[發明專利]基于工業物聯網的節點設備檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 202110502180.3
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113242237B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 孫浩祥;萬虎;陳勇強;肖曉;薛敏
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L41/14;H04L41/142
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種基于工業物聯網的設備節點檢測系統及其檢測方法，其設備節點檢測系統包括監控服務器、被評估設備節點、直接評估設備節點、間接評估設備節點和最高信任設備節點。本發明的檢測系統對惡意設備的檢測準確度高。該檢測系統能夠比較準確和迅速地識別出工業物聯網內部中的惡意節點，實現快速又準確地檢測出內網中遭遇到攻擊的設備，還能夠根據檢測的結果快速啟動相應的系統響應策略，以確保整個系統即使在受到惡意入侵或者攻擊的情況下，仍然能夠按照正常秩序運行。

技術領域

本發明屬于設備檢測技術領域，具體涉及一種基于工業物聯網的設備節點檢測系統及其檢測方法。

背景技術

在紛繁復雜的工業物聯網環境下，各種機器設備、生產線設備、傳感器設備、機械手和智能運輸車等等，以分布式地形式部署于工業物聯網架構中，由于工業物聯網的特殊性，機器設備中可能存在移動的節點，設備之間的交互方式也不再是單一而固定的。系統賦予每一個機器設備的自主權會大大提高，它們之間的交互行為將表現地更加靈活。在這樣的智能工廠中，智能設備之間的協同工作將使得生產效率大大提升，使得整個工廠的運作秩序也更加規范化。與此同時，智能設備在靈活性增強的同時，其安全性方面的問題也變得更加難以防范，工業物聯網不再同現場總線引導下的工業網絡一樣，各個智能機器設備作為工業物聯網環境下的節點，它們不僅會像互聯網中的局域網中的電腦設備一樣存在各種網絡攻擊，同時有些智能機器設備可能還是移動的，這樣導致每個設備的交互對象可能在不斷變化，這會進一步加大安全的防御難度，采用傳統的檢測故障和惡意設備的方式，不再滿足于工業物聯網環境。

檢測系統作為工業物聯網不可或缺的組成部分，它不僅要能做到盡快地識別出被入侵者攻擊的惡意節點設備，并能快速觸發相應的懲罰機制和應對措施。在工業物聯網環境下，惡意攻擊主要分為外部攻擊和內部攻擊，但是內部攻擊卻更加難以防御。為應對這兩種可能的入侵行為，采用基于信任評估的管理模型以及設備之間的相互評價的方式來衡量一個節點設備是否可信的檢測方式更加貼切，某一個設備的信任值將是有很多個節點設備共同評估下產生的，這樣可以防御單點故障。信任評估作為評估節點對被評估節點的一種評價方式，為了確保評估的準確性，應該盡量讓更多的評估者參與到評估當中，這樣對被評估者(即被檢測節點)最終信任值的測算將更加準確。

發明內容

本發明的目的是為了解決工業物聯網系統設備檢測的問題，提出了一種基于工業物聯網的設備節點檢測系統及其檢測方法。

本發明的技術方案是：一種基于工業物聯網的設備節點檢測系統，其特征在于，包括監控服務器、被評估設備節點、直接評估設備節點、間接評估設備節點和最高信任設備節點；

監控服務器用于對工業物聯網系統的設備節點進行計時評估與用于獲取和被評估設備節點通信范圍內的最高信任設備節點；

被評估設備節點作為設備節點檢測系統的檢測對象；

直接評估設備節點用于通過和被評估設備節點之間的交互，采集被評估設備節點的行為特征數據，并將行為特征數據發送至最高信任設備節點；直接評估設備節點位于被評估設備節點的通信范圍內；

間接評估設備節點用于通過和被評估設備節點之間的交互，采集被評估設備節點的行為特征數據，并將行為特征數據發送至轉發節點，由轉發節點將行為特征數據發送至最高信任設備節點；間接評估設備節點位于被評估設備節點的通信范圍外；

最高信任設備節點用于調用并觸發智能合約檢測算法，得到節點檢測結果，并將節點檢測結果上鏈并廣播至全網；最高信任設備節點位于被評估設備節點的通信范圍內。

進一步地，監控服務器對各個工業物聯網系統的設備節點進行計時評估的方法具體為：每隔檢測周期Δt，對所有在上一個檢測周期時間內與被評估設備節點交互過的設備節點啟動信任評估，其中，檢測周期Δt根據被評估設備節點的信任等級設定。

進一步地，直接評估設備節點和間接評估設備節點采集的行為特征數據包括能量消耗率、數據包接收率、數據包發送率和惡劣異常行為。