KR102407341B1 - Method for transmitting and receiving messages of Precision Time Protocol (PTP) and apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치는 PTP 메시지를 생성하는 동기화부와, 상기 PTP 메시지를 암호화하는 제1 암호화부와, 상기 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 상기 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성하는 통신스택부와, 상기 전송 프레임의 전송 직전, 상기 암호화된 PTP 메시지의 일부를 복호화한 후, 복호화된 PTP 메시지의 일부에 최신의 시간 정보를 기록한 후, 복호화된 PTP 메시지의 일부를 다시 암호화하는 제2 암호화부와, 상기 다시 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 전송하는 송수신부를 포함한다. The apparatus for transmitting and receiving a message of the precise time protocol of the present invention includes a synchronization unit generating a PTP message, a first encryption unit encrypting the PTP message, and encoding the encrypted PTP message according to a transmission protocol to encode the encrypted PTP message. A communication stack unit for generating a transmission frame including a PTP message, immediately before transmission of the transmission frame, after decrypting a portion of the encrypted PTP message, recording the latest time information in a portion of the decrypted PTP message, and then decrypting A second encryption unit for re-encrypting a part of the encrypted PTP message, and a transceiver for transmitting a transmission frame including the re-encrypted PTP message.

Description

정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치{Method for transmitting and receiving messages of Precision Time Protocol (PTP) and apparatus therefor} Method for transmitting and receiving messages of precision time protocol and apparatus therefor

본 발명은 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, IEEE-1588 규격에 따른 정밀 시각 프로토콜(Precision Time Protocol: PTP)의 메시지를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a technique for transmitting and receiving a message of a precision time protocol, and more particularly, to a method for transmitting and receiving a message of a precision time protocol (PTP) according to the IEEE-1588 standard, and an apparatus for the same it's about

정밀 시각 프로토콜(Precision Time Protocol, PTP)은 네트워크 간 정확한 동기화를 가능케하는 IEEE 1588 규격에 따른 시간 전송 프로토콜이다. 하드웨어에서 생성하는 타임스탬프를 사용할 때 나노초 단위의 정확도를 보장한다. The Precision Time Protocol (PTP) is a time transfer protocol according to the IEEE 1588 standard that enables accurate synchronization between networks. When using hardware-generated timestamps, we guarantee nanosecond accuracy.

한국공개특허 제2018-0072506호 2018년 06월 29일 공개 (명칭: PTP 슬레이브에서의 클럭 주파수 오차 및 클럭 시간 오차 추정 방법 및 장치)Korean Patent Application Laid-Open No. 2018-0072506 published on June 29, 2018 (Title: Method and apparatus for estimating clock frequency error and clock time error in PTP slave)

본 발명의 목적은 전송 직전 최신의 시간 정보를 PTP 메시지에 삽입함으로써 보다 정밀한 시각 동기화가 가능하게 할 수 있는 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol capable of enabling more precise time synchronization by inserting the latest time information immediately before transmission into a PTP message.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치는 PTP 메시지를 생성하는 동기화부와, 상기 PTP 메시지를 암호화하는 제1 암호화부와, 상기 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 상기 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성하는 통신스택부와, 상기 전송 프레임을 송신하기 전, 상기 암호화된 PTP 메시지의 적어도 일부를 복호화하고, 복호화된 PTP 메시지의 적어도 일부에 최신의 시간 정보를 기록한 후, 복호화된 PTP 메시지의 적어도 일부를 다시 암호화하는 제2 암호화부와, 상기 다시 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 송신하는 송수신부를 포함한다. In order to achieve the above object, an apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to a preferred embodiment of the present invention includes a synchronization unit generating a PTP message, a first encryption unit encrypting the PTP message, and the A communication stack unit that encodes an encrypted PTP message according to a transport protocol to generate a transmission frame including the encrypted PTP message, and decrypts and decrypts at least a portion of the encrypted PTP message before transmitting the transmission frame A second encryption unit for re-encrypting at least a portion of the decrypted PTP message after recording the latest time information in at least a part of the encrypted PTP message, and a transceiver for transmitting a transmission frame including the re-encrypted PTP message. .

상기 제1 암호화부는 PTP 헤더 및 타임스탬프 필드를 포함하는 PTP 메시지에서 상기 타임스탬프 필드를 PTP 메시지의 나머지 부분과 구분하여 암호화하는 것을 특징으로 한다. The first encryption unit separates the timestamp field from the rest of the PTP message and encrypts the PTP message including the PTP header and the timestamp field.

상기 제1 암호화부는 PTP 헤더 및 타임스탬프 필드를 포함하는 PTP 메시지를 복수의 암호화 블록으로 구분하되, 상기 타임스탬프 필드가 메시지의 다른 부분과 구분되어 다른 암호화 블록에 속하도록 상기 PTP 헤더의 앞 및 뒤 중 적어도 하나에 패드를 부가하고, 구분된 복수의 암호화 블록 별로 암호화를 수행하는 것을 특징으로 한다. The first encryption unit divides a PTP message including a PTP header and a timestamp field into a plurality of encryption blocks, but before and after the PTP header so that the timestamp field is separated from other parts of the message and belongs to another encryption block. It is characterized in that by adding a pad to at least one of the encryption blocks and performing encryption for each of a plurality of separated encryption blocks.

상기 제1 암호화부는 구분된 복수의 암호화 블록 중 인접한 암호화 블락 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 상기 PTP 메시지를 구분된 복수의 암호화 블록 별로 암호화를 수행하는 것을 특징으로 한다. The first encryption unit encrypts the PTP message for each of the plurality of divided encryption blocks in an encryption method without dependency between adjacent encryption blocks among a plurality of divided encryption blocks.

상기 제2 암호화부는 상기 타임스탬프 필드가 속한 암호화 블록만 복호화하는 것을 특징으로 한다. The second encryption unit decrypts only the encryption block to which the timestamp field belongs.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법은 동기화부가 PTP 메시지를 생성하는 단계와, 제1 암호화부가 상기 PTP 메시지를 암호화하는 단계와, 통신스택부가 상기 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 상기 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성하는 단계와, 제2 암호화부가 상기 전송 프레임의 전송 직전, 상기 암호화된 PTP 메시지의 일부를 복호화하는 단계와, 상기 제2 암호화부가 복호화된 PTP 메시지의 일부에 현재의 시간 정보를 기록하는 단계와, 상기 제2 암호화부가 복호화된 PTP 메시지의 일부를 다시 암호화하는 단계와, 송수신부가 상기 다시 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 전송하는 단계를 포함한다. A method for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes the steps of: generating a PTP message by a synchronization unit; encrypting the PTP message by a first encryption unit; , generating a transmission frame including the encrypted PTP message by encoding the encrypted PTP message by a communication stack unit according to a transmission protocol, and a second encryption unit immediately before transmission of the transmission frame, a portion of the encrypted PTP message Decrypting , recording current time information in a portion of the decrypted PTP message by the second encryption unit, and re-encrypting a portion of the decrypted PTP message by the second encryption unit, and the transceiver unit performs the re-encryption and transmitting a transport frame including the encrypted PTP message.

본 발명은 PTP 메시지를 송신할 때 PTP 메시지에 전송 시점을 기준으로 최신의 시간 정보를 기록하여 송신함으로써, 보다 정밀한 시각 동기화를 수행할 수 있다. In the present invention, when transmitting a PTP message, by recording and transmitting the latest time information based on the transmission time in the PTP message, more precise time synchronization can be performed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지 및 전송 프레임의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 암호화 및 복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 암호화 및 복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram for explaining the configuration of an apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the configuration of a message and a transmission frame of a precise time protocol according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a method of encrypting and decrypting a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams for explaining a method of encrypting and decrypting a message of a precision time protocol according to an additional embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors should develop their own inventions in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be appropriately defined as a concept of a term for explanation. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지 및 전송 프레임의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 암호화 및 복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 암호화 및 복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. First, an apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a block diagram for explaining the configuration of an apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram for explaining the configuration of a message and a transmission frame of a precise time protocol according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram for explaining a method of encrypting and decrypting a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are diagrams for explaining a method of encrypting and decrypting a message of a precision time protocol according to an additional embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜 메시지를 송수신하기 위한 장치(10, 이하, ‘시각동기장치’로 축약함)는 동기화부(110), 통신스택부(120), 송수신부(130) 및 암호화부(200)를 포함한다. 특히, 암호화부(200)는 제1 암호화부(210) 및 제2 암호화부(220)를 포함한다. 1, an apparatus for transmitting and receiving a precise time protocol message according to an embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as 'time synchronization device') includes a synchronization unit 110, a communication stack unit 120, It includes a transceiver 130 and an encryption unit 200 . In particular, the encryption unit 200 includes a first encryption unit 210 and a second encryption unit 220 .

동기화부(110)는 시각동기장치(10)가 전송하는 정밀 시각 프로토콜(Precision Time Protocol: PTP) 메시지를 생성하거나, 시각동기장치(10)가 수신한 PTP 메시지를 해석한다. The synchronizer 110 generates a Precision Time Protocol (PTP) message transmitted by the time synchronizer 10 or interprets the PTP message received by the time synchronizer 10 .

도 2에 도시된 바와 같이, PTP 메시지는 PTP 헤더 및 PTP 페이로드를 포함한다. 특히, PTP 페이로드는 타임스탬프 필드를 포함한다. 동기화부(110)는 PTP 메시지를 생성하면서 타임스탬프 필드에 시간 정보를 기록한다. 동기화부(110)는 수신된 PTP 메시지의 타임스탬프 필드에서 시간 정보를 추출할 수 있다. As shown in Fig. 2, the PTP message includes a PTP header and a PTP payload. In particular, the PTP payload includes a timestamp field. The synchronization unit 110 records time information in the timestamp field while generating the PTP message. The synchronization unit 110 may extract time information from the timestamp field of the received PTP message.

제1 암호화부(210)는 동기화부(110)가 생성한 PTP 메시지를 암호화하거나, 동기화부(110)가 통신스택부(120)로부터 PTP 메시지를 수신하면, 수신된 PTP 메시지를 복호화하기 위한 것이다. The first encryption unit 210 encrypts the PTP message generated by the synchronization unit 110 or decrypts the received PTP message when the synchronization unit 110 receives the PTP message from the communication stack unit 120 . .

기본적으로, 제1 암호화부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 복수의 암호화 블록(Block)으로 구분하고, 구분된 암호화 블록(Block) 별로 암호화 혹은 복호화할 수 있다. Basically, as shown in FIG. 3 , the first encryption unit 210 may divide the PTP message into a plurality of encryption blocks and encrypt or decrypt the PTP message for each divided encryption block.

추가적인 실시예에 따르면, 제1 암호화부(210)는 타임스탬프 필드가 메시지의 다른 부분과 구분되어 다른 암호화 블록에 속하도록 PTP 헤더의 앞 및 뒤 중 적어도 하나에 패드를 부가한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 패드를 부가함에 따라, 타임스탬프 필드는 다른 부분과 구분된 암호화 블록(Block4, Block5)에 포함된다. 이에 따라, 도 3의 실시예와 같이 PTP 헤더와 암호화 블록(Block3)을 공유하지 않는다. According to an additional embodiment, the first encryption unit 210 adds a pad to at least one of the front and rear of the PTP header so that the timestamp field is separated from other parts of the message and belongs to another encryption block. 4 and 5, as the pad is added, the timestamp field is included in the encryption blocks (Block4, Block5) separated from other parts. Accordingly, the PTP header and the encryption block Block3 are not shared as in the embodiment of FIG. 3 .

특히, 제1 암호화부(210)는 인접한 암호화 블록(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 구분된 복수의 암호화 블록(Block) 단위로 PTP의 메시지를 암호화 혹은 복호화 할 수 있다. 이에 따라, 구분된 암호화 블록(Block) 별로 암호화 혹은 복호화할 수 있다. In particular, the first encryption unit 210 may encrypt or decrypt a PTP message in units of a plurality of encryption blocks divided by an encryption method having no dependency between adjacent encryption blocks. Accordingly, encryption or decryption can be performed for each divided encryption block.

통신스택부(120)는 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성할 수 있다. 그리고 통신스택부(120)는 생성된 전송 프레임을 송수신부(130)로 전달한다. 또한, 통신스택부(120)는 송수신부(130)로부터 수신된 전송 프레임을 디코딩하여 암호화된 PTP 메시지를 추출할 수 있다. 그런 다음, 추출된 PTP 메시지를 동기화부(110)에 전달한다. The communication stack unit 120 may generate a transmission frame including the encrypted PTP message by encoding the encrypted PTP message according to a transmission protocol. In addition, the communication stack unit 120 transmits the generated transmission frame to the transceiver 130 . In addition, the communication stack unit 120 may extract the encrypted PTP message by decoding the transmission frame received from the transceiver 130 . Then, the extracted PTP message is transmitted to the synchronization unit 110 .

예를 들면, 통신스택부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 인코딩하여 UDP 프레임을 생성하고, UDP 프레임을 인코딩하여 IP 프레임을 생성하고, IP 프레임을 인코딩하여 이더넷 프레임을 생성할 수 있다. 또한, 통신스택부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 송수신부(130)로부터 이더넷 프레임인 전송 프레임이 수신되면, 이더넷 프레임을 디코딩하여 IP 프레임을 추출하고, IP 프레임을 디코딩하여 UDP 프레임을 추출하고, UDP 프레임을 디코딩하여 PTP 메시지를 추출할 수 있다. 다만, 이러한 전송 프레임을 인코딩하거나 디코딩하는 것은 통신에 사용되는 프로토콜에 따라 변경될 수 있다. For example, as shown in FIG. 2 , the communication stack unit 120 encodes a PTP message to generate a UDP frame, encodes a UDP frame to generate an IP frame, and encodes an IP frame to generate an Ethernet frame. can do. In addition, as shown in FIG. 2 , when a transmission frame that is an Ethernet frame is received from the transceiver 130 , the communication stack unit 120 decodes the Ethernet frame to extract an IP frame, and decodes the IP frame to decode the UDP frame. , and decode the UDP frame to extract the PTP message. However, encoding or decoding of such a transmission frame may be changed according to a protocol used for communication.

제2 암호화부(220)는 송수신부(130)가 통신스택부(120)로부터 전송 프레임을 전달받으면, 전송 프레임의 PTP 메시지의 일부를 복호화하고, 복호화된 PTP 메시지의 일부에 현재의 시간 정보를 기록한 후, 복호화된 PTP 메시지의 일부를 다시 암호화한다. 이때, PTP 메시지에 기록되는 시간 정보는 동기화부(110)가 PTP 메시지를 생성할 때 기록되는 시간 정보에 비해 PTP 메시지의 전송 시간에 가까운 시간이기 때문에 보다 더 정밀한 시간 동기화를 수행할 수 있다. When the transceiver unit 130 receives the transmission frame from the communication stack unit 120, the second encryption unit 220 decrypts a portion of the PTP message of the transmission frame, and adds current time information to the portion of the decrypted PTP message. After writing, part of the decrypted PTP message is re-encrypted. In this case, since the time information recorded in the PTP message is closer to the transmission time of the PTP message than the time information recorded when the synchronization unit 110 generates the PTP message, more precise time synchronization can be performed.

여기서, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, PTP 메시지의 일부는 타임스탬프 필드를 포함하는 암호화 블록(Block)이다. 일례로, 도 3의 실시예의 경우, PTP 메시지의 일부는 3개의 암호화 블록(Blcok3, Blcok4, Blcok5)이 될 수 있다. 다른 예로, 도 4 및 도 5의 실시예에의 경우, 2개의 암호화 블록(Blcok4, Blcok5)이 될 수 있다. Here, referring to FIGS. 3, 4 and 5 , a part of the PTP message is an encryption block including a timestamp field. For example, in the case of the embodiment of FIG. 3 , a portion of the PTP message may be three encryption blocks (Blcok3, Blcok4, and Blcok5). As another example, in the embodiment of FIGS. 4 and 5 , there may be two encryption blocks Blcok4 and Blcok5.

전술한 바와 같이, 제1 암호화부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 복수의 암호화 블록(Block)으로 구분하고, 구분된 암호화 블록(Block) 별로 암호화하고, 인접한 암호화 블록(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 구분된 암호화 블록(Block) 별로 PTP의 메시지를 암호화한다. 따라서 제2 암호화부(220)는 구분된 암호화 블록(Block)에서 복호화 대상인 타임스탬프 필드를 포함하는 암호화 블록(Block)의 앞 혹은 뒤의 암호화 블록(Block)에 대한 복호화 여부와 상관없이 복호화 대상인 암호화 블록(Block)만 개별적으로 복호화하고 다시 암호화를 수행할 수 있다. 특히, 도 4 및 도 5에 도시된 추가적인 실시예와 같이, 패드를 부가함에 따라, 타임스탬프 필드를 포함하면서 다른 부분과 구분된 암호화 블록(Block4, Block5)의 수가 도 3의 실시예에 대비 감소된다. 이에 따라, 복호화 및 재 암호화를 수행하는 프로세스의 시간 및 부하를 줄일 수 있다. As described above, as shown in FIG. 3 , the first encryption unit 210 divides the PTP message into a plurality of encryption blocks, encrypts each divided encryption block, and adjacent encryption blocks ( The PTP message is encrypted for each encryption block divided by an encryption method that does not have dependencies between blocks. Therefore, the second encryption unit 220 performs the encryption that is the decryption target regardless of whether the encryption block before or after the encryption block including the timestamp field to be decrypted in the divided encryption block (Block) is decrypted. Only blocks can be individually decrypted and re-encrypted. In particular, as in the additional embodiments shown in FIGS. 4 and 5 , as the pad is added, the number of encryption blocks (Block4, Block5) separated from other parts while including the timestamp field is reduced compared to the embodiment of FIG. 3 do. Accordingly, it is possible to reduce the time and load of a process for performing decryption and re-encryption.

송수신부(130)는 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 송수신하기 위한 것이다. 즉, 송수신부(130)는 제2 암호화부가(220)가 타임스탬프 필드를 복호화하고, 시각 정보를 기록한 후, 타임스탬프 필드를 다시 암호화하면, PTP 메시지가 포함된 전송 프레임을 다른 시각동기장치(10)로 송신할 수 있다. 또한, 또한, 송수신부(130)는 다른 시각동기장치(10)로부터 PTP 메시지가 포함된 전송 프레임을 수신할 수 있다. 그러면, 송수신부(130)는 PTP 메시지가 포함된 전송 프레임을 통신스택부(120)에 전달한다. The transceiver 130 is for transmitting and receiving a transmission frame including a PTP message. That is, when the second encryption unit 220 decrypts the timestamp field, records the time information, and then re-encrypts the timestamp field, the transceiver 130 transmits the transmission frame including the PTP message to another time synchronization device ( 10) can be sent. Also, the transceiver 130 may receive a transmission frame including a PTP message from another time synchronization device 10 . Then, the transceiver 130 transmits the transmission frame including the PTP message to the communication stack unit 120 .

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. Next, a method for transmitting and receiving a message of a precise time protocol according to an embodiment of the present invention will be described. 6 is a flowchart illustrating a method for transmitting and receiving a message of a precision time protocol according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 동기화부(110)는 S110 단계에서 정밀 시각 프로토콜(Precision Time Protocol: PTP) 메시지를 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, PTP 메시지는 PTP 헤더 및 PTP 페이로드를 포함한다. 특히, PTP 페이로드는 타임스탬프 필드를 포함한다. S110 단계에서 동기화부(110)는 PTP 메시지의 타임스탬프 필드에 PTP 메시지를 생성할 때의 시간 정보(Old)를 기록하거나, 혹은 시간 정보를 기록하지 않을 수 있다(Empty). Referring to FIG. 6 , the synchronization unit 110 generates a Precision Time Protocol (PTP) message in step S110. As shown in Fig. 2, the PTP message includes a PTP header and a PTP payload. In particular, the PTP payload includes a timestamp field. In step S110, the synchronization unit 110 may record time information (Old) when generating the PTP message in the timestamp field of the PTP message, or may not record time information (Empty).

다음으로, 제1 암호화부(210)는 S120 단계에서 앞서 동기화부(110)가 생성한 PTP 메시지를 암호화한다. Next, the first encryption unit 210 encrypts the PTP message previously generated by the synchronization unit 110 in step S120 .

S120 단계의 일 실시예에 따르면, 제1 암호화부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 복수의 암호화 블록(Block)으로 구분하고, 구분된 암호화 블록(Block) 별로 암호화 할 수 있다. 특히, 제1 암호화부(210)는 인접한 암호화 블록(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 구분된 복수의 암호화 블록(Block) 단위로 PTP의 메시지를 암호화 할 수 있다. 인접한 암호화 블록(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식은 AES_CTR을 예시할 수 있다. 구분된 복수의 암호화 블록(Block) 단위로 PTP의 메시지를 암호화함에 따라, 타임스탬프 필드가 전체 암호화 블록 중 일부의 암호화 블록(Block)에 속하게 된다. 이에 따라, 타임스탬프 필드 속하는 암호화 블록(Block)과 나머지 암호화 블록(Block)을 통해 타임스탬프 필드를 PTP 메시지의 나머지 부분과 구분할 수 있다. According to an embodiment of step S120, the first encryption unit 210 divides the PTP message into a plurality of encryption blocks, as shown in FIG. 3, and encrypts each of the divided encryption blocks. have. In particular, the first encryption unit 210 may encrypt the PTP message in units of a plurality of encryption blocks divided by an encryption method having no dependency between adjacent encryption blocks. An encryption scheme having no dependency between adjacent encryption blocks may exemplify AES_CTR. As the PTP message is encrypted in units of a plurality of separated encryption blocks, the timestamp field belongs to some encryption blocks among all encryption blocks. Accordingly, the timestamp field can be distinguished from the rest of the PTP message through the encryption block belonging to the timestamp field and the remaining encryption blocks.

S120 단계의 추가적인 실시예에 따르면, 제1 암호화부(210)는 PTP 메시지를 복수의 암호화 블록(Block)으로 구분할 때, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, PTP 헤더의 앞 및 뒤 중 적어도 하나에 패드를 부가하여 타임스탬프 필드가 PTP 메시지의 다른 부분과 구분되어 다른 암호화 블록(Block)에 속하도록 한다. 다른 말로, 제1 암호화부(210)는 패드를 PTP 헤더의 앞 혹은 뒤에 부착하여 PTP 헤더와 타임스탬프 필드의 경계를 암호화 블록(Block) 간의 경계에 일치 시킨다. 이에 따라, 타임스탬프 필드는 다른 부분과 구분된 암호화 블록(Block4, Block5)에 포함된다. 따라서 도 4 및 도 5의 실시예의 경우, 도 3의 실시예와 같이 타임스탬프 필드는 PTP 헤더의 일부와 암호화 블록(Block3)을 공유하지 않는다. According to an additional embodiment of step S120, when the first encryption unit 210 divides the PTP message into a plurality of encryption blocks, as shown in FIGS. 4 and 5, at least one of the front and rear of the PTP header. By adding a pad to one, the timestamp field is separated from other parts of the PTP message and belongs to a different encryption block. In other words, the first encryption unit 210 attaches the pad to the front or rear of the PTP header to match the boundary between the PTP header and the timestamp field with the boundary between the encryption blocks. Accordingly, the timestamp field is included in the encryption blocks (Block4, Block5) separated from other parts. Therefore, in the case of the embodiment of Figs. 4 and 5, the timestamp field does not share a part of the PTP header and the encryption block (Block3) as in the embodiment of Fig. 3 .

전술한 바와 같이, PTP 메시지에 대한 암호화가 이루어지면, 통신스택부(120)는 S130 단계에서 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성할 수 있다. 예컨대, 통신스택부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 인코딩하여 UDP 프레임을 생성할 수 있다. 그런 다음, 통신스택부(120)는 UDP 프레임을 인코딩하여 IP 프레임을 생성할 수 있다. 이어서, 통신스택부(120)는 IP 프레임을 인코딩하여 이더넷 프레임을 생성할 수 있다. As described above, when the PTP message is encrypted, the communication stack unit 120 may encode the encrypted PTP message according to a transmission protocol in step S130 to generate a transmission frame including the encrypted PTP message. For example, the communication stack unit 120 may generate a UDP frame by encoding the PTP message as shown in FIG. 2 . Then, the communication stack unit 120 may generate an IP frame by encoding the UDP frame. Subsequently, the communication stack unit 120 may generate an Ethernet frame by encoding the IP frame.

다음으로, 제2 암호화부(220)는 S140 단계에서 전송 프레임의 PTP 메시지의 적어도 일부를 복호화한다. 이어서, 제2 암호화부(220)는 S150 단계에서 복호화된 PTP 메시지의 일부에 최신의 시간 정보를 기록한다. 그런 다음, 제2 암호화부(220)는 S160 단계에서 복호화되고 최신의 시간 정보가 기록된 PTP 메시지의 일부를 다시 암호화한다. Next, the second encryption unit 220 decrypts at least a portion of the PTP message of the transmission frame in step S140. Next, the second encryption unit 220 records the latest time information in a part of the PTP message decrypted in step S150. Then, the second encryption unit 220 re-encrypts a part of the PTP message decrypted in step S160 and recorded with the latest time information.

여기서, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, S140, S150 및 S160 단계의 PTP 메시지의 일부는 앞서 S120 단계에서 구분된 타임스탬프 필드가 포함된 암호화 블록을 의미한다. Here, referring to FIGS. 3, 4 and 5 , a part of the PTP message in steps S140, S150, and S160 means an encryption block including the timestamp field divided in step S120 above.

일례로, 도 3의 실시예의 경우, PTP 메시지의 일부는 3개의 암호화 블록(Blcok3, Blcok4, Blcok5)이 될 수 있다. 다른 예로, 도 4 및 도 5의 실시예에의 경우, 2개의 암호화 블록(Blcok4, Blcok5)이 될 수 있다. For example, in the case of the embodiment of FIG. 3 , a portion of the PTP message may be three encryption blocks (Blcok3, Blcok4, and Blcok5). As another example, in the embodiment of FIGS. 4 and 5 , there may be two encryption blocks Blcok4 and Blcok5.

전술한 바와 같이, 제1 암호화부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, PTP 메시지를 복수의 암호화 블록(Block)으로 구분하고, 구분된 암호화 블록(Block) 별로 암호화하고, 인접한 암호화 블록(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 구분된 암호화 블록(Block) 별로 PTP의 메시지를 암호화한다. 따라서 제2 암호화부(220)는 구분된 암호화 블록(Block)에서 복호화 대상인 타임스탬프 필드를 포함하는 암호화 블록(Block)의 앞 혹은 뒤의 암호화 블록(Block)에 대한 복호화 여부와 상관없이 복호화 대상인 암호화 블록(Block)만 개별적으로 복호화하고 다시 암호화를 수행할 수 있다. As described above, as shown in FIG. 3 , the first encryption unit 210 divides the PTP message into a plurality of encryption blocks, encrypts each divided encryption block, and adjacent encryption blocks ( The PTP message is encrypted for each encryption block divided by an encryption method that does not have dependencies between blocks. Therefore, the second encryption unit 220 performs the encryption that is the decryption target regardless of whether the encryption block before or after the encryption block including the timestamp field to be decrypted in the divided encryption block (Block) is decrypted. Only blocks can be individually decrypted and re-encrypted.

특히, 도 4 및 도 5에 도시된 추가적인 실시예와 같이, 패드를 부가함에 따라, 타임스탬프 필드를 포함하면서 다른 부분과 구분된 암호화 블록(Block4, Block5)의 수가 도 3의 실시예에 대비 감소된다. 이에 따라, 복호화 및 재 암호화를 수행하는 프로세스의 시간 및 부하를 줄일 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 앞서 S120 단계에서 제1 암호화부(210)는 패드를 PTP 헤더의 앞 혹은 뒤에 삽입하여 암호화 블록(Block)의 경계(B)와 서로 인접한 PTP 헤더 및 타임스탬프 필드의 경계를 정렬함으로써, 서로 인접한 PTP 헤더 및 타임스탬프 필드가 서로 다른 암호화 블록(Block)에 속하도록 한다. 그런 다음, 제1 암호화부(210)는 예컨대, AES CTR와 같이 인접한 암호화 블락(Block) 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 구분된 복수의 암호화 블록(Block) 단위로 암호화를 수행한다. 따라서 제2 암호화부(220)는 S140 단계에서 타임스탬프 필드가 포함된 암호화 블록만을 복호화 할 수 있으며, 가장 적은 수의 암호화 블록만을 복호화 할 수 있다. In particular, as in the additional embodiments shown in FIGS. 4 and 5 , as the pad is added, the number of encryption blocks (Block4, Block5) separated from other parts while including the timestamp field is reduced compared to the embodiment of FIG. 3 do. Accordingly, it is possible to reduce the time and load of a process for performing decryption and re-encryption. More specifically, in step S120, the first encryption unit 210 inserts a pad in front or behind the PTP header so that the boundary (B) of the encryption block and the adjacent PTP header and timestamp field are displayed. By aligning the boundaries, adjacent PTP headers and timestamp fields belong to different encryption blocks. Then, the first encryption unit 210 performs encryption in units of a plurality of encryption blocks divided by an encryption method having no dependency between adjacent encryption blocks, such as, for example, AES CTR. Accordingly, the second encryption unit 220 may decrypt only the encryption block including the timestamp field in step S140, and may decrypt only the smallest number of encryption blocks.

또한, S150 단계에서 PTP 메시지의 타임스탬프 필드에 기록 시점을 기준으로 최신의 시간 정보가 기록된다. 이와 같이, S150 단계에서 기록되는 최신의 시간 정보는 동기화부(110)가 PTP 메시지를 생성할 때 기록되는 시간 정보에 비해 PTP 메시지의 전송 시간에 가까운 시간이기 때문에 보다 더 정밀한 시간 동기화를 수행할 수 있다. In addition, in step S150, the latest time information based on the recording time is recorded in the timestamp field of the PTP message. As such, since the latest time information recorded in step S150 is closer to the transmission time of the PTP message than the time information recorded when the synchronization unit 110 generates the PTP message, more precise time synchronization can be performed. have.

전술한 바와 같이, 제2 암호화부가(220)가 타임스탬프 필드를 포함하는 PTP 메시지의 일부를 복호화하고, 최신의 시각 정보를 기록한 후, 다시 암호화하면, 송수신부(130)는 S170 단계에서 PTP 메시지가 포함된 전송 프레임을 다른 장치(10)로 송신한다. As described above, if the second encryption unit 220 decrypts a part of the PTP message including the timestamp field, records the latest time information, and then re-encrypts it, the transceiver 130 transmits the PTP message in step S170 . Transmits the transmission frame including the to the other device (10).

한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Meanwhile, the method according to the embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of a program readable by various computer means and recorded in a computer readable recording medium. Here, the recording medium may include a program command, a data file, a data structure, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium includes magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks ( magneto-optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions may include high-level languages that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language such as generated by a compiler. Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. Although the present invention has been described above using several preferred embodiments, these examples are illustrative and not restrictive. As such, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various changes and modifications can be made in accordance with the doctrine of equivalents without departing from the spirit of the present invention and the scope of rights set forth in the appended claims.

10: 시각동기장치
110: 동기화부
120: 통신스택부
130: 송수신부
200: 암호화부
210: 제1 암호화부
220: 제2 암호화부 10: visual synchronization device
110: synchronization unit
120: communication stack unit
130: transceiver
200: encryption unit
210: first encryption unit
220: second encryption unit

Claims (6)

정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치에 있어서,
PTP 메시지를 생성하는 동기화부;
상기 PTP 메시지를 암호화하는 제1 암호화부;
상기 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 상기 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성하는 통신스택부;
상기 전송 프레임을 송신하기 전, 상기 암호화된 PTP 메시지의 적어도 일부를 복호화하고,
복호화된 PTP 메시지의 적어도 일부에 최신의 시간 정보를 기록한 후,
복호화된 PTP 메시지의 적어도 일부를 다시 암호화하는 제2 암호화부; 및
상기 다시 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 송신하는 송수신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치. An apparatus for transmitting and receiving a message of a precision time protocol, comprising:
a synchronization unit generating a PTP message;
a first encryption unit for encrypting the PTP message;
a communication stack unit encoding the encrypted PTP message according to a transmission protocol to generate a transmission frame including the encrypted PTP message;
Decrypting at least a portion of the encrypted PTP message before transmitting the transmission frame;
After recording the latest time information in at least part of the decrypted PTP message,
a second encryption unit for re-encrypting at least a portion of the decrypted PTP message; and
a transceiver for transmitting a transmission frame including the re-encrypted PTP message;
characterized in that it comprises
A device for sending and receiving messages in the precision visual protocol. 제1항에 있어서,
상기 제1 암호화부는
PTP 헤더 및 타임스탬프 필드를 포함하는 PTP 메시지에서 상기 타임스탬프 필드를 PTP 메시지의 나머지 부분과 구분하여 암호화하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치. According to claim 1,
The first encryption unit
In a PTP message including a PTP header and a timestamp field, the timestamp field is separated from the rest of the PTP message and encrypted
A device for sending and receiving messages in the precision visual protocol. 제2항에 있어서,
상기 제1 암호화부는
PTP 헤더 및 타임스탬프 필드를 포함하는 PTP 메시지를 복수의 암호화 블록으로 구분하되,
상기 타임스탬프 필드가 메시지의 다른 부분과 구분되어 다른 암호화 블록에 속하도록 상기 PTP 헤더의 앞 및 뒤 중 적어도 하나에 패드를 부가하고,
구분된 복수의 암호화 블록 별로 암호화를 수행하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치. 3. The method of claim 2,
The first encryption unit
Separating a PTP message including a PTP header and a timestamp field into a plurality of encryption blocks,
adding a pad to at least one of the front and back of the PTP header so that the timestamp field belongs to a different encryption block by being distinguished from other parts of the message;
characterized in that encryption is performed for each of a plurality of separated encryption blocks
A device for sending and receiving messages in the precision visual protocol. 제3항에 있어서,
상기 제1 암호화부는
구분된 복수의 암호화 블록 중 인접한 암호화 블락 간의 의존성(Dependency)이 없는 암호화 방식으로 상기 PTP 메시지를 구분된 복수의 암호화 블록 별로 암호화를 수행하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치. 4. The method of claim 3,
The first encryption unit
Encrypting the PTP message for each of the plurality of divided encryption blocks in an encryption method without dependency between adjacent encryption blocks among a plurality of divided encryption blocks.
A device for sending and receiving messages in the precision visual protocol. 제3항에 있어서,
상기 제2 암호화부는
상기 타임스탬프 필드가 속한 암호화 블록만 복호화하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 장치. 4. The method of claim 3,
The second encryption unit
Decrypting only the encryption block to which the timestamp field belongs
A device for sending and receiving messages in the precision visual protocol. 정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법에 있어서,
동기화부가 PTP 메시지를 생성하는 단계;
제1 암호화부가 상기 PTP 메시지를 암호화하는 단계;
통신스택부가 상기 암호화된 PTP 메시지를 전송 프로토콜에 따라 인코딩하여 상기 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 생성하는 단계;
제2 암호화부가 상기 전송 프레임의 전송 직전, 상기 암호화된 PTP 메시지의 일부를 복호화하는 단계;
상기 제2 암호화부가 복호화된 PTP 메시지의 일부에 최신의 시간 정보를 기록하는 단계;
상기 제2 암호화부가 복호화된 PTP 메시지의 일부를 다시 암호화하는 단계; 및
송수신부가 상기 다시 암호화된 PTP 메시지를 포함하는 전송 프레임을 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는
정밀 시각 프로토콜의 메시지를 송수신하기 위한 방법. A method for transmitting and receiving a message of a precision time protocol, the method comprising:
generating a PTP message by a synchronization unit;
encrypting the PTP message by a first encryption unit;
generating, by a communication stack unit, a transmission frame including the encrypted PTP message by encoding the encrypted PTP message according to a transmission protocol;
Decrypting, by a second encryption unit, a portion of the encrypted PTP message immediately before transmission of the transmission frame;
recording, by the second encryption unit, the latest time information in a part of the decrypted PTP message;
re-encrypting a portion of the decrypted PTP message by the second encryption unit; and
transmitting, by a transceiver, a transmission frame including the re-encrypted PTP message;
characterized in that it comprises
A method for sending and receiving messages in the precision visual protocol.
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