WO2020210968A1 - 一种物联网连网安全控管机制操控系统 - Google Patents

Abstract

一种物联网连网安全控管机制操控系统，包括设备端、操控端和操控安全分析软件，设备端和操控端之间通过多态变形进行双向信号传输，操控端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输。物联网连网安全控管机制操控系统，对于物联网装置设备端与操控端的联机行为，利用设备端各种感测组件的讯号信息组合和操控端的操控讯号进行实时的安全分析以确保设备端与操控端的完整真实和可用性，对于传输过程中，基于安全需求，可将设备端各种感测组件实时传送的感测讯号和操控端传送的操控指令变形，将传输的各种讯号依据设备的运算性能强度进行演算形成多态变形。

Description

一种物联网连网安全控管机制操控系统 技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体为一种物联网连网安全控管机制操控系统。

背景技术

物联网连网装置设备会持续的与其近程与远程的操控端时时进行连线，传递设备所在处所收集各种感测纪录装置的状态，比如声音影像、温湿度和物体距离，周遭各种环境参数或是由特定感知器所收集的资料，并接收执行由近程与远程操控端所发出的操控指令，由于物联网连网装置的设备所担负的工作越来越重要，所以衍生出近程或远程操控网路安全上的隐忧，包括传输未加密、操作介面不安全和身份认证机制不严谨等等，然而物联网连网装置的近程或远程操控安全问题又更为严重。

对此中国专利CN 104954325 A提出的一种基于物联网的安全办公系统及方法能有效预防来自物联网的攻击，现有的物联网设备的相关安全规范不论是从认证、连线、管理和防御都是原是源自于现有网路应用而来，并非针对近程和远程操控的特性而设计，但是近程或远程操控是即时性的，所以任何的安全问题或操控错误都需要至少数秒以上的时间才能弭补复位，这个时间差在较为高速的近程或远程操控上是极为容易产生不可弥补的误差，故而提出一种物联网连网安全控管机制操控系统来解决上述问题。

技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种物联网连网安全控管机制操控系统，具备近程和远程操控安全等优点，解决了现有的物联网设备的相关安全规范不论是从认证、连线、管理和防御都是原是源自于现有网路应用而来，并非针对近程和远程操控的特性而设计，但是近程或远程操控是即时性的，所以任何的安全问题或操控错误都需要至少数秒以上的时间才能弭补复位，这个时间差在较为高速的近程或远程操控上是极为容易产生不可弥补的问题。

技术解决方案

为实现上述近程和远程操控安全目的，本发明提供如下技术方案：一种物联网连网安全控管机制操控系统，包括设备端、操控端和操控安全分析软件，所述设备端和操控端之间通过多态变形进行双向信号传输，所述设备端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输，所述操控端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输。

优选的，所述设备端包括设备端感测组件、设备端安全分析接口和设备端操控组件，所述设备端感测组件通过设备端安全分析接口实时传送感测讯号，设备端安全分析接口传输操控指令操控设备端操控组件。

优选的，所述操控端包括操控端操控组件和操控端安全分析接口，操控端操控组件通过操控端安全分析接口安全传送接收感测讯号和操控指令。

优选的，所述操控安全分析软件包括第三系统或云端系统，第三系统或云端系统通过实时操控安全分析软件进行操控安全分析，通过分析近程和远程所发出操控指令变量与感测组件装置状态变量的关连性与一致性。

优选的，所述操控安全分析软件和设备端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制。

优选的，所述操控安全分析软件和操控端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种物联网连网安全控管机制操控系统，具备以下有益效果：

1、该物联网连网安全控管机制操控系统，对于物联网装置设备端与操控端的联机行为，利用设备端各种感测组件的讯号信息组合和操控端的操控讯号进行时时的安全分析，交叉分析比对设备端感测组件讯号变量、影像位移变量与操控端的操控讯号变量的关联性和一致性，以确保设备端与操控端的完整真实和可用性。

2、该物联网连网安全控管机制操控系统，对于传输过程中，基于安全需求，可将设备端各种感测组件时时传送的感测讯号和操控端传送的操控指令变形，将传输的各种讯号依据设备的运算性能强度进行演算形成多态变形(同时也可以根据设备的运算能力迭加现有加密和密钥等机制)，并依安全需求定时定次更新，以保障数据传输过程的保密安全与不易窜改，藉由时时的传输信息多态变形、提升设备端与操控端的入侵复杂度，以防任一端遭受攻击，绑架或置换，并可拖延因设备端或操控端系统漏洞所造成的网络攻击行为的成功率。

附图说明

图1为本发明操控端操控安全分析系统图；

图2为本发明设备端、操控端和操控安全分析软件传输系统图；

图3为本发明设备端操控安全分析系统图。

本发明的实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种物联网连网安全控管机制操控系统，包括设备端、操控端和操控安全分析软件，设备端和操控端之间通过多态变形进行双向信号传输，设备端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输，操控端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输，设备端包括设备端感测组件、设备端安全分析接口和设备端操控组件，设备端感测组件通过设备端安全分析接口实时传送感测讯号，设备端安全分析接口传输操控指令操控设备端操控组件，操控端包括操控端操控组件和操控端安全分析接口，操控端操控组件通过操控端安全分析接口安全传送接收感测讯号和操控指令，操控安全分析软件包括第三系统或云端系统，第三系统或云端系统通过实时操控安全分析软件进行操控安全分析，通过分析近程和远程所发出操控指令变量与感测组件装置状态变量的关连性与一致性，操控安全分析软件和设备端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制，操控安全分析软件和操控端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制。

设备端或操控端发起联机，依据其当时所需传送的讯号指令集成经加权计算由安全分析接口形成第一组带有过期条件的多态变形令牌，另一端安全分析接口接收确认多态变形令牌并加权计算回复下一个多态变形令牌产生的条件(产生端、时间和次数的加权组合)，双方确认后基于多态变形令牌开始传送变形过的讯号指令并于下一个多态变形令牌产生条件满足时再次启动安全机制，设备端所发出的各种感测纪录装置状态与操控端所发出的近程和远程操控指令在传送时均加入时间注记排序，时间注记排序由安全分析接口进行多态变形，设备端或操控端均可依需求时时进行实时操控安全分析控管以分析近程和远程操控指令所发出操控指令变量与感测纪录装置状态变量的关连性与一致性，若是近程和远程操控指令的变量是向左前进，重力加速感应G-Sensor、GPS设备和室内定位等感测装置就会产生相应的左前变量，影像传感器和摄像头的影像帧也就会产生相应的影像帧右移与放大变量，安全分析接口同时可以将设备端所发出的各种感测纪录装置状态与操控端所发出的近程和远程操控指令同时传送到第三系统进行实时操控安全分析控管或是传送到云端系统进行实时操控安控纪录与分析审计管理，当实时操控安全分析软件发现近程和远程所发出操控指令变量与感测纪录装置状态变量的关连性与一致性有误差时，可以同时对于设备端、操控端或是第三方管理端提出告警，亦可同步配合设备端各种感测装置如影像感测、距离感应、重力加速感应G-Sensor和GPS等对于设备进行发出警报、减速、缓移和停煞等操作以避免操控失控或是危害周遭人身安危。

本发明要点：

加入时间注记排序的感测纪录装置状态与操控指令是一道针对近程和远程操控设计的安全机制，同时也把各种感测纪录装置状态和操控指令数据加以正规化以利综合分析。时间注记排序本身由特定的算法和装置状态动态形成而成具备不易受攻击的性质，再加上多态变形令牌后便能产生不需大量运算的安全保护能力但是需要大量的反向运算才能破解，这对于运算能力比较有限的物联网设备来说是可以在有效的成本空间里起到较好的安全防护作用而不需额外花费安全机制建置成本，时时进行实时操控安全分析近程和远程操控指令所发出操控指令变量与感测纪录装置状态变量的关连性与一致性是另一个针对操控指令特性设计的安全机制，这个安全机制把实体所见和所感应到的变化与操控指令的变量进行演算比对，大幅的提高操控指令的可靠性与减少危险的发生，另外实体影像与实体感测的时时变化组合非常不易造假，与操控指令的变量若产生差异时能在第一时间处理排除安危问题，无论近端或远程。大部分的物联网装置因为运算能力有限而无法使用源自于PC发展的密钥与加密机制，其机制的繁复也令物联网装置开发人员无法将其纳入内存也极为有限的物联网装置中，多态变形令牌是一个极为轻量和不须太多运算能力的机制可以有效满足物联网装置的安全需求，带有过期条件的多态变形令牌(产生端、时间和次数的加权组合)不但更加强了安全，也提升设备端与操控端的入侵复杂度，并可拖延因设备端或操控端系统漏洞所造成网络攻击行为的成功率，多态变形令牌与目前密钥加密机制最不一样的定义在于多态是代表结合不同信息来源随时更改以产生难以进行逆向工程的安全机制，变形则是不改变所有数据的本质定义而是改变其代表数值意义，第三系统可以是位于设备端的不受影响独立子系统(比如在手机系统中指纹辨识和行动支付的独立子系统或是飞机飞行记录仪黑盒子的定义)，或是任何位于设备近端或远程的独立系统和云端系统，第三系统透过操控安全分析软件与安全分析接口实时集成了设备端与操控端的所有影像、感测和操控信息，独立的进行实时的动态安全分析，并可以时时响应近程和远程操控安全问题避免设备失控或发生周遭人身安危问题，完整记录设备端与操控端的所有信息与过程，对于系统安全与人身安危问题可以发挥无论事前防范预警，事发紧急处理与事后修补改进的审计管理能力。

实施例一：

无人机安全操控

设备端包括无人机(具备摄像头、重力加速感应G-Sensor和GPS等感测设备)，安全分析接口软件集成在无人机韧体。

操控端包括平板或遥控器，操控安全分析软件与安全分析接口集成在平板或遥控器APP。

操控步骤如下：

步骤1）无人机透过安全分析接口将多态变形的影像与感测信息传送给平板/遥控器；

步骤2）平板或遥控器的安全分析接口将影像与感测信息透过平板APP实时显示给用户也同时保留给操控安全分析软件使用；

3）用户再将操控指令信息同时透过安全分析接口将多态变形的信息传送给无人机与操控安全分析软件使用；

4）平板或遥控器中的操控安全分析软件实时分析演算比对操控指令变量与感测纪录装置状态变量(摄像头影像帧的变量、重力加速感应G-Sensor的变量和GPS讯号位置的差异等等)的关连性与一致性；

5）若是关连性与一致性有误差或是误差达到预设的警戒值，立刻发出告警，同时通知无人机进行预设的安全处理机制例如选择发出警示灯号、减速、停悬或返航等操作动作。

实施例二

车辆驾驶安控或远程驾驶安全辅助

设备端包括车辆(具备摄像头、车用雷达、距离传感器、重力加速感应G-Sensor、GPS设备和bluetooth等感测装置)，安全分析接口集成在车辆行控软件，操控安全分析软件集成在车辆独立系统车控软件。

操控端包括手机，软件APP集成安全分析接口。

操控步骤如下：

步骤1）车辆将感测信息传送给车辆中的行控软件与车辆中集成操控安全分析软件的独立系统车控软件，或是透过安全分析接口将多态变形的感测信息传送给远程手机软件APP；

步骤2）车辆中的行控软件同时将近程操控讯号执行并传送给车辆独立系统车控软件，或是手机软件APP将多态变形的远程操控指令信息传送给车辆的行控软件安全分析接口执行与车辆独立系统车控软件；

步骤3）车辆独立系统车控软件的操控安全分析软件实时分析演算比对操控指令变量与感测纪录装置状态变量(摄像头影像帧的变量、车用雷达的变量、重力加速感应G-Sensor的变量和GPS讯号位置的差异)的关连性与一致性；

步骤4）若是关连性与一致性有误差或是误差达到预设的警戒值，立刻发出车辆告警给驾驶人同时配合各种感应装置(摄像头、车用雷达、距离感应、GPS讯号和时速表等)选择发出车辆警示灯号、开启车辆喇叭、减速和靠停等操作动作或是通知手机进行安全控管。

实施例三

工业机器人安全操控管理

设备端包括工业机器人作业环境(具备影像传感器、摄像头、重力加速感应G-Sensor和室内定位等感测装置)和安全分析接口。

操控端包括工控软件和云端控制中心安全系统（集成操控安全分析软件）。

操控步骤如下：

步骤1）工业机器人作业环境将各种感测信息与操控指令传送给工控软件和透过安全分析接口将多态变形的感测信息与操控指令传送给云端控制中心安全系统；

步骤2）云端控制中心安全系统实时分析演算比对操控指令变量与感测纪录装置状态变量(影像传感器与摄像头影像帧的变量、重力加速感应G-Sensor、室内定位的变量或速度分析)的关连性与一致性和网络安全的分析情形；

步骤3）若是综合分析有异状或是误差达到预设的警戒值，立刻发出告警给工控软件与现场相关作业人员同时配合工控软件选择发出警示、修正和停止等操作动作；

步骤4）云端控制中心安全系统记录这个安全操控管理事件并审计整个过程中所有相关信息，找出问题所在，提出改善调整预防方案以维护安全。

综上所述，该物联网连网安全控管机制操控系统，对于物联网装置设备端与操控端的联机行为，利用设备端各种感测组件的讯号信息组合和操控端的操控讯号进行时时的安全分析，交叉分析比对设备端感测组件讯号变量、影像位移变量与操控端的操控讯号变量的关联性和一致性，以确保设备端与操控端的完整真实和可用性，对于传输过程中，基于安全需求，可将设备端各种感测组件时时传送的感测讯号和操控端传送的操控指令变形，将传输的各种讯号依据设备的运算性能强度进行演算形成多态变形(同时也可以根据设备的运算能力迭加现有加密和密钥等机制)，并依安全需求定时定次更新，以保障数据传输过程的保密安全与不易窜改，藉由时时的传输信息多态变形、提升设备端与操控端的入侵复杂度，以防任一端遭受攻击，绑架或置换，并可拖延因设备端或操控端系统漏洞所造成的网络攻击行为的成功率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1. 一种物联网连网安全控管机制操控系统，包括设备端、操控端和操控安全分析软件，其特征在于：所述设备端和操控端之间通过多态变形进行双向信号传输，所述设备端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输，所述操控端通过操控安全分析软件进行多态变形完成信号传输。
2. 根据权利要求1所述的一种物联网连网安全控管机制操控系统，其特征在于：所述设备端包括设备端感测组件、设备端安全分析接口和设备端操控组件，所述设备端感测组件通过设备端安全分析接口实时传送感测讯号，设备端安全分析接口传输操控指令操控设备端操控组件。
3. 根据权利要求1所述的一种物联网连网安全控管机制操控系统，其特征在于：所述操控端包括操控端操控组件和操控端安全分析接口，操控端操控组件通过操控端安全分析接口安全传送接收感测讯号和操控指令。
4. 根据权利要求1所述的一种物联网连网安全控管机制操控系统，其特征在于：所述操控安全分析软件包括第三系统或云端系统，第三系统或云端系统通过实时操控安全分析软件进行操控安全分析，通过分析近程和远程所发出操控指令变量与感测组件装置状态变量的关连性与一致性。
5. 根据权利要求1或2所述的一种物联网连网安全控管机制操控系统，其特征在于：所述操控安全分析软件和设备端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制。
6. 根据权利要求1或3所述的一种物联网连网安全控管机制操控系统，其特征在于：所述操控安全分析软件和操控端安全分析接口完成安全传送接收感测讯号和操控指令，可依安全需求将讯号指令进行多态变形，以及迭加现有加密和密钥等机制。