[發明專利]一種增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置

有效

• 申請號: 201410449810.5
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104217141B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 徐欽桂;于兵;黃培燦;林火榮
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;深圳市瀛博威科技有限責任公司
• 主分類號: G06F21/12
• 分類號: G06F21/12;G06F21/51;G06F21/34
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 王海洋

技術領域

本發明涉及一種可與虛擬儀器共同使用的增強虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置，屬于虛擬儀器和計量領域。

背景技術

虛擬儀器以通用計算機或嵌入式計算機為計算平臺，以模塊化硬件為采集設備，利用軟件實現靈活強大的計量功能。其功能靈活、體積小、開發周期短、開發成本低，在計量、測量和控制領域得到了廣泛的應用。

虛擬儀器使用時，作為其基礎的軟件自身具有先天的脆弱性，當虛擬儀器工作于貿易結算、安全防護、環境監測、法定評價、公正計算等場合時，容易遭受非法篡改軟件、計量參數和非正常操作的攻擊，使得測控結果發生偏差，甚至發生錯誤，給虛擬儀器的正常使用帶來較大麻煩。

在測控領域，OIML與WELMEC等國際計量機構關注于測控儀器的可靠性和完整性保護等軟件特性，提出了基于測控儀器軟件保護需求、保護方法、可靠性保證和軟件質量評測的建議，其中，就覆蓋了虛擬儀器。雖然NI等對其自身和第三方發布的測量控件和組件進行了較嚴格的測試和質量把關，但由于采用不同方式和技術構造虛擬儀器目前尚無嚴格規范，針對虛擬儀器軟件的可靠性保證和評測的可操作方法研究尚未得到人們的重視，同時，發行使用的虛擬儀器軟件系統通常是在一個黑盒子中，也難以對其可靠性進行有效評測。

軟件質量保證是一項系統工程，涉及軟件設計、開發、使用、管理、維護和評價等各個方面，采用技術手段對虛擬儀器軟件進行計量保護和監管，使其按照管理部門認可的精度和性能正確工作，是虛擬儀器應用和推廣的必然要求。

近年來，迅逨發展的可信計算技術從計算機硬件平臺與底層軟件開始，對系統軟件、應用軟件、文件系統的完整性進行了有效監測與驗證，為虛擬儀器中關鍵測量軟件完整性保護提供了一種可行途徑。本發明所述的一種增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置就是基于此類技術而設計的。

發明內容

鑒于上述情況，本發明旨在提供一種可防止虛擬儀器測量軟件被非授權篡改，保證虛擬儀器以預期方式可信工作的增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置，以滿足實際應用的需要，保證計量可靠性。

為使虛擬儀器具備測量軟件、標定參數完整性狀態檢測能力，保證運行經過檢定而未經篡改的測量軟件，執行測量計量功能，及時檢驗遭受更改、破壞的測量軟件、標定參數，報告用戶異常測量操作，現發明了一種增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置，對虛擬儀器的啟動過程進行控制，對關鍵測量模塊與標定參數進行保護，對用戶操作進行監控。具體技術方案如下：

一種增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法，具體步驟包括：

步驟1、虛擬儀器加電，引導程序執行基本初始化工作，建立與計量支持裝置通信，將自身代碼發送給計量支持裝置進行完整性驗證，并等待計量支持裝置回應；

步驟2、計量支持裝置啟動，接收虛擬儀器基本初始化后發送的引導程序代碼，計算數字指紋，并與預存值對比，若一致，則回應“通過”，虛擬儀器繼續執行工作；否則，虛擬儀器停止工作；

步驟3、虛擬儀器中引導程序收到第一次“通過”指示后，計算虛擬儀器受保護底層軟件、驅動程序、主控程序數字指紋，并提交計量支持裝置比較，等待回應；

步驟4、計量支持裝置比較引導程序提交的受保護軟件數字指紋，若與預存值一致，則回應“通過”，虛擬儀器繼續執行工作；否則，虛擬儀器停止工作；

步驟5、虛擬儀器中引導程序收到第二次“通過”指示后，完成引導過程，將控制轉交主控程序；

步驟6、在主控程序控制下，在USBKey與計量支持裝置間執行身份認證，驗證操作用戶身份，若身份認證通過，則計量支持裝置發回“認證通過”指示；否則，虛擬儀器停止工作；

步驟7、主控程序收到“認證通過”指示后，從計量支持裝置下載測量軟件模塊，讀取標定參數，進入正常工作狀態，執行測量功能的同時，將用戶操作事件發送給計量支持裝置進行日志記錄。

本發明所述的一種增強的虛擬儀器測量軟件計量支持方法及裝置，其有益效果包括；

1、通過虛擬儀器測量軟件計量支持裝置與虛擬儀器測量過程的同時使用，實現了虛擬儀器的數據保護、身份認證、訪問控制、日志記錄及實時遠程傳送等功能，保證了虛擬儀器操作的可靠性和安全性，以及數據的完整性，完成了計量支持裝置對虛擬儀器的有效控制；

2、保證了虛擬儀器在合法用戶操作下，運行預期的測量軟件模塊，執行測量工作，并完成有效的操作日志記錄；

3、外部殼體采用封緘方式進行殼體保護，防止了暴力篡改硬件模塊及原代碼，提高了防范水平，保證了防范質量。