[发明专利]一种增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可与虚拟仪器共同使用的增强虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置，属于虚拟仪器和计量领域。

背景技术

虚拟仪器以通用计算机或嵌入式计算机为计算平台，以模块化硬件为采集设备，利用软件实现灵活强大的计量功能。其功能灵活、体积小、开发周期短、开发成本低，在计量、测量和控制领域得到了广泛的应用。

虚拟仪器使用时，作为其基础的软件自身具有先天的脆弱性，当虚拟仪器工作于贸易结算、安全防护、环境监测、法定评价、公正计算等场合时，容易遭受非法篡改软件、计量参数和非正常操作的攻击，使得测控结果发生偏差，甚至发生错误，给虚拟仪器的正常使用带来较大麻烦。

在测控领域，OIML与WELMEC等国际计量机构关注于测控仪器的可靠性和完整性保护等软件特性，提出了基于测控仪器软件保护需求、保护方法、可靠性保证和软件质量评测的建议，其中，就覆盖了虚拟仪器。虽然NI等对其自身和第三方发布的测量控件和组件进行了较严格的测试和质量把关，但由于采用不同方式和技术构造虚拟仪器目前尚无严格规范，针对虚拟仪器软件的可靠性保证和评测的可操作方法研究尚未得到人们的重视，同时，发行使用的虚拟仪器软件系统通常是在一个黑盒子中，也难以对其可靠性进行有效评测。

软件质量保证是一项系统工程，涉及软件设计、开发、使用、管理、维护和评价等各个方面，采用技术手段对虚拟仪器软件进行计量保护和监管，使其按照管理部门认可的精度和性能正确工作，是虚拟仪器应用和推广的必然要求。

近年来，迅逨发展的可信计算技术从计算机硬件平台与底层软件开始，对系统软件、应用软件、文件系统的完整性进行了有效监测与验证，为虚拟仪器中关键测量软件完整性保护提供了一种可行途径。本发明所述的一种增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置就是基于此类技术而设计的。

发明内容

鉴于上述情况，本发明旨在提供一种可防止虚拟仪器测量软件被非授权篡改，保证虚拟仪器以预期方式可信工作的增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置，以满足实际应用的需要，保证计量可靠性。

为使虚拟仪器具备测量软件、标定参数完整性状态检测能力，保证运行经过检定而未经篡改的测量软件，执行测量计量功能，及时检验遭受更改、破坏的测量软件、标定参数，报告用户异常测量操作，现发明了一种增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置，对虚拟仪器的启动过程进行控制，对关键测量模块与标定参数进行保护，对用户操作进行监控。具体技术方案如下：

一种增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法，具体步骤包括：

步骤1、虚拟仪器加电，引导程序执行基本初始化工作，建立与计量支持装置通信，将自身代码发送给计量支持装置进行完整性验证，并等待计量支持装置回应；

步骤2、计量支持装置启动，接收虚拟仪器基本初始化后发送的引导程序代码，计算数字指纹，并与预存值对比，若一致，则回应“通过”，虚拟仪器继续执行工作；否则，虚拟仪器停止工作；

步骤3、虚拟仪器中引导程序收到第一次“通过”指示后，计算虚拟仪器受保护底层软件、驱动程序、主控程序数字指纹，并提交计量支持装置比较，等待回应；

步骤4、计量支持装置比较引导程序提交的受保护软件数字指纹，若与预存值一致，则回应“通过”，虚拟仪器继续执行工作；否则，虚拟仪器停止工作；

步骤5、虚拟仪器中引导程序收到第二次“通过”指示后，完成引导过程，将控制转交主控程序；

步骤6、在主控程序控制下，在USBKey与计量支持装置间执行身份认证，验证操作用户身份，若身份认证通过，则计量支持装置发回“认证通过”指示；否则，虚拟仪器停止工作；

步骤7、主控程序收到“认证通过”指示后，从计量支持装置下载测量软件模块，读取标定参数，进入正常工作状态，执行测量功能的同时，将用户操作事件发送给计量支持装置进行日志记录。

本发明所述的一种增强的虚拟仪器测量软件计量支持方法及装置，其有益效果包括；

1、通过虚拟仪器测量软件计量支持装置与虚拟仪器测量过程的同时使用，实现了虚拟仪器的数据保护、身份认证、访问控制、日志记录及实时远程传送等功能，保证了虚拟仪器操作的可靠性和安全性，以及数据的完整性，完成了计量支持装置对虚拟仪器的有效控制；

2、保证了虚拟仪器在合法用户操作下，运行预期的测量软件模块，执行测量工作，并完成有效的操作日志记录；

3、外部壳体采用封缄方式进行壳体保护，防止了暴力篡改硬件模块及原代码，提高了防范水平，保证了防范质量。