[發明專利]一種EtherCAT協議安全改進方法

有效

• 申請號: 202010472634.2
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111641642B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 馮濤;王帥帥;龔翔;方君麗;謝鵬壽;姜筱彥
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/06;H04L29/08
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

1.EtherCAT協議安全改進方法，其特征在于，其步驟為：

(1)運行初始化算法，設備的主站和從站使用秘鑰生成算法產生自己的主秘鑰，共享主站的主秘鑰為Ka，僅與秘鑰分發中心Key distribution共享，從站有自己的主秘鑰Kb，同樣僅與秘鑰分發中心Key distribution共享，秘鑰分發中心Key distribution產生會話密鑰Ks；

(2)主站向秘鑰分發中心Key distribution發送請求信息MACm|MACs|Sid1，與秘鑰分發中心建立連接，請求會話密鑰，該消息包括主站地址和從站地址信息以及連接ID信息；

(3)密鑰分發中心在主站發送的消息的基礎上加入會話密鑰Ks，然后將地址信息和會話密鑰Ks用從站的主密鑰Kb進行加密，并將這些消息全部用主站的主密鑰Ka進行加密后，發送給主站， 發送的信息即為：

E(Ka,[Ks|MACm|MACs|Sid1|E(Kb,{Ks|MACm])；

(4)主站將接收到的信息用自己的主密鑰Ka進行解密，將解密后的要發送給從站部分的信息發送給從站，請求與從站建立會話連接， 即E(Kb,{Ks|MACm])；

(5)從站將接收到的信息用自己的主密鑰Kb進行解密，然后產生新的連接ID，并且用接收到的會話密鑰Ks進行加密，將加密后的信息發給主站， 即E(Ks,Sid2)；

(6)主站用接收到的會話密鑰Ks解密接收到的信息，并且將連接ID進行函數運行，再用公鑰對函數運算的結果進行加密后，發給從站進行認證， 即E(Ks,f(Sid2))；

(7)從站用公鑰將接收信息進行解密，然后對連接ID進行認證，如果認證成功則進行下一階段的安全數據傳輸，如果失敗則進行重置操作；

(8)在主站和從站建立連接成功后，主站將向從站發送安全數據，主站將要發送的安全數據進行本地哈希，然后將哈希值、安全數據、連接ID、命令和計數器一起發送給從站， 即

Safe output(cmd|{data|H(data)}|id|wkc)；

(9)從站將接收到的信息中的安全數據再進行哈希，然后用得到的哈希值與主站發送的哈希值進行對比，相同則進行相應的安全數據的命令操作，并且將計數器加1返回給主站，即Safe Ask(WKC+1)； 如果不同，證明數據傳輸失敗，則進行重置操作。