基于Modbus协议认证漏洞的数据包伪造方法研究

Modbus协议在工业控制系统领域应用十分广泛,但是该协议存在认证漏洞,严重威胁着工业控制系统的安全性。本文提出了基于Modbus协议认证漏洞的Modbus/TCP协议数据包的伪造方法。在Modbus协议服务端模拟器Modbus Poll和客户端模拟器Modbus Slave搭建了Modbus/TCP的实验环境,利用伪造数据包的方法,实现对任意指定IP地址进行攻击,并且给出了该攻击方法的防御措施。实验结果表明,伪造Modbus/TCP协议数据包的方法严重威胁到当前工业控制系统安全。

基于Modbus通讯协议的PLC运动控制研究

在基于Modbus通讯协议的PLC运动控制系统中,PLC作为主站,通过Modbus协议与从站设备(如变频器、电机控制器等)进行通讯。探讨了如何在上位机工控软件中通过Modbus通讯协议与PLC运动控制器及PLC输入输出模块进行数据交换以及逻辑程控。

Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现

介绍了Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现方法。由于西门子系列PLC并不提供对Modbus协议的支持,因此在工程应用遇到需要使用Modbus与其他设备通讯时存在盲点;所介绍的方法能够快速有效地实现Modbus协议通讯,为用户连接更多的现场设备提供有力支撑。

基于Modbus TCP协议的计算机与PLC的通信

简要介绍了Modbus TCP协议。研究了基于Modbus TCP协议实现上位机和PLC通信的方法。PLC选用台达DVP-12SE型机,上位机采用Visual C++6.0编程,向PLC发送Modbus TCP命令,与PLC进行信息交换。给出端口初始化、发送数据和接收数据等各部分程序代码。该方法为进一步开发PLC监控系统提供了有价值的参考。

基于Modbus协议的湿度检定系统设计

为了提高湿度计量的工作效率和数字化安全管理水平,设计了一种基于Modbus协议的湿度检定系统。该系统依托Modbus RTU协议模式、精密露点仪数据格式和Agilent34401A数字万用表可编程仪器的标准命令协议,实现了湿度发生器自动控制,提高了检定效率和数据安全性。湿度检定系统检定结果的扩展不确定度为1.3%。采用测量仪器特性评定和传递比较法对系统测量结果进行验证,测量结果均验证通过,表明系统可进行业务化应用。

Modbus TCP协议安全风险分析及对策研究

工业互联网作为新一代信息技术与工业系统深度融合的产物,正推动着工业生产方式的变革。然而,工控网络协议在设计之初因注重效率提升和功能实现忽视了一些安全性问题,加之应用中的安全漏洞和异常行为,导致其存在严峻的安全隐患。文章介绍了工业互联网的发展背景、趋势和工控网络协议特点,分析了当前应用最广泛的典型工控网络协议Modbus TCP的安全风险,研究了数据加密、数据完整性检测、身份认证及异常入侵检测等安全对策,提出一套Modbus TCP协议安全方案。该方案包含采用AES算法和RSA算法的数据加密和解密模块、采用SM3算法的数据完整性检测模块、采用动态口令认证技术的身份认证模块和基于数据特征的异常入侵检测系统,同时引入PKI进一步加强工控系统的安全性,为其他工控网络协议的安全防范提供借鉴和参考。

MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中的应用

本文介绍了MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中智能仪表、控制系统的应用。结合MODBUS协议的原理和特点,分析了MODBUS协议在MVR蒸发结晶制盐装置中的优势,包括提高制盐行业的生产效率、降低生产成本、提高产品质量等,同时为企业的信息化管理提供了有力支持。

基于电力云边协同的非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法

分布式电源(distributed resources,DR)中智能边缘设备数据传输的安全问题为电力系统带来了安全隐患。Modbus TCP(transmission control protocol)协议作为边缘设备采用的通信手段之一,其协议安全性的不足使得系统易遭到网络空间的攻击。为保障电力设备数据传输安全,对现有安全手段进行整理,分析现有安全手段在DR应用场景下的不足,提出一种非侵入式Modbus TCP协议安全增强方法。该方法采用云边协同的架构,利用电力控制中心云平台管理访问控制原则,将实际访问控制决策模块部署在边缘设备,并通过细粒度的访问控制组合限制恶意行为。依据Modbus协议参考指南,搭建DR应用场景进行渗透测试,验证该方法能有效防御重放攻击和中间人攻击,可将安全开销控制在百微秒以内,显著优于其他安全手段,满足DR对实时性的需求。

基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计

根据墨西哥某城市地铁指挥控制系统的设计需求,列车自动监控(ATS)系统与频移键控(FSK)系统之间数据交互采用网络接口,基于Modbus/TCP协议实现相应的以太网通信。为此提出基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计方案:利用Modbus/TCP协议的扩展灵活性,在传统Modbus/TCP协议的基础上进行扩展,实现ATS与FSK系统间的模拟列控信息、列车检测信息、FSK传输配置信息、网络配置信息的安全可靠传输;为了高效便捷地将从网口接收的信息解析后传输给FSK系统,选择在ARM/Linux+FPGA平台上实现通信接口。测试验证结果表明:该通信接口设计方案结构清晰且方便移植,能够正确有效地实现ATS与FSK系统间通信。

Modbus-RTU通讯协议在油田物联网建设中的研究与应用

油田物联网建设是油田数字化转型发展的基础,由于油田生产作业现场存在点多面广、中小型站场数量众多且分布零散的实际情况,为了解决各种分散的井站、计量站等生产单位的数据采集与监控问题,在物联网系统的架构设计方面,尤其是在通讯协议选择方面,对多种不同类型的工业控制通讯协议进行对比,最终选择了更加标准、开放化的Modbus通讯协议。基于该协议一主多从的原理,开发了适合油田生产实际需要的数据采集与监控系统,该系统在数据传输层使用无线网桥替代传统的屏蔽双绞线,实现RS485总线主数据链路的数据远距离传输,并且有效地解决了周围环境强电磁辐射等原因造成的电磁干扰问题,实现了分散站(库)温度、压力、液位等关键参数的数据采集、存储与报警等功能。采用该架构搭建的采集与监控系统可确保现场采集端数据能够及时、准确地在监控端进行管理,系统运行稳定可靠,并且具有兼容性强、后期易于运维的特点。该系统的应用为油田中小型数据采集与监控系统的快速搭建提供了可以借鉴的经验,具有良好的推广应用前景。

基于Modbus通信协议的智能变电站安全监控交互数据监测

智能变电站安全监控交互数据监测在检测的过程中存在数据信号接收较差,信息处理监测效率过低的问题,导致最终监测的结果较差。为此,基于Modbus通信协议提出了一种智能变电站安全监控交互数据监测方法。在构建数据通信网络拓扑的基础上矫正监控数据相位,分析信息化总线结构,优化数据监测方案,由此提升监测效果。根据分析的实验结果可知,该监测方法的监测频率图像较为稳定,当监测传输字节数量为60.12时,监测耗时相较于其余方法缩短约15 ms,表明该方法能够有效实现监控交互数据监测。

MODBUS协议下DCS与PLC通信的智能互联研究

MODBUS协议是当前通讯领域的应用较为广泛的一种通讯语言,具有实时性好、数据传输量大的优势特点,而且在通讯传输中能够充分展现其侦错能力强的优势,保障通讯传输质量。本文主要围绕MODBUS协议进行分析,分别从DCS系统组态和PLC组态及编程方法着手探究,并阐述常见的故障和排除方法,期待为相关研究和实际工作开展带来一定参考价值。

基于MODBUS协议和IEC 61850协议的变电站通信电源监控研究

现有的变电站电源大多互相独立,导致系统间的通信协议互不兼容,难以实现信息共享。为解决这些问题,实现对变电站电源的智能化监控,提出一种基于MODBUS协议和IEC 61850协议的变电站通信电源监控方法。该系统利用IEC 61850协议标准化变电站通信电源系统数据,并通过软件转换模块实现不同通信协议之间的转换,实时监控变电站的不同电源。测试结果显示,该变电站电源监控系统能实现充电机与电池管理系统、逆变器、IEC 61850通信,有效解决现有电源监控系统数据共享难、监控信息不完整的问题。

Modbus协议在STM32单片机与MCGS通信中的应用研究

Modbus协议因其简单、开放和标准化的特点,已成为工业自动化领域广泛应用的串行通信协议。通过分析Modbus协议的工作原理及其在STM32单片机与监视与控制通用系统(monitor and control generated system,MCGS)通信中的关键作用,设计了一个高效、稳定的通信系统。该系统实现了STM32单片机与MCGS之间稳定、高效的数据交换,为工业自动化监控提供有力支持。通过介绍通信接口设计、Modbus消息帧设计以及MCGS软件设计等方面的内容,为工业自动化监控提供一种高效、稳定的解决方案。

基于Modbus通信协议的10 kV低压交流配电柜监控系统设计

文章提出一种基于Modbus通信协议的10 kV低压交流配电柜监控系统。该系统采用模块化设计,包括数据采集模块、数据通信模块和数据处理与显示模块等硬件模块以及监控软件平台。仿真实验结果表明,系统在数据采集精度、传输实时性、可靠性方面表现优异,满足实际应用需求。

适用于智能家居的格上基于身份多方认证密钥协商协议

随着物联网应用的日益普及,物联网设备终端数量激增、种类多样、层次复杂,常处于不可控的环境之中,因此,确保数据传输过程的安全性和隐私性至关重要。对基于物联网架构的智能家居服务进行探讨得出,启用智能家居应用需涉及多个方面,如用户、云、物联网智能集线器(the IoT smart hub,ISH)和智能设备,它们需要多方验证以进行安全通信。由此提出了一种针对智能家居应用的格上基于身份多方认证密钥协商协议,并证明在eCK模型下是安全的。其安全性可以归约到环上带误差学习(ring learning with errors,RLWE)问题的困难性,能够抗量子计算攻击。所提协议由一个格上基于身份的加密方案转换而成,无须公钥证书,避免了部署一个庞大的公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)。通过信息交互实现显式认证,且可具有一定的匿名性质,与其他相关的后量子格上多方认证密钥协商协议方案相比,该协议在安全性和执行效率方面更具优势。

基于Modbus协议的通信设计及调试方法研究

Modbus作为一种典型的现场总线协议,具有开放、简洁、无需缴纳许可证费用等突出特征,在反应堆仪控系统及各类工业控制系统中具有广泛的应用。首先,对Modbus协议标准中的主要内容进行了概述。然后,从系统设计层面介绍了Modbus协议通信接口在网络架构、应用层、数据链路层及物理层上的设计要素。从设备层面阐述了存储空间分配、地址映射等设计要素。最后,对如何确定Modbus通信接口的正确性和健壮性进行总结和阐述。按照自底向上的思路,从调试和测试目标、调试和测试步骤、常用工具选用和注意事项等方面分别阐述了各层次的调试和测试方法及要点。所总结的设计要素和调试测试方法可为支持Modbus协议通信接口的控制系统/设备设计、调试和测试提供良好的参考。

基于递归认证测试的SIP协议形式化分析

文章以形式化分析方法证明协议安全为研究目的,以具有灵活性、开放性、可伸缩性等特性的SIP协议为研究对象,运用基于串空间理论改进的递归认证测试形式化分析方法,分析了一种BAN逻辑证明安全的SIP身份认证协商协议,发现了该协议执行过程中协议格式不准确、易受中间人攻击的缺陷,并提出了针对该协议缺陷的改进方案。结果表明,文章所提出的递归认证测试形式化分析方法比BAN逻辑更适用、更有效,同时改进方案也增强了SIP身份认证协商协议的安全性。

基于物理不可克隆函数的轻量级可证明安全车联网认证协议

车联网(IoVs)广泛用于获取车辆和道路状况等信息,但是这些信息都是在公共信道中进行传输,所以最重要和关键的要求之一就是在严格延迟要求下的数据安全。其中,认证是解决数据安全最常用的方法,但是由于车联网的资源受限和对延迟敏感等特点,车辆认证需要在一定的消耗和延迟内完成。然而,现有方案容易遭受物理、伪造和共谋等攻击,同时也产生了昂贵的通信和计算成本。该文提出一种基于物理不可克隆函数(PUF)的车路云协同轻量级安全认证方案。所提议方案采用轻量级的物理不可克隆函数作为车联网实体的信任保证,抵御攻击者对实体的物理和共谋等攻击;采用车路云协同的架构,在经过可信机构(TA)认证的路边单元(RSU)上完成认证运算,大大减轻了TA的计算压力,并将挑战响应对(CRPs)的更新应用到假名的构造更新中,保护身份和轨迹隐私的同时也能在身份追踪阶段披露恶意车辆身份。在实际场景的模拟实验中,通过与其它方案进行比较,表明该方案更加安全和高效。

基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器设计

为了实现对终端设备的网络远程控制和监测,该文设计了一款基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器。该控制器以STM32F107RCT6和LAN9303芯片为核心,设计出了网络通信电路、网口电路、A/D采样电路、光耦隔离电路和IO口电路。软件设计主要完成了LwIP协议栈的移植、Modbus TCP协议程序和其他控制程序的编写。经过测试,所设计的网络控制器在对设备进行远程控制和监测时具有数据传输可靠、通讯稳定和实时性好的优点,能满足工厂使用。