[发明专利]一种基于通用串口的Profibus总线数据监测与安全性测试方法

说明书

本发明公开了一种基于通用串口的Profibus总线数据监测与安全性测试方法，包括Profibus监视器、模糊测试引擎、测试用例发生器、测试脚本和畸形数据库，所述测试脚本通过所述Profibus监视器的Profibus总线协议规范编写，辅以各种变异操作，结合畸形数据库，生成大量的测试用例。本发明在总线系统正式运行前发现安全问题，或者在正式运行中监测安全问题，能够大大降低总线以及总线上设备的安全风险，减少企业损失。

技术领域

本发明涉及安全性测试技术领域，尤其涉及一种基于通用串口的Profibus总线数据监测与安全性测试方法。

背景技术

Profibus是一个用在自动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动，是程序总线网络的简称。Profibus总线是世界上应用最广泛的现场总线技术, 支持Profibus的自控厂商越来越多，相关产品、应用系统、安装节点部署越来越广泛，Profibus总线上的安全问题也变得越来越紧迫。

为实现在Profibus总线上进行分析和研究，陈国平，郭鑫[1]提出了一种Profibus总线分析仪的设计，用于Profibus控制系统的安装、调试和查错，欧阳丹娜，李颖宏[2]研究了RS232串口与Profibus-DP的通讯，设计了串口与Profibus-DP智能通讯转换节点，解决了Profibus-DP总线的通用挂接问题。吴先伦，曹雪华[3]设计了基于Profibus-DP的电能管理及电力监控系统，同时当前市场上很多的公司也研发了专用的Profibus分析仪、连接器、监视系统等，能够对Profibus总线数据进行监听，并实现在总线上进行通讯，专用系统提高了生产成本，同时也增加了标准化的难度，本专利提出的采用通用串口进行数据监测和安全性测试的方法，不借助于第三方专用仪器，大大降低了成本。

Profibus总线协议的测试目前也仅局限于协议符合度测试的程度，通常也是需要价格昂贵的测试仪器。常用的安全性测试方法如模糊测试都是集中于以太网、文件格式等领域，本专利提出的基于通用串口的安全性测试方法将模糊测试扩展到了Profibus总线传输领域。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于通用串口的Profibus总线数据监测与安全性测试方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于通用串口的Profibus总线数据监测与安全性测试方法，包括Profibus监视器、模糊测试引擎、测试用例发生器、测试脚本和畸形数据库，所述测试脚本通过所述Profibus监视器的Profibus总线协议规范编写，辅以各种变异操作，结合畸形数据库，生成大量的测试用例。

本发明优选的，所述安全性测试方法包括错误注入、结构化变异和压力测试；

所述错误注入：对Profibus协议规范中所有的字段的值，用错误的畸形数据进行替换，畸形数据包括边界值、超大值、超小值等，生成容易引起错误的测试用例；

所述结构化变异：对Profibus协议规范中所有的字段，进行结构类的变异，包括字段互换、字段重复、字段缺失、字段位置混杂等，生成结果错误的测试用例；

所述压力测试：用一定的速度，向Profibus总线及总线上的设备发送正常数据包，以检测设备是否仍能维持正常的工作。

本发明优选的，所述测试过程包括：

所述模拟主站测试，测试脚本中，将源地址设置为主站地址，目标设备设为从站地址，向从站发送Profibus测试用例，测试用例由模糊测试引擎和用例生成器产生，监视器在测试过程中随时监测总线中的通讯数据，对所有从站的返回数据进行验证；