开放式控制器的安全模式研究及实现

论文摘要

随着嵌入式芯片性能的全面提升和Internet网络模块的底层集成,嵌入式技术与网络通讯技术得到了飞速的发展融合,并广泛应用于社会的各个领域。其在控制领域中的应用对控制技术造成的影响尤为突出,传统控制器正逐渐被一种新型的开放式通用控制器所取代。开放式控制器实现运行平台、基本体系结构和通信接口的标准化和模块化,系统灵活、易于扩展和移植,开发/维护的时间和成本低,且实现通用网络中与其它设备的信息共享和广域控制。它的出现必将使工农业生产、交通、航天、楼宇自动化及数字家庭等传统控制应用发生革命性的技术飞跃。目前,开放式控制器的研究主要集中在功能实现、性能稳定等方面,对于信息安全方面的研究则相对缺乏。针对这种现状,本课题提出一种适用于开放式控制器环境下的安全模式,试图为该环境下的安全问题提供一种通用的解决指导方案雏形。本文首先概要地介绍了论文的背景、意义和目的,然后根据开放式控制器的系统结构进行详细的安全需求分析,之后在分析现有安全策略的基础上结合开放式控制器的结构特点和详细的需求分析,选择具有针对性的安全方案,设计构建出一个面向开放式控制器应用的安全模型。接着,通过分析系统关键支撑软件的可靠性,针对这个控制器安全模型存在的应用支撑软件包的漏洞和威胁,总结出一些适用于该模型的通用完善措施,为控制器安全监测、控制和管理开放式受控设备提供完备的软件功能支持。最后,将该模式应用于ARM平台上的开放式数字家庭环境,实现该环境下的信息安全访问控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.1.1 开放式控制器概述
• 1.1.2 网络信息安全概述
• 1.1.3 数字家庭概述
• 1.2 课题的意义
• 1.3 课题的工作内容
• 1.4 本文的结构简介
• 2 开放式控制器系统及信息安全需求分析
• 2.1 开放式控制器系统
• 2.1.1 开放式控制器系统
• 2.1.2 开放式控制器体系结构
• 2.2 开放式控制器的安全需求分析
• 2.3 本章小结
• 3 开放式控制器的安全模型
• 3.1 开放式控制器的安全模型结构
• 3.2 开放式控制器安全模型模块设计
• 3.2.1 加密技术
• 3.2.2 身份认证模块
• 3.2.3 权限分配及访问控制模块
• 3.2.4 传输信息加密模块
• 3.2.5 安全审计模块
• 3.3 本章小结
• 4 控制器安全模型的完善措施
• 4.1 Web服务器安全加固
• 4.2 数据库安全加固
• 4.3 本章小结
• 5 用于数字家庭环境下的开放式控制安全系统的设计与实现
• 5.1 开放式数字家庭环境下控制器与设备间的通信
• 5.2 用于数字家庭环境下的开放式控制器安全模式实现
• 5.2.1 数字家庭设备的身份认证和密钥管理
• 5.2.2 数字家庭下基于角色的访问控制和授权管理
• 5.2.3 数字家庭下的安全审计日志记录
• 5.2.4 数字家庭下嵌入式数据库设计
• 5.3 本章小结
• 6 总结
• 6.1 论文总结
• 6.2 有待研究的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录