、サイバー攻撃に関する情報、またはネットワークセキュリティＬ２スイッチ１００自体の状態に関する情報のうちの少なくとも一つを含むことができる。遠隔監視制御装置１０は、Ｌ２スイッチ１００から受信する状態報告フレームＭＢＦに含まれている情報に基づいて、Ｌ２スイッチ１００の状態を確認することができ、Ｌ２スイッチ１００に必要な制御命令を伝達することができる。 FIG. 7 shows a part of a look-up table used by the remote monitoring control device 10 according to the embodiment of the present invention to monitor the state of the network security L2 switch 100.
Referring again to FIG. 1, the state management module 150 of the L2 switch 100 generates a state report frame MBF containing information about the network security L2 switch 100 and transmits it to the remote monitoring control device 10. The information regarding the network security L2 switch 100 can include at least one of information regarding the amount of communication, information regarding a cyber attack, or information regarding the state of the network security L2 switch 100 itself. The remote monitoring control device 10 can confirm the status of the L2 switch 100 based on the information contained in the status report frame MBF received from the L2 switch 100, and transmits a control command required for the L2 switch 100. be able to.

図４を参照すると、状態報告フレームＭＢＦは、モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに従う。モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルは、産業用データ送受信のために開発されたもので、従来のＳＮＭＰなどの方式に比べて汎用性が高く、互換性が高いという利点がある。モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルは、産業用に開発されたもので、さまざまな情報を込めることが難しいという問題があるが、本発明の一実施形態に係る状態報告フレームＭＢＦは、ルックアップテーブルを用いてさまざまな類型の情報をモードバスプロトコルに従うフレームに格納して伝達することができる。Ｌ２スイッチ１００の状態管理モジュール１５０は、ＭＯＤＢＵＳプロトコルに基づいて状態報告フレームＭＢＦを生成し、遠隔監視制御装置１０は、ＭＯＤＢＵＳプロトコルに基づいて受信した状態報告フレームＭＢＦを解析してＬ２スイッチ１００の状態に関する情報を認識することができる。 Referring to FIG. 4, the status reporting frame MBF follows the MODBUS protocol. The MODBUS protocol was developed for industrial data transmission / reception, and has the advantages of high versatility and high compatibility as compared with conventional methods such as SNMP. The MODBUS protocol was developed for industrial use and has a problem that it is difficult to store various information. However, the state report frame MBF according to the embodiment of the present invention uses a look-up table. Various types of information can be stored and transmitted in frames that follow the modbus protocol. The state management module 150 of the L2 switch 100 generates a state report frame MBF based on the MODBUS protocol, and the remote monitoring control device 10 analyzes the received state report frame MBF based on the MODBUS protocol to analyze the state of the L2 switch 100. Can recognize information about.

状態報告フレームＭＢＦは、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ＨＤＲ）、ＩＰヘッダ（ＩＰ ＨＤＲ）、ＴＣＰヘッダ（ＴＣＰ ＨＤＲ）の後にモードバス／ＴＣＰデータ（ＭＯＤＢＵＳ／ＴＣＰ Ｄａｔａ）を含むように構成できる。モードバス／ＴＣＰデータ（ＭＯＤＢＵＳ／ＴＣＰ Ｄａｔａ）は、図７のルックアップテーブルに例示的に記載される項目それぞれに対する項目コードと、項目コードに対応するデータ値とを含むことができる。例えば、Ｌ２スイッチ１００が第１ポート１１１のＴＸ通信量を遠隔監視制御装置１０に報告しようとする場合、状態管理モジュール１５０は、第１ポート１１１のＴＸ通信量の項目コードである「３０００３」とＴＸ通信量の「値」をモードバス／ＴＣＰデータ（ＭＯＤＢＵＳ／ＴＣＰ Ｄａｔａ）に含ませて状態管理フレームを生成し、遠隔監視制御装置１０へ送信する。遠隔監視制御装置１０は、同じルックアップテーブルに基づいて状態管理フレームのモードバス／ＴＣＰデータ（ＭＯＤＢＵＳ／ＴＣＰ Ｄａｔａ）を解釈して、第１ポート１１１のＴＸ通信量の値がいくらであるかが分かる。類似の方法として、第１ポート１１１の動作（項目コード１００１６）の状態値（Ｅｎａｂｌｅ：１／Ｄｉｓａｂｌｅ：０）やサイバー攻撃（項目コード３００６９）中のＤｏｓ Ａｔｔａｃｋ探知（６５００６）などをルックアップテーブルと対照して状態報告フレームＭＢＦを生成し、解釈することができる。 The status report frame MBF can be configured to include a mode bus / TCP data (MODBUS / TCP Data) after the MAC header (MAC HDR), IP header (IP HDR), and TCP header (TCP HDR). The mode bus / TCP data (MODBUS / TCP Data) can include an item code for each of the items exemplified in the lookup table of FIG. 7 and a data value corresponding to the item code. For example, when the L2 switch 100 intends to report the TX communication amount of the first port 111 to the remote monitoring control device 10, the state management module 150 is referred to as "30003" which is an item code of the TX communication amount of the first port 111. A state management frame is generated by including the "value" of the TX communication amount in the mode bus / TCP data (MODBUS / TCP Data), and transmitted to the remote monitoring control device 10. The remote monitoring control device 10 interprets the mode bus / TCP data (MODBUS / TCP Data) of the state management frame based on the same lookup table, and determines what the value of the TX communication volume of the first port 111 is. I understand. As a similar method, the state value (Enable: 1 / Diskle: 0) of the operation of the first port 111 (item code 10016) and the Dos Attack detection (65006) during a cyber attack (item code 30006) are used as a lookup table. In contrast, a status reporting frame MBF can be generated and interpreted.

図８は本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００の表示部１６０を示す図である。
図８の（ａ）に示すように、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００は、タッチパネルで実現される表示部１６０を含むことができる。表示部１６０は、タッチパネルに加えて、スピーカなどの装置をさらに含むことができる。タッチパネルは、管理者の入力を受信する入力部１７０として機能することもできる。タッチパネルは、Ｌ２スイッチ１００の外部ケースの前面に備えられ得る。 FIG. 8 is a diagram showing a display unit 160 of the network security L2 switch 100 according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8A, the network security L2 switch 100 can include a display unit 160 realized by a touch panel. The display unit 160 can further include a device such as a speaker in addition to the touch panel. The touch panel can also function as an input unit 170 that receives the input of the administrator. The touch panel may be provided on the front surface of the outer case of the L2 switch 100.

図８の（ｂ）に示すように、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００自体に問題が発生した場合、前記表示部１６０に問題発生通知画面１６０ａが表示できる。Ｌ２スイッチ１００の状態管理モジュール１５０は、タッチパネルを介してＬ２スイッチ１００の異常か否かを管理者に視覚的に表示することができる。例えば、タッチパネルは、Ｌ２スイッチ１００に異常があることを表示するフレーズ（例えば、問題発生など）を表示することができ（図８の（ｂ）参照）、赤と白を交互に表示するなどの視覚的方法を用いて問題発生を表示することができる。Ｌ２スイッチ１００に発生する可能性のある問題は、サイバー攻撃または有害トラフィックの発生や内部構成の機能異常などである。Ｌ２スイッチ１００が設置された現場の管理者は、タッチパネルを確認することだけで、Ｌ２スイッチ１００に問題があることを容易に認識し、問題解決に着手することができる。 As shown in FIG. 8B, when a problem occurs in the network security L2 switch 100 itself, the problem occurrence notification screen 160a can be displayed on the display unit 160. The state management module 150 of the L2 switch 100 can visually display to the administrator whether or not the L2 switch 100 is abnormal via the touch panel. For example, the touch panel can display a phrase (for example, a problem has occurred) indicating that the L2 switch 100 has an abnormality (see (b) in FIG. 8), and alternately displays red and white. The occurrence of a problem can be displayed using a visual method. Problems that may occur in the L2 switch 100 include cyber attacks, the generation of harmful traffic, and malfunction of the internal configuration. The manager at the site where the L2 switch 100 is installed can easily recognize that there is a problem with the L2 switch 100 and start solving the problem simply by checking the touch panel.

図８の（ｃ）に示すように、状態管理モジュール１５０は、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ１００に物理的接続が検知されるか或いは入力部１７０が入力を検知すると、表示部１６０にパスワード入力画面１６０ｂを表示し、入力部１７０に所定のパスワードが入力される前まで物理的接続または入力を遮断することができる。状態管理モジュール１５０は、Ｌ２スイッチ１００のファームウェアアップデートを行わなければならないか、或いはＬ２スイッチ１００のポート１１１に物理的装置が接続される場合、表示部１６０（タッチパネル）にパスワード入力画面１６０ｂを表示し、管理者がパスワードを入力してこそ、接続された装置が動作するように制限することができる。Ｌ２スイッチ１００に部外者がアクセスして電子装置を任意に接続する場合、ハッキングなどの危険が存在する。よって、部外者または管理者であっても、Ｌ２スイッチ１００に装置を接続する場合、パスワード入力ステップを経てこそ装置を使用することができるように制限してセキュリティ性を向上させることができる。パスワード入力画面１６０ｂは、管理者が入力部１７０を介してＬ２スイッチ１００を制御しようとする場合にも表示できる。 As shown in FIG. 8C, when the state management module 150 detects a physical connection to the network security L2 switch 100 or the input unit 170 detects an input, the password input screen 160b is displayed on the display unit 160. Is displayed, and the physical connection or input can be blocked until the predetermined password is input to the input unit 170. The state management module 150 displays the password input screen 160b on the display unit 160 (touch panel) when the firmware of the L2 switch 100 must be updated or when a physical device is connected to the port 111 of the L2 switch 100. Only when the administrator enters the password can the connected device be restricted from operating. When an outsider accesses the L2 switch 100 and arbitrarily connects an electronic device, there is a risk of hacking or the like. Therefore, even if an outsider or an administrator connects the device to the L2 switch 100, the device can be restricted so that it can be used only after the password input step, and the security can be improved. The password input screen 160b can also be displayed when the administrator intends to control the L2 switch 100 via the input unit 170.

図８の（ｄ）に示すように、Ｌ２スイッチ１００の状態管理モジュール１５０は、管理者の入力に基づいて暗号化機能をオン／オフするための緊急切替選択画面１６０ｃを表示し、入力部１７０に緊急切替選択が入力される場合、スイッチファブリックモジュール１１０が暗号化モジュール１３０へフレームを伝達しないように制御する動作を行うことができる。水資源管理または電力網管理などの基幹施設を監視制御するネットワーク２０は、常に監視データ及び制御命令の伝達が保障される必要がある。よって、Ｌ２スイッチ１００に問題が発生するか、或いは他の理由で暗号文フレームＥｎＦを送受信することができない状況が発生することがある。このような場合、管理者は、Ｌ２スイッチ１００の暗号化機能を使用しないように切り替える必要がある。Ｌ２スイッチ１００は、タッチパネルを介して、管理者が暗号化機能をオン（Ｏｎ）またはオフ（Ｏｆｆ）することができる緊急切替選択画面１６０ｃを提供することができる。例えば、管理者がＬ２スイッチ１００の暗号化機能をオフ（Ｏｆｆ）しようとする場合は、管理者がパスワード入力画面１６０ｂを介してパスワードを入力し、緊急切替選択画面１６０ｃで「切替」を選択すると、状態管理モジュール１５０は、スイッチファブリックモジュール１１０で受信ポート１１１（ｒ）の設定に関係なく全てのフレームを暗号化モジュール１３０へ伝達せずに直ちにスイッチングするように制御することができる。 As shown in FIG. 8D, the state management module 150 of the L2 switch 100 displays an emergency switching selection screen 160c for turning on / off the encryption function based on the input of the administrator, and the input unit 170. When the emergency switching selection is input to, the operation of controlling the switch fabric module 110 so as not to transmit the frame to the encryption module 130 can be performed. The network 20 that monitors and controls core facilities such as water resource management or power grid management needs to be guaranteed to always transmit monitoring data and control commands. Therefore, a problem may occur in the L2 switch 100, or a situation may occur in which the ciphertext frame EnF cannot be transmitted / received for other reasons. In such a case, the administrator needs to switch not to use the encryption function of the L2 switch 100. The L2 switch 100 can provide an emergency switching selection screen 160c that allows the administrator to turn the encryption function on (On) or off (Off) via the touch panel. For example, when the administrator intends to turn off the encryption function of the L2 switch 100, the administrator inputs the password via the password input screen 160b and selects "switch" on the emergency switching selection screen 160c. The state management module 150 can control the switch fabric module 110 to switch immediately without transmitting all frames to the encryption module 130 regardless of the setting of the reception port 111 (r).

上述した本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチ１００のポート１１１の設定に基づいて送受信するフレームの暗号化または復号化を行うことができ、暗号化セッションが設定された送信側及び受信側のＬ２スイッチ１００ｒの間で暗号文フレームＥｎＦが伝送されるので、既存の一般Ｌ２スイッチ９０を全て交換しなくても、暗号化機能を行うことができるため、段階的にネットワーク２０のセキュリティ性を向上させることができる。 According to the above-described embodiment of the present invention, it is possible to encrypt or decrypt frames to be transmitted / received based on the setting of port 111 of the L2 switch 100, and the transmitting side and the receiving side in which the encryption session is set. Since the ciphertext frame EnF is transmitted between the L2 switches 100r of the above, the encryption function can be performed without replacing all the existing general L2 switches 90, so that the security of the network 20 can be gradually improved. Can be improved.

また、本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチ１００は、Ｌ２スイッチ１００の状態に関する情報を格納し、広く使用されるモードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルを用いて遠隔監視制御装置１０に報告することができるので、体系的かつ効果的にネットワーク２０を管理することができ、基幹施設の監視制御のためのネットワーク２０に広く適用することができる。 Further, according to one embodiment of the present invention, the L2 switch 100 stores information regarding the state of the L2 switch 100 and reports it to the remote monitoring control device 10 using the widely used mode bus (MODBUS) protocol. Therefore, the network 20 can be systematically and effectively managed, and can be widely applied to the network 20 for monitoring and controlling core facilities.

また、本発明の一実施形態によれば、Ｌ２スイッチ１００の外部に備えられるタッチパネルを介して、現場の管理者が異常か否かを容易に認識することができ、Ｌ２スイッチ１００に問題が発生したときに緊急切替選択画面１６０ｃを介して暗号化機能をオフ（Ｏｆｆ）して非暗号化通信に切り替え、遠隔監視制御装置１０と制御設備３０との間の常時情報送受信を保障することができる。 Further, according to one embodiment of the present invention, the on-site manager can easily recognize whether or not there is an abnormality through the touch panel provided outside the L2 switch 100, and a problem occurs in the L2 switch 100. When this happens, the encryption function can be turned off via the emergency switching selection screen 160c to switch to unencrypted communication, and constant information transmission / reception between the remote monitoring control device 10 and the control equipment 30 can be guaranteed. ..

以上、本発明を具体的な実施形態によって詳細に説明したが、これらの実施形態は、本発明を具体的に説明するためのもので、本発明を限定するものではない。本発明は、本発明の技術的思想内で、当該分野における通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であるのは明らかである。
本発明の単純な変形ないし変更はいずれも、本発明の範囲に属するものであって、本発明の具体的な保護範囲は、添付された特許請求の範囲によって明確になるだろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, these embodiments are for the purpose of specifically explaining the present invention and are not intended to limit the present invention. It is clear that the present invention can be modified or improved within the technical idea of the present invention by a person having ordinary knowledge in the art.
Any simple modification or modification of the present invention belongs to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be clarified by the appended claims.

１００ 本発明の一実施形態に係るネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ
１１０ スイッチファブリックモジュール
１１１ ポート
１２０ スイッチングＤＢ
１３０ 暗号化モジュール
１４０ セッションＤＢ
１５０ 状態管理モジュール
１６０ 表示部
１６０ａ 問題発生通知画面
１６０ｂ パスワード入力画面
１６０ｃ 緊急切替選択画面
１７０ 入力部
１０ 遠隔監視制御装置
１１ ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）
１２ ＳＯＣ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｃｅｎｔｅｒ）
２０ ネットワーク
３０ 制御設備
３１ ＰＬＣ
３２ 端末
ＮＦ 平文フレーム
ＥｎＦ 暗号文フレーム
ＭＢＦ 状態報告フレーム
ＣＦ コントロールフレーム 100 L2 switch 110 for network security according to one embodiment of the present invention Switch fabric module 111 Port 120 Switching DB
130 Encryption module 140 Session DB
150 State management module 160 Display unit 160a Problem occurrence notification screen 160b Password input screen 160c Emergency switching selection screen 170 Input unit 10 Remote monitoring and control device 11 SCADA (Supervisory control and data acquisition)
12 SOC (Security Operations Center)
20 Network 30 Control equipment 31 PLC
32 Terminal NF Plaintext frame EnF Ciphertext frame MBF Status report frame CF Control frame

Claims (9)

遠隔監視制御装置と制御設備とを接続するネットワークを構成するＬ２スイッチであって、
フレームを暗号化または復号化する暗号化モジュールと、
前記フレームが受信された受信ポートの設定に基づいて、前記フレームを暗号化または復号化するか否かを決定して前記暗号化モジュールへ伝達し、前記暗号化モジュールから受信した暗号化又は復号化フレームを、目的地に接続された送信ポートにスイッチングするスイッチファブリックモジュールと、を含む、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 An L2 switch that constitutes a network that connects a remote monitoring control device and control equipment.
An encryption module that encrypts or decrypts frames,
Based on the setting of the receiving port in which the frame is received, it is determined whether or not to encrypt or decrypt the frame and transmitted to the encryption module, and the encryption or decryption received from the encryption module is performed. An L2 switch for network security, including a switch fabric module that switches the frame to a transmit port connected to the destination. 前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報を含む状態報告フレームを生成し、前記遠隔監視制御装置へ伝達する状態管理モジュールをさらに含み、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報は、
通信量に関する情報、サイバー攻撃に関する情報、または前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体の状態に関する情報のうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 It further includes a state management module that generates a state report frame containing information about the network security L2 switch and transmits it to the remote monitoring and control device.
Information about the network security L2 switch is available.
The network security L2 switch according to claim 1, which includes at least one of information regarding the amount of communication, information regarding a cyber attack, or information regarding the state of the network security L2 switch itself. 前記状態管理モジュールは、
モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて前記状態報告フレームを生成するが、ルックアップテーブルを用いて前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報の項目ごとに与えられた項目コードを確認し、前記項目コードと前記項目コードに該当する値とを含むモードバスデータを生成する、請求項２に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 The state management module
The status report frame is generated based on the mode bus (MODBUS) protocol, but the item code and the item code given for each item of information about the network security L2 switch are confirmed by using a lookup table. The L2 switch for network security according to claim 2, which generates mode bus data including a value corresponding to an item code. 前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に備えられ、管理者に情報を提供する表示部と、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に備えられ、管理者の入力を受信する入力部とをさらに含み、
前記状態管理モジュールは、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ自体に問題が発生した場合、前記表示部に問題発生通知画面を表示するか、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに物理的接続が検知される場合または前記入力部が入力を検知する場合、前記表示部にパスワード入力画面を表示し、前記入力部に所定のパスワードが入力される前まで前記物理的接続または前記入力を遮断するか、
或いは、前記管理者の入力に基づいて暗号化機能をオン／オフするための緊急切替選択画面を表示し、前記入力部に緊急切替選択が入力される場合、前記スイッチファブリックモジュールが前記暗号化モジュールへフレームを伝達しないように制御する動作をさらに行う、請求項２に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 A display unit provided in the network security L2 switch itself and providing information to the administrator.
It is provided in the network security L2 switch itself, and further includes an input unit for receiving an administrator's input.
The state management module
If a problem occurs in the network security L2 switch itself, display the problem occurrence notification screen on the display unit or display the problem occurrence notification screen.
When a physical connection is detected in the network security L2 switch or when the input unit detects an input, a password input screen is displayed on the display unit until a predetermined password is input to the input unit. Block the physical connection or the input,
Alternatively, when an emergency switching selection screen for turning on / off the encryption function is displayed based on the input of the administrator and the emergency switching selection is input to the input unit, the switch fabric module is the encryption module. The L2 switch for network security according to claim 2, further performing an operation of controlling not to transmit a frame to. 前記スイッチファブリックモジュールは、
前記フレームが受信されたポートがユーザ−ネットワークインターフェースとして設定された場合には、前記受信したフレームを暗号化するために前記暗号化モジュールへ伝達し、前記フレームが受信されたポートがネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定された場合には、前記受信したフレームを復号化するために前記暗号化モジュールへ伝達し、前記フレームが受信されたポートがユーザ−ネットワークインターフェースまたはネットワーク−ネットワークインターフェースとして設定されていないポートである場合には、前記フレームの目的地に接続された送信ポートに、前記受信されたフレームをスイッチングする、請求項２に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 The switch fabric module
When the port on which the frame is received is set as the user-network interface, it is transmitted to the encryption module to encrypt the received frame, and the port on which the frame is received is the network-network interface. When set as, the received frame is transmitted to the encryption module to be decrypted, and the port on which the frame is received is a port that is not set as a user-network interface or a network-network interface. The network security L2 switch according to claim 2, wherein in some cases, the received frame is switched to a transmission port connected to the destination of the frame. 前記暗号化モジュールは、
前記ユーザ−ネットワークインターフェースとして設定されたポートから受信したフレームの目的地であるＬ２スイッチと自分との関係で暗号化セッションが設定されているか否かを確認し、暗号化セッションが設定されていない場合には、暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを生成して、前記目的地であるＬ２スイッチへ伝送し、前記暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを受信した場合には、返信で前記暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームを生成して、前記暗号化セッションの設定を要求するコントロールフレームを送信したＬ２スイッチへ伝送し、前記暗号化セッションの設定を承諾するコントロールフレームを受信した場合には、暗号化セッションを設定するセッション設定動作をさらに行う、請求項５に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチ。 The encryption module
Check whether an encrypted session is set in relation to yourself and the L2 switch, which is the destination of the frame received from the port set as the user-network interface, and if the encrypted session is not set. Generates a control frame requesting the setting of the encryption session, transmits the control frame to the destination L2 switch, and receives a control frame requesting the setting of the encryption session. When a control frame that accepts the setting of the encryption session is generated, the control frame that requests the setting of the encryption session is transmitted to the L2 switch that transmitted the control frame, and the control frame that accepts the setting of the encryption session is received. The network security L2 switch according to claim 5, further performing a session setting operation for setting an encrypted session. フレームが受信された受信ポートの設定に基づいて前記フレームを暗号化または復号化して、目的地に接続された送信ポートにスイッチングするネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチと、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに接続され、監視データを生成して送信する制御設備と、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに接続され、前記制御設備から受信した監視データに基づいて制御命令を生成して送信する遠隔監視制御装置とを含む、ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いた遠隔監視制御システム。 A network security L2 switch that encrypts or decrypts the frame based on the settings of the receiving port on which the frame was received and switches to the transmitting port connected to the destination.
A control facility that is connected to the network security L2 switch to generate and transmit monitoring data,
A remote monitoring control system using a network security L2 switch, including a remote monitoring control device connected to the network security L2 switch and generating and transmitting a control command based on monitoring data received from the control equipment. 前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチは、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報を含む状態報告フレームをモードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて生成して前記遠隔監視制御装置へ提供し、
前記遠隔監視制御装置は、
前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチが提供する前記状態報告フレームに基づいて、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチの状態を監視し制御する、請求項７に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いた遠隔監視制御システム。 The network security L2 switch is
A status report frame containing information about the network security L2 switch is generated based on the mode bus (MODBUS) protocol and provided to the remote monitoring control device.
The remote monitoring control device is
The remote monitoring control system using the network security L2 switch according to claim 7, wherein the state of the network security L2 switch is monitored and controlled based on the status report frame provided by the network security L2 switch. 前記遠隔監視制御装置は、
前記モードバス（ＭＯＤＢＵＳ）プロトコルに基づいて前記状態報告フレームを解析するが、前記状態報告フレームのモードバスデータに含まれている項目コードとデータ値をルックアップテーブルと対照して、前記ネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチに関する情報の項目とその内容を認識する、請求項８に記載のネットワークセキュリティ用Ｌ２スイッチを用いた遠隔監視制御システム。 The remote monitoring control device is
The status report frame is analyzed based on the mode bus (MODBUS) protocol, and the item code and data value included in the mode bus data of the status report frame are compared with the lookup table for the network security. The remote monitoring and control system using the network security L2 switch according to claim 8, which recognizes the items of information related to the L2 switch and the contents thereof.
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