基于CC的工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)方法研究.pdf

1、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是工業(yè)控制和監(jiān)控系統(tǒng)的核心與基礎，可為工業(yè)控制系統(tǒng)所必需的現(xiàn)場數(shù)據(jù)源提供訪問功能，廣泛運用于電力、軍事、通信等重要的工業(yè)領域。信息技術在工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛運用，使生產(chǎn)方式得以革新，效率大大提高，但其信息安全問題一直是關注和研究的熱點，也是影響其應用的瓶頸之一。因此，在信息安全技術基礎之上，結(jié)合工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點，研究一種系統(tǒng)化的方法以開發(fā)出具有較高安全等級的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而滿足日益突出的信息安全問題，具有重要的

2、理論意義和廣闊的應用前景。 本文基于計算機安全評估標準－通用準則 (Common Criteria．CC)，以一個安全工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)實踐為基礎，對工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)方法進行了較為深入的研究，主要的研究內(nèi)容如下： 1.基于CC安全保障要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全工程方法： 研究如何通過CC安全保障要求，構(gòu)建完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)全生命周期的安全工程開發(fā)方法。提出一種基于保障范圍的CC安全保障要求的

3、層次體系結(jié)構(gòu)，使得CC安全保障要求與軟件工程活動的關系更易于理解；提出并建立了CC安全保障類與CMM(Capability Maturity Model，能力成熟度模型)的集成模型-CC-CMM，給出了CC安全保障在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件工程中的確立和執(zhí)行方法，從而確保CC安全保障類可以基于通用的軟件工程方法在工程活動中得以推行；建立了基于CC安全保障類的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全工程方法。 2.基于CC安全功能要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求工程方

4、法： 研究如何通過CC安全功能要求，構(gòu)建完備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求工程方法。提出了一種基于CC安全功能要求的數(shù)掘采集系統(tǒng)安全需求工程方法，將其劃分為前期需求、安全策略以及后期需求等三個開發(fā)階段。在前期需求設計中，提出一種基于擴展的i<'*>框架的安全需求早期建模方法，有效地捕捉了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)威脅、系統(tǒng)脆弱性與安全目標之間的依賴關系。在安全策略設計中，引入可信網(wǎng)絡連接的概念，創(chuàng)建了一種基于可信度與角色的訪問控制模型-TRBAC(T

5、rust and Role Based Access Control)，可以彌補現(xiàn)有安全策略的不足，較好地解決目前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)普遍面臨的安全威脅。在后期需求設計中，提出了一種基于需求特征的CC安全功能類分類方法；對UML進行擴展，創(chuàng)建了一種可以較好的表達CC安全功能要求的需求建模語言－CC-UML，無縫的將CC安全功能要求系統(tǒng)的需求設計相集成，并最終完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全需求模型的建立。 3.安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通用軟件體系結(jié)構(gòu)及核心

6、技術： 研究安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通用軟件體系結(jié)構(gòu)及關鍵技術。提出了一種多層開放式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，較好的支持數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)訪問控制模型的實現(xiàn)，有效的構(gòu)建了層次化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全防御體系。對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全協(xié)議進行了詳細的研究，引入Petri網(wǎng)對安全協(xié)議進行形式描述，以精確的確定安全協(xié)議的狀態(tài)變遷；提出一種基于BNF范式的安全策略定義方法，可以對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的安全策略進行精確的描述，并基于該語法對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)安全策略進行了形式定義

7、。提出一種集成了訪問控制接口的數(shù)據(jù)采集服務器快速開發(fā)方法，在現(xiàn)有方法的基礎上，使數(shù)據(jù)采集服務器具有更高的安全特性，更好地滿足數(shù)據(jù)采集領域同益增長的安全需求。 4.安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原型系統(tǒng)的開發(fā)： 結(jié)合本文提出的理論和方法，開發(fā)了安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原型系統(tǒng)，可較好的滿足工業(yè)應用環(huán)境中日益增長的信息安全要求。 本文的研究成果揭示了基于CC的信息安全理論技術在工業(yè)生產(chǎn)領域中的運用，為工業(yè)領域安全數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)新的開發(fā)模式建