[发明专利]一种SIL4设备保持网口安全输出的方法和系统及电子设备

说明书

本发明公开了一种SIL4设备保持网口安全输出的方法和系统及电子设备，通过编解码，拆分数据的方式，由多个易于实现的SIL程序，保障某个SIL4程序在导向安全时，其网口输出能够维持在安全侧。由于各SIL计算单元是独立的，多个SIL的整体失效率能够远低于SIL4的要求；同时加密解密的口令可以使用简单的BOOL判断，也可以使用XOR、DES等对称加解密算法，形式化证明其失效概率，SIL计算单元可以部署在通用服务器，个人PC，以及相应的嵌入式设备。

技术领域

本发明属于通讯技术领域，具体涉及通讯安全技术。

背景技术

常见的SIL4设备通常使用两个独立的、满足SIL4指标的安全计算单元进行二取二，或者三取二表决，以及一个独立的监控单元用于监控各个安全计算单元。正常运行情况下，SIL4安全设备经过表决后，利用各种安全协议，通过网口向对方发送通信数据。在SIL4设备导向安全时，嵌入式设备使用下电方式切掉网口电源。

由于云上运行着若干个SIL4程序，如果因一个SIL4程序导向安全而切掉网口电源，会导致其它SIl4程序无法继续使用网口对外通信。对于使用通用服务器的运行环境，切掉网口无法满足SIL4的指标，需要外接其它设备。

另外，继电器需要在运行期间实行静态、动态回检，同时由于网口一旦断电，对方网络设备就会检测得到，因此需要使用重力继电器或者带强制导杆的继电器，体积较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种SIL4设备保持网口安全输出的方法，保障云上SIL4程序的高可用性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种SIL4设备保持网口安全输出的方法，包括如下步骤：

步骤S1：每个安全计算单元在表决后，对外输出网口数据时，将数据切割成若干份，并对切割后的每份数据向监控单元申请对应的口令，并进行加密，然后每份数据独立发往不同的SIL计算单元；

步骤S2：每个SIL计算单元收到对应数据后，向监控单元申请相应的口令，用于还原原始数据，之后向NS计算单元发送；

步骤S3：NS计算单元将所有SIL计算单元发送下来的数据拼装成一个，向对方发送；

步骤S4：当监控单元发现一个SIL计算单元，或者一个安全计算单元存在失效风险时，向其余的SIL计算单元发送错误的口令，使得安全计算单元加密后的数据，经SIL计算单元解密后得到错误的数据，最终使得NS计算单元向对方发送的数据，是不符合安全协议要求，能够被对方识别出来丢弃掉，从而使得安全网口在导向安全的情况下，能够维持在SIL4安全侧；

对于正常的安全计算单元及SIL计算单元，监控单元仍然正常分发口令。

优选的，在SIL计算单元向监控单元申请相应的口令时，SIL计算单元附带判别信息，用于监控单元判别SIL计算单元的失效风险。

优选的，所述SIL计算单元的安全等级为SIL0、SIL1、SIL2或者SIL3。

优选的，数据加密解密口令使用BOOL判断或者使用对称加解密算法。

本发明还提供了一种SIL4设备保持网口安全输出的系统，包括：

安全计算单元：至少两个独立的、满足SIL4指标的安全计算单元进行多取二表决，每个安全计算单元在表决后，对外输出网口数据时，将数据切割成若干份，并对切割后的每份数据向监控单元申请对应的口令，并进行加密，然后每份数据独立发往不同的SIL计算单元；

监控单元：用于监控SIL计算单元以及安全计算单元；