NL1010981C2 - Systeem en werkwijze voor het overdragen van ijkwaardige gegevens, meetsysteem voor een dergelijk systeem en toepassing van het systeem. - Google Patents

Description

Systeem en werkwijze voor het overdragen van ijkwaardige gegevens, meetsysteem voor een dergelijk systeem en toepassing van het systeem

De uitvinding heeft betrekking op een systeem en werkwijze voor het overdragen van ijkwaardige gegevens, welk systeem omvat een meetsysteem en een op afstand daarvan gelegen verwerkingsstation, welk meetsysteem is voorzien van 5 ten minste een sensor, die meetgegevens kan leveren en een koppeleenheid, die de meetgegevens aan het verwerkingsstation kan overdragen, op een meetsysteem voor toepassing in een dergelijk systeem, alsmede op een toepassing van een dergelijk systeem voor het overdragen van gegevens over de 10 inhoud van een opslagtank.

Bij de bekende systemen van deze soort, zoals die bijvoorbeeld worden toegepast voor het leveren of overdragen van gegevens over de inhoud van een opslagtank, moet voor het waarborgen van ijkwaardige gegevens een zogenaamd geslo-15 ten systeem worden toegepast om te kunnen voldoen aan de eisen die door het ijkwezen aan ijkwaardige systemen worden gesteld. Een gesloten systeem houdt in dat bijvoorbeeld gebruikte verbindingen en het verwerkingsstation niet voor andere taken mogen worden gebruikt. Een ijkwaardig systeem is 20 een systeem, waarmee een 'beslissende weergave van gegevens mogelijk is. Het ijkwezen éist bij beslissende weergave, dat het systeem terugwerkingsvrij is, dat wil zeggen frauderen is niet eenvoudig mogelijk en er kunnen niet per ongeluk fouten worden gemaakt. Het voordeel van een ijkwaardig sys-25 teem is dat het systeem _dan toegelaten is voor het handelsverkeer, omdat de meetresultaten geschikt zijn voor gebruik in het handelsverkeer (custody transfer). Voor alle delen van een ijkwaardige systeem geldt dat het ontwerp goedgekeurd moet zijn door het lokale ijkwezen, de geproduceerde 30 delen door het ijkwezen in de fabriek worden geverifieerd, 1 o i o: 1 2 verificatie plaatsvindt op juistheid en reproduceerbaarheid na installatie in het veld, eventueel verzegeling en tenslotte periodieke verificatie. Om aan alle eisen voor ijk-waardigheid te kunnen voldoen, moest een gesloten systeem 5 worden toegepast, hetgeen een groot nadeel is van de bekende systemen. Op het verwerkingsstation, dat bijvoorbeeld is uitgevoerd als een PC, kunnen bijvoorbeeld geen andere toepassingsprogramma's worden gedraaid. Bovendien kan het systeem niet in een open netwerk worden opgenomen en kunnen de 10 gegevens niet in een open database worden vastgelegd.

De uitvinding beoogt in de eerste plaats een systeem van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, dat als open systeem is uitgevoerd en waarbij niettemin ijkwaar-dige gegevens kunnen worden overgedragen, waarbij evenwel de 15 gegevens voor iedere gebruiker van het systeem zonder enige bewerking toegankelijk blijven.

Hiertoe heeft het systeem volgens de uitvinding het kenmerk, dat tenminste de sensor en de koppeleenheid een gesloten systeem vormen, en dat de koppeleenheid is ingericht 20 voor het versleutelen van alle of een deel van de meetgegevens met behulp van een algoritme tot een waarmerk, waarbij de koppeleenheid de meetgegevens en het waarmerk aan het verwerkingsstation kan overdragen, en waarbij het verwerkingsstation is ingericht voor het op echtheid controleren 25 van de meetgegevens met behulp van het waarmerk.

Op deze wijze wordt een systeem verkregen, waarbij door het aan de meetgegevens toevoegen van het uit deze meetgegevens afgeleide waarmerk het verwerkingsstation de echtheid van de meetgegevens aan de hand van het waarmerk 30 kan controleren. Hierdoor is het niet mogelijk de meetgegevens te manipuleren. Bovendien zullen veranderingen in de meetgegevens ten gevolge van ongewilde fouten, veroorzaakt door de gebruikers of door programmafouten, niet leiden tot het gebruik van verkeerde meetgegevens, aangezien het sys-35 teem de verminkte meetgegevens als niet echt zal verwerpen. Het systeem is uitgevoerd als open systeem, waarbij de gegevens zelf voor elke gebruiker onversleuteld beschikbaar blijven. De gebruiker kan de gegevens raadplegen, zoals bij Η 1 ' !» \ < j i 1 3 een open database. Het verwerkingsstation kan met een algemeen gebruikelijk besturingsprogramma, zoals bijvoorbeeld Windows 98, werken, waarbij een uitwisseling van gegevens met andere applicatieprogramma's mogelijk is. Voorts kunnen 5 de gegevens via een open netwerk, zoals het telefoonnet of internet, worden overgedragen. Het verwerkingsstation kan zich op grote afstand van het meetsysteem bevinden, bijvoorbeeld in een kantoor op hetzelfde terrein waar het meetsysteem zich bevindt en/of in het hoofdkantoor van het desbe-10 treffende bedrijf.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm versleutelt de koppeleenheid de meetgegevens met een public key algoritme.

De uitvinding beoogt tevens een werkwijze voor het leveren van ijkwaardige gegevens te verschaffen, waarbij 15 meetgegevens worden overgedragen aan een verwerkingsstation, welke werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk heeft, dat de meetgegevens worden versleuteld met behulp van een algoritme, bij voorkeur een public key algoritme, tot een waarmerk en de meetgegevens tezamen met het waarmerk aan het 20 verwerkingsstation worden overgedragen en de meetgegevens met behulp van het waarmerk op echtheid worden gecontroleerd.

De uitvinding beoogt voorts een meetsysteem voor toepassing in het beschreven systeem te verschaffen, voor-25 zien van ten minste een sensor die meetgegevens kan leveren, en een koppeleenheid voor het overdragen van de meetgegevens van de sensor, welk meetsysteem volgens de uitvinding het kenmerk heeft, dat de koppeleenheid is ingericht voor het versleutelen van de meetgegevens met behulp van een algorit-30 me tot een waarmerk, waarbij de koppeleenheid de meetgegevens en het waarmerk aan het verwerkingsstation kan overdragen.

Tenslotte betreft de uitvinding een toepassing van het beschreven systeem voor het overdragen van gegevens over 35 de inhoud van een opslagtank, d.w.z. zogenaamde inventory control data.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin twee uitvoeringsvoorbeelden van

1 G 1 CO 3 'I

4 het systeem volgens de uitvinding sterk schematisch zijn weergegeven.

Fig. 1 toont schematisch een uitvoeringrvoorbeeld van het systeem volgens de uitvinding met een aantal opslag-5 tanks, waarbij elke tank een aantal sensoren bevat.

Fig. 2 toont een eenvoudig uitvoeringsvoorbeeld met een opslagtank met een sensor en koppeleenheid.

In de fig. 1 is een systeem voor het overdragen van ijkwaardige gegevens weergegeven, in een toepassing bij een 10 aantal opslagtanks la,...,In, waarbij aan elke opslagtank la,...,In een meetsysteem 2a,...,2n is toegevoegd. Elk meetsysteem kan één of meer sensoren 3al,...,3am,3bl,...,3nm omvatten voor het meten van gegevens van het in de betreffende opslagtank 1 opgeslagen produkt, zoals het niveau van het 15 produkt in de opslagtank en de temperatuur van het produkt. Voor een nadere toelichting over het meten van gegevens van een produkt in een opslagtank wordt verwezen naar de brochure "The Art of Tank Gauging" van Enraf B.V.

Deze meetgegevens worden bij het beschreven systeem 20 via een koppeleenheid 4a,...,4n op een open veldbus 5 gezet. De sensoren 3al,...,3am en de bijbehorende koppeleenheid 4 vormen een gesloten systeem, dat wil zeggen dat de door de sensor 3 al,...,3am aan de koppeleenheid 4 geleverde meet-signalen voor onbevoegden niet toegankelijk zijn. Ter illu-25 stratie is in het uitvoeringsvoorbeeld van fig. 2, waarbij een opslagtank met een sensor 3 en een koppeleenheid 4 aanwezig is, dat het meetsysteem bijvoorbeeld een huis 4' omvat, waarin de koppeleenheid 4 is gemonteerd, welk huis na controle door het ijkwezen is verzegeld, zoals door een dub-30 bele lijn is aangeduid.

Bij het beschreven systeem voegt de koppeleenheid 4 aan de meetgegevens een waarmerk toe door de meetgegevens bij voorkeur tezamen met het tijdstip en de identificatiegegevens van de betreffende sensor 3 te versleutelen met be-35 hulp van een op zichzelf bekend algoritme. Als algoritme kan bijvoorbeeld een zogenaamd public key algoritme worden toegepast, zoals het RSA algoritme. Als gunstig alternatief is het mogelijk de meetgegevens, het tijdstip en de identifica- 1 0 1 GG : i 5 tiegegevens aan een hash-functie te onderwerpen en de hash-waarde met het public key algoritme te versleutelen, waarbij de gegevens, de hash-waarde en de versleutelde hash-waarde op de open veldbus 5 worden gezet, indien een gebruiker de 5 meetgegevens opvraagt. De koppeleenheid 4 gebruikt voor het versleutelen van de gegevens een geheime sleutel. De geheime sleutel wordt door de leverancier ingevoerd en is als gevolg van de verzegeling niet toegankelijk voor de gebruiker. De bijbehorende publieke sleutel kan aan elke gebruiker van 10 de meetgegevens worden verstrekt om het waarmerk te ontsleu-telen. Voor een nadere toelichting ten aanzien van het gebruik van public key algoritmen en hash-functies wordt verwezen naar het boek "Cryptography, Theory and Practice" van Douglas R. Stinson, CRC Press, Inc, 1995, het boek "Applied 15 Cryptography" van Bruce Schneier, John Wiley & Sons, Inc. en het tijdschrift "Technieuws"jaargang 36, nr. 3.

Op de veldbus 5 kunnen één of meer verwerkingssta-tions 6a,...,6p zijn aangesloten die zich op grote afstand van de opslagtanks kunnen bevinden, bijvoorbeeld in een kan-20 toor op hetzelfde terrein waar de opslagtanks zich bevinden en/of in het hoofdkantoor van het desbetreffende bedrijf.

Een verwerkingsstation 6 kan de echtheid van de meetgegevens controleren door met behulp van de bij het gebruikte algoritme behorende publieke sleutel het waarmerk te 25 ontsleutelen en te vergelijken met de meetgegevens. Bij toepassing van een hash-functie zal het verwerkingsstation de hash-waarde van de meetgegevens bepalen en vergelijken met de ontsleutelde hash-waarde. Indien de uitkomst van de controle aangeeft dat de meetgegevens echt zijn, kunnen de 30 meetgegevens worden gebruikt; zijn de meetgegevens niet echt dan worden zij verworpen.

De softwaremodule die de controle van de echtheid van de ontvangen meetgegevens uitvoert, is beveiligd tegen ongewilde fouten of manipulatie, doordat de softwaremodule 35 zichzelf op fouten controleert met behulp van een "cyclic redundancy check" (CRC) methode op de software-code van de betreffende softwaremodule. Er zijn verschillende algoritmen bekend voor het uitvoeren van een CRC bekend, zodat deze me- i w· * ~ : >'} i 6 thode hier niet nader behoeft te worden beschreven. Een dergelijke CRC-methode wordt gewoonlijk toegepast voor het opsporen van fouten bij de overdracht van gegevens. Bij het beschreven systeem wordt de CRC-methode gebruikt om te con-5 troleren of in de softwaremodule die ijkwaardige gegevens bewerkt, geen veranderingen zijn opgetreden. Wanneer de softwaremodule is goedgekeurd door het ijkwezen, wordt aan de module een controlegetal (checksum) toegevoegd die door een CRC-bewerking van de softwarecode is verkregen. Telkens 10 wanneer de softwaremodule wordt opgestart, controleert de module of in de softwarecode geen wijzigingen zijn aangebracht door deze CRC-bewerking uit te voeren en het resultaat te vergelijken met het vastgelegde controlegetal. Een softwaremodule, die aldus tegen manipuleren of ongewilde 15 fouten is beveiligd, kan als gesloten softwaremodule worden aangeduid. Opgemerkt wordt dat bij het beschreven systeem elke taak van een verwerkingsstation die een ijkwaardig gegeven of een in een ijkwaardig gegeven te gebruiken tussenresultaat oplevert, als gesloten softwaremodule is uitge-20 voerd. Voorts wordt opgemerkt dat als alternatief voor een CRC-methode een ander controle-algoritme kan worden toege-pats dat met behulp van een controlegetal de software op wijzigingen controleert.

Als bij het beschreven systeem een gesloten softwa-25 remodule bij de CRC-controle een fout vaststelt, signaleert het systeem de fout aan de gebruiker. De gegevensdie vervolgens door de softwaremodule worden geproduceerd, worden niet als ijkwaardig geaccepteerd.

Uit het voorgaande zal duidelijk zijn, dat de uit-30 vinding een systeem verschaft, waarbij de meetgegevens in een open systeem kunnen worden geleverd aan een verwerkingsstation, waarbij, ondanks het gebruik van een open veldbus, manipuleren van de meetgegevens onmogelijk is. Hierdoor is een ijkwaardig maar niettemin open systeem verkregen met het 35 belangrijke voordeel dat het verwerkingsstation ook voor andere doeleinden kan worden gebruikt. Bovendien kan de software van het systeem op een open platform, draaien, zodat eenvoudig uitwisselen van gegevens met andere applicatiepro- 1 G 1 CG 3 i 7 gramma's mogelijk is. De gegevens kunnen samen met het waarmerk via een open netwerk, zoals het internet, worden verstuurd en blijven op betrouwbaarheid controleerbaar door de gebruiker. Voorts zullen de meetgegevens niet worden ge-5 bruikt, indien door ongewilde fouten van een gebruiker of door programmafouten de meetgegevens worden verminkt. Een belangrijk voordeel van het beschreven systeem is dat de gegevens zelf voor elke gebruiker direct toegankelijk blijven. Bij het beschreven systeem kunnen ijkwaardige en niet-10 ijkwaardige gegevens door elkaar worden gebruikt en zijn ten alle tijde gewoon leesbaar. Zonodig kunnen de ijkwaardige gegevens op echtheid worden gecontroleerd. Doordat door het algoritme alleen een waarmerk wordt toegevoegd aan de ijkwaardige gegevens, kan het overige gegevensverkeer binnen 15 het systeem op normale wijze plaatsvinden.

De softwaremodules die bewerkingen uitvoeren op ijkwaardige gegevens, zijn:tegen fouten of manipuleren beveiligd door het toevoegen van de beschreven CRC-methode.

Het is ook mogelijk de gegevens na controle van het 20 waarmerk te bewerken in het verwerkingsstation. Indien de gegevens bijvoorbeeld het niveau in een opslagtank betreffen, kan het verwerkingsstation het volume berekenen en dit berekende volume aan de gegevens toevoegen met een nieuw waarmerk. Het nieuwe waarmerk wordt gevormd uit het nieuwe 25 gegeven en eventueel een deel of alle oorspronkelijke gegevens. De gegevens en het nieuwe waarmerk kunnen eventueel weer aan een volgend verwerkingsstation worden geleverd, waar met behulp van het nieuwe waarmerk opnieuw een echt-heidscontrole kan worden uitgevoerd.

30 Het is ook mogelijk het oorspronkelijke waarmerk met de gegevens mee te leveren, zodat een volgend verwerkingsstation altijd ook de oorspronkelijke gegevens op echtheid kan controleren.

De berekeningen in het verwerkingsstation worden in 35 een gesloten softwaremodulé uitgevoerd, d.w.z. een software-module die op de hiervoorbeschreven wijze door toevoegen van een CRC-controle op de softwarecode tegen fouten of manipuleren is beveiligd, waardoor het niet mogelijk is vreem- ,, p ~ ·· ' - I · - ......

8 de gegevens in te voeren die niet overeenkomen met resp. afkomstig zijn van het oorspronkelijke meetsysteem.

Voorts wordt opgemerkt dat in de gegevens van het meetsysteem ook informatie over de configuratie van het 5 meetsysteem kan zijn opgenomen. Tot de configuratiegegevens behoren onder andere gegevens over het type sensor, de locatie van de sensor in de tank, communicatie-instellingen enz. Deze configuratiegegevens worden bij voorkeur meegezonden in de vorm van een uit de configuratiegegevens gevormd contro-10 legetal. Dit controlegetal wordt vooraf vastgelegd in het verwerkingsstation en wordt bij ontvangst van nieuwe meetgegevens gecontroleerd. Bij een wijziging van de configuratie zal het verwerkingsstation dit signaleren en de meetgegevens niet accepteren voor verdere verwerking.

15 Bij voorkeur wordt aan de gegevens van het meetsys teem ook een tijdstip toegevoegd, zodat de ouderdom van de gegevens in het hele systeem bekend is.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van een toepassing bij opslagtanks, is de 20 uitvinding ook geschikt voor andere toepassingen, zoals bijvoorbeeld het op afstand diagnostiseren van een apparaat door de leverancier. De uitvinding is dan ook niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvorm. Binnen het kader der conclusies zijn vele varianten mogelijk.

- . ï s t 'fc

Claims (13)

1. Systeem voor het overdragen van ijkwaardige gegevens, omvattende een meetsysteem en een op afstand daarvan gelegen verwerkingsstation, welk meetsysteem is voorzien van ten minste een sensor, die meetgegevens kan leveren en een 5 koppeleenheid, die de meetgegevens aan het verwerkingsstation kan overdragen, met het kenmerk, dat tenminste de sensor en de koppeleenheid een gesloten systeem vormen, en dat de koppeleenheid is ingericht voor het versleutelen van alle of een deel van de meetgegevens met behulp van een algoritme 10 tot een waarmerk, waarbij de koppeleenheid de meetgegevens en het waarmerk aan het verwerkingsstation kan leveren, en waarbij het verwerkingsstation een softwaremodule omvat voor het op echtheid controleren van de meetgegevens met behulp van het waarmerk.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de softwa remodule een controle-algoritme omvat, dat de softwaremodule controleert op fouten, bij voorkeur door middel van een CRC-methode.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, waarbij de 20 koppeleenheid de meetgegevens versleutelt met een public key algoritme.

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de koppeleenheid is ingericht om een set gegevens te versleutelen tot het waarmerk, welke set gegevens bij voorkeur omvat- 25 ten meetgegevens van de sensor, een meettijdstip, een identificatie en een configuratiebeschrijving.

5. Systeem volgens "conclusie 4, waarbij het verwerkingsstation een in het verwerkingsstation vastgelegde identificatie en/of conïïgüratiebeschrijving vergelijkt met 30 de ontvangen gegevens en bij een verschil de meetgegevens niet accepteert.

6. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het verwerkingsstation een softwaremodule omvat voor het berekenen van een gegeven uit de ontvangen meetgegevens 101 u.^3 1 en het toevoegen van een tweede waarmerk aan de combinatie van de meetgegevens en het berekende gegeven, welk tweede waarmerk door het verwerkingsstation wordt verkregen door versleutelen van de genoemde combinatie of een deel daarvan, 5 welke softwaremodule een controle-algoritme omvat, dat de softwaremodule controleert op fouten, bij voorkeur door middel van een CRC-methode.

7. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij elke softwaremodule die een bewerking op ijkwaardige 10 gegevens uitvoert en ijkwaardige gegevens levert, een controle-algoritme omvat, dat de softwaremodule controleert op fouten, bij voorkeur door middel van een CRC-methode.

8. Werkwijze voor het overdragen van ijkwaardige gegevens, waarbij meetgegevens worden overgedragen aan een 15 verwerkingsstation, met het kenmerk, dat alle of een deel van de meetgegevens worden versleuteld met behulp van een algoritme, bij voorkeur een public key algoritme, tot een waarmerk en de meetgegevens tezamen met het waarmerk aan het verwerkingsstation worden overgedragen en het versleutelde 20 deel van de meetgegevens in het verwerkingsstation met behulp van het waarmerk op echtheid worden gecontroleerd.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij in het verwerkingsstation in een softwaremodule uit de meetgegevens een gegeven wordt berekend, waarbij de combinatie van alle 25 of een deel van de meetgegevens en berekend gegeven wordt versleuteld tot een tweede waarmerk dat aan de combinatie wordt toegevoegd.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de combinatie van alle gegevens met het tweede en/of het eerste 30 waarmerk aan een volgend station wordt geleverd, waar de gegevens met behulp van het tweede en/of het eerste waarmerk op echtheid worden gecontroleerd.

11. Werkwijze volgens conclusie 8, 9 of 10, waarbij elke softwaremodule die een bewerking op ijkwaardige gege- 35 vens uitvoert en ijkwaardige gegevens levert, een controle-algoritme omvat, dat de softwaremodule controleert op fouten, bij voorkeur door middel van een CRC-methode.

12. Meetsysteem voor toepassing in een systeem vol- 101 01-1 ! gens één der conclusies 1-7, voorzien van ten minste een sensor en een koppeleenheid voor het leveren van de meetgegevens van de sensor, met het kenmerk, dat de sensor en de koppeleenheid een gesloten systeem vormen, en dat de koppe-5 leenheid is ingericht voor het versleutelen van de meetgegevens met behulp van een algoritme tot een waarmerk, waarbij de koppeleenheid de meetgegevens en het waarmerk aan het verwerkingsstation kan overdragen.

13. Toepassing van een systeem volgens één der con-10 clusie 1-7 voor het overdragen van gegevens over de inhoud van een opslagtank. ιοί o: 31