[发明专利]一种异构三模冗余处理器的输出判决装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业控制系统安全防护技术以及其他对系统安全性、可靠性要求高的技术领域，具体的涉及一种异构三模冗余处理器的输出判决装置及方法。

背景技术

随着计算机网络技术在工业控制系统普及和发展，工业控制系统包括(DCS、PLC、TCS、SCADA)系统网络已经普及到工业产业的所有领域。工业控制系统的原始设计以高可靠性、高实时性、高控制性为目标，但工业控制系统的信息化放大了系统内部隐患和外部干扰，致使近年来工控安全事件频发，造成的危害隐蔽性高、影响面广，甚至涉及国家安全。

由于历史的原因，具有计算机网络特征的工业控制系统在设计时并未将整体系统的信息安全防护进行重点设计，而主要使用部署工业防火墙和工业隔离网关等边界防护设备的手段提高工控安全。边界防护设备只能防护已知攻击，对工业控制系统本身漏洞和后门引起的未知攻击无法防护。

现有工控系统大多采用同构冗余设计提高系统可靠性，但同构冗余部件的内在结构及其设计逻辑是相同的，存在的漏洞和后门也相同，攻击者只要掌握了一个冗余体的缺陷，也就掌握了其他冗余体的缺陷，针对此缺陷进行攻击，系统信息安全方面的可靠性得不到保障。

发明内容

本发明针对现有工控系统大多采用同构冗余设计，存在同构冗余部件的内在结构及其设计逻辑是相同的，存在的漏洞和后门也相同，攻击者只要掌握了一个冗余体的缺陷，也就掌握了其他冗余体的缺陷，针对此缺陷进行攻击，系统信息安全方面的可靠性得不到保障等问题，提出一种异构三模冗余处理器的输出判决装置及方法

本发明的技术方案是：一种异构三模冗余处理器的输出判决装置，包括三个向外部提供服务的异构处理器，还包括同步器、输出判决器和清洗器，异构处理器与输出判决器相连、同步器和清洗器相连；

同步器，用于向异构处理器发送同步信号和接收异构处理器发送的同步反馈信息，以及向输出判决器发送异构处理器同步状态；

输出判决器，用于接收外部配置参数，接收同步器给出的同步信号，根据配置参数选择对应的比较判决策略，以及，接收异构处理器发来的结果，并对这些结果进行比较判决，选择其中一个作为判决输出，并将判决为错误的异构处理器告知清洗器；

清洗器，用于保存各异构处理器的出错次数，如果一个异构处理器的出错次数达到预设阈值，则向该异构处理器发出清洗信号。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决装置，所述异构处理器的输出结果累计多次在比较判决中被认定为错误结果时，清洗器向异构处理器发送清洗信号，同时告知所述输出判决器暂停向异构处理器发送计算请求。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决装置，其特征在于：所述异构处理器完成清洗，向输出判决器告知清洗完毕，输出判决器重新向所述异构处理器发送计算请求。

一种异构三模冗余处理器的输出判决方法，包括以下步骤：

输出判决器接收外部配置参数，根据配置参数的指示，调整到相应比较判决策略和策略模式；

异构处理器接收同步器发送的同步信号，同步执行程序，并将结果发送至输出判决器；

同步器定时向异构处理器发送同步信号，接收异构处理器返回的同步信息，并将异构处理器同步状态信息发送至输出判决器；

输出判决器接收来自异构处冗余理器和同步器的信息，根据比较判决策略和策略模式，选择一个异构处理器的结果作为判决输出。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决方法，其特征在于：所述配置参数包括选择对异构处理器输出结果的比较判决策略和选择比较判决的策略模式。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决方法，其特征在于：所述根据配置参数选择比较判决策略包括：

当配置参数为10时，按照第一预设策略的第一预设模式选择一个异构处理器的输出；

当配置参数为11时，按照第一预设策略的第二预设模式选择一个异构处理器的输出；

当配置参数为20时，按照第二预设策略的第一预设模式选择一个异构处理器的输出；

当配置参数为21时，按照第二预设策略的第二预设模式选择一个异构处理器的输出；

当配置参数为22时，按照第二预设策略的第三预设模式选择一个异构处理器的输出。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决方法，所述第一预设策略为基于可信度的择多判决策略，包括历史经验可信度模式和权值模式。

所述的异构三模冗余处理器的输出判决方法，所述第二预设策略为基于抽样择多的复合单选判决策略，包括随机模式、基于时间片轮换模式和基于程序分段轮换模式。