[發明專利]現場總線數據傳輸

有效

• 申請號: 201380020477.X
• 申請日: 2013-04-04
• 公開（公告）號: CN104247326B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 菲立克斯·維喬雷克;法蘭克·席勒
• 申請（專利權）人: 德商倍福自動化有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/32;H04L29/06;G05B19/418
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳新

1.一種用于在至少兩個通信用戶之間的現場總線系統中傳輸數據的方法，每一個通信用戶包括安全層，所述安全層具有誤差安全層與信息保全層，所述誤差安全層保護數據防止隨機數據傳輸誤差，所述信息保全層防止數據的操控及/或數據的未經授權讀取，

每一個傳輸數據分組，在進行傳輸的通信用戶中，先通過所述誤差安全層，然后通過所述信息保全層，以及，在進行接收的通信用戶中，先通過所述信息保全層，然后通過所述誤差安全層，所述信息保全層具有二部組態，

其特征在于：

在所述誤差安全層中被處理的數據先在所述進行傳輸的通信用戶的所述信息保全層中進行加密，所述加密的數據的驗證校驗值被計算，所述驗證校驗值與所述數據一起傳輸，以及

所接收的數據的另一個驗證校驗值先在所述進行接收的通信用戶的所述信息保全層中進行計算，以在解密所接收的數據之前，通過評估所述另一個驗證校驗值與所傳輸的驗證校驗值來獲得關于數據完整性的信息，

其中在進行傳輸的通信用戶的信息保全層中使用偽隨機密鑰流的兩個斷續部分，以進行加密與進行驗證，其中所述數據是利用所述偽隨機密鑰流的一個部分來加密，接著所述驗證校驗值是通過使用驗證計算法而利用所述偽隨機密鑰流的另一個部分來計算，且

所述偽隨機密鑰流的兩個斷續部分是用于進行接收的通信用戶的信息保全層中，以進行解密與進行驗證，其中所述驗證校驗值是通過使用所述驗證計算法而利用所述偽隨機密鑰流的一個部分來評估，接著所述數據是利用所述偽隨機密鑰流的另一個部分來解密。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述偽隨機密鑰流是利用算法而從密鑰或從內部狀態導出。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述誤差安全層中處理的數據是在所述進行傳輸的通信用戶的所述信息保全層中利用所述偽隨機密鑰流的第一部分進行XOR-迭加，所述驗證校驗值是利用所述偽隨機密鑰流的第二部分、通過使用所述驗證計算法來計算。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于要被傳輸的所述數據的所述進行傳輸的通信用戶的所述誤差安全層根據預定校驗和計算法來確定校驗和，所述校驗和接著也被傳輸，其中所述進行接收的通信用戶的所述誤差安全層對所接收的數據及所述校驗和應用相應的方法，以識別數據傳輸誤差。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述兩個通信用戶各包括現場總線層，其中，在所述進行傳輸的通信用戶的所述現場總線層中，所述信息保全層中處理的數據被轉換為所述現場總線系統上使用的傳輸協議，且其中，在所述進行接收的通信用戶的所述現場總線層中，要被傳輸的所述數據是從所述現場總線系統上使用的所述傳輸協議轉換回來、并被傳遞至所述信息保全層以進一步處理。

6.一種用于傳輸數據的現場總線系統的通信用戶，包括安全層，所述安全層具有誤差安全層與信息保全層，所述誤差安全層保護數據防止隨機數據傳輸誤差，所述信息保全層防止數據的操控及/或數據的未經授權讀取，以及所述通信用戶在傳輸模式期間被配置以先利用所述誤差安全層且接著利用所述信息保全層處理要被傳輸的數據、以及在接收模式期間被配置為先利用所述信息保全層且接著用所述誤差安全層處理所述要被傳輸的數據，其中所述信息保全層具有二部組態，

其特征在于：

所述信息保全層被配置為在傳輸模式期間先加密所述誤差安全層中處理的所述數據，且接著計算所加密的數據的驗證校驗值，其中所述驗證校驗值與所述數據一起傳輸，

所述信息保全層被配置為在接收模式期間先計算所接收的數據的另一個驗證校驗值，以在解密所接收的數據之前，通過評估所述另一個驗證校驗值與所傳輸的驗證校驗值來獲得數據完整性的信息，

所述信息保全層是配置為使用偽隨機密鑰流的兩個斷續部分以于傳輸模式中進行加密及進行驗證，其中所述數據是利用所述偽隨機密鑰流的一個部分來加密，接著所述驗證校驗值是通過使用驗證計算法而利用所述偽隨機密鑰流的另一個部分來計算，以及

所述信息保全層是配置為使用所述偽隨機密鑰流的所述兩個斷續部分以于接收模式中進行解密與驗證，其中所述驗證校驗值是通過使用所述驗證計算法而利用所述偽隨機密鑰流的一個部分來評估，接著所述數據是利用所述偽隨機密鑰流的另一個部分來解密。