本文選題：DCS　切入點(diǎn)：隔離裝置　出處：《華北電力大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著分散控制系統(tǒng)(DCS)的廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需送入外部信息管理系統(tǒng)(SIS)進(jìn)行處理,且外部信息管理系統(tǒng)(SIS)同時(shí)與DCS和Internet連接,增加了來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)惡性程序和病毒攻擊系統(tǒng)的可能性,提升了機(jī)組故障的風(fēng)險(xiǎn),因此,數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸就十分關(guān)鍵,設(shè)計(jì)安全隔離裝置就顯得至關(guān)重要。本文首先介紹了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外安全隔離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并分析了原有的網(wǎng)橋協(xié)議、防火墻技術(shù)、單向物理隔離裝置等隔離技術(shù)的利弊,提出了基于FPGA數(shù)據(jù)通信的安全隔離裝置的設(shè)計(jì)。然后從最高層出發(fā)設(shè)計(jì)各模塊,如發(fā)送、接收、校驗(yàn)等模塊,以Quartus II為軟件平臺(tái),使用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)各模塊進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從高層向低層傳輸?shù)姆庋b過(guò)程和從底層向高層傳輸?shù)牟鸢^(guò)程,連接各模塊,搭建DCS的PC機(jī)與FPGA間的網(wǎng)口通信。最后基于以上搭建的網(wǎng)口通信建立DCS的PC機(jī)與SIS的PC機(jī)之間雙網(wǎng)口的通信平臺(tái),再設(shè)計(jì)監(jiān)控替換模塊置于發(fā)送模塊之前,通過(guò)仿真和調(diào)試,達(dá)到安全數(shù)據(jù)放行、已知威脅數(shù)據(jù)替換和大規(guī)模數(shù)據(jù)提取的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)正向透?jìng)骱头聪蚋綦x的安全可靠傳輸,完成了安全隔離裝置的要求。通過(guò)改變監(jiān)控替換模塊的部分語(yǔ)句即可規(guī)定安全數(shù)據(jù)以及威脅數(shù)據(jù)的格式,給系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大地方便。本文設(shè)計(jì)的基于FPGA安全隔離裝置在軟件上實(shí)現(xiàn)模塊化,使程序清晰完整,因此具有很高的靈活性,在設(shè)計(jì)中只需改變部分模塊語(yǔ)句和連接就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。
[Abstract]:With the wide application of distributed control system (DCS), a large number of real-time data need to be sent to the external information management system (sis) for processing, and the external information management system (sis) is connected with DCS and Internet at the same time. It increases the possibility of malicious programs from external networks and virus attack systems, and raises the risk of unit failure. Therefore, the safe and reliable transmission of data is crucial. It is very important to design the security isolation device. Firstly, this paper introduces the development status of the security isolation technology at home and abroad in recent years, and analyzes the advantages and disadvantages of the original isolation technology, such as bridge protocol, firewall technology, unidirectional physical isolation device, etc. The design of security isolation device based on FPGA data communication is put forward, and then every module, such as sending, receiving, checking and so on, is designed from the highest level. The software platform is Quartus II, and each module is programmed by Verilog HDL language. The encapsulation process of data transmission from the high level to the lower layer and the unpacking process from the bottom layer to the top layer are realized, and the modules are connected. Finally, the communication platform between PC of DCS and PC of SIS is established based on the communication between PC and FPGA of DCS, and the monitoring and replacing module is designed and placed before the sending module, and through simulation and debugging, the communication platform between PC and SIS is designed. To achieve the goals of security data release, known threat data replacement and large-scale data extraction, data forward transmission and reverse isolation of secure and reliable transmission, The requirements of the security isolation device are fulfilled. The format of the security data and the threat data can be specified by changing some statements of the monitor replacement module. The security isolation device based on FPGA is modularized in software, which makes the program clear and complete, so it has high flexibility. In the design, only some module statements and connections can be changed to achieve data communication.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP309;TP273;TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1639737