[發明專利]一種基于區塊鏈技術的工業控制系統操作記錄的存儲方法

有效

• 申請號: 201810864858.0
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109040235B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 余臻;葉韓軍;劉利軍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于區塊鏈技術的工業控制系統操作記錄的存儲方法，涉及工業控制系統中操作記錄的存儲。在計算機中進行OPC環境配置，在組態軟件中新建相關變量，并設置為OPC服務器；利用Java和Tomcat構建Java Web服務器作為中繼系統并實現組態軟件與區塊鏈網絡通信；利用開源的公共區塊鏈平臺——以太坊在工業控制系統所在的網絡中搭建區塊鏈私鏈網絡；使用以太坊的Truffle框架構建分布式應用，編寫代碼實現智能合約部署以及與星際文件系統交互。利用區塊鏈技術的去中心化以及數據永久性和不可篡改性，將操作記錄信息存儲到區塊鏈網絡中，從而解決了傳統工業控制系統中對操作記錄容易被篡改以及破壞的問題。

技術領域

本發明涉及工業控制系統中操作記錄的存儲，具體涉及一種基于區塊鏈技術的工業控制系統操作記錄的存儲方法。

背景技術

工業控制系統(ICS)涵蓋了多種類型的控制系統，包括監控系統、數據采集系統、分布式控制系統以及可編程邏輯控制器等。工業控制系統大量應用于電力、水利、石油、化工、運輸以及各種制造業等領域。而在工業控制系統通常會涉及到操作人員對設備以及系統進行操作。對操作記錄信息進行存儲是一個非常重要的功能，因為一旦系統發生故障甚至是事故，通過查看操作記錄信息來分析故障以及事故發生的原因是一個重要的依據。傳統的存儲方法一般是在本地服務器建立一個數據庫，將操作記錄信息存儲在數據庫中。但是本地的數據庫中的數據極易受到篡改甚至破壞，影響故障或者事故的原因分析，會對整個系統的安全性帶來嚴重的威脅。

區塊鏈具有去中心化、時序數據、集體維護、可編程和安全可信等特點(袁勇,王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報,2016,42(4):481-494)。首區塊鏈本質上是一個去中心化的數據庫，是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的，每一個區間都包含上一個區塊的哈希值，從創始區塊開始連接到當前區塊，形成塊鏈。每一個區塊都確保按照時間順序在上一個區塊之后產生，否則前一個區塊的哈希值是未知的。同時所有的數據在網路中的每個節點都有備份，所以保證了區塊鏈中的數據永久保存，而且無法篡改。所以利用該特點對工業控制系統中操作記錄信息進行存儲是一個解決操作記錄被篡改甚至破壞的有效解決方法。

由于在區塊鏈直接存儲數據有大小限制，而且存儲大文件時消耗算力過大，同時由于在區塊鏈主網上存儲的數據是全網公開的，所以直接將工業控制系統中的操作記錄存儲到區塊鏈中并不合適，考慮利用星際文件系統(IPFS)進行數據存儲。星際文件系統是一個是永久的、去中心化保存和共享文件的點對點超媒體的分布式協議，而且內容可尋址。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術對工業控制系統中操作記錄的存儲易被篡改和破壞的問題，提供一種基于區塊鏈技術的工業控制系統操作記錄的存儲方法。

本發明的具體步驟如下：

步驟一：在計算機中進行OPC環境配置，在組態軟件中新建相關變量，并設置為OPC服務器；

在步驟一中，所述在計算機中進行OPC環境配置，在組態軟件中新建相關變量，并設置為OPC服務器的具體方法可為：

1)在計算機中安裝OPC驅動，并對計算機進行OPC服務器所需環境配置；

2)在組態軟件中新建字符串類型的變量record，用來存儲操作記錄數據，并將組態軟件設置為OPC服務器。

步驟二：利用Java和Tomcat構建Java Web服務器作為中繼系統并實現組態軟件與區塊鏈網絡通信；

在步驟二中，所述利用Java和Tomcat構建Java Web服務器作為中繼系統并實現組態軟件與區塊鏈網絡通信的具體方法可為：

1)利用Java和Tomcat搭建Java Web服務器；

2)在Java Web中調用Utgard與OPC服務器(即組態軟件)通信；