用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法。該通信接口用于將電子設(shè)備連接至網(wǎng)絡(luò)并且包括：內(nèi)部終端，其用于連接至電子設(shè)備；外部終端，其用于有線或無線地連接至網(wǎng)絡(luò)；ARINC664P7總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸數(shù)據(jù)；以及ARINC429總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸與所述數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息。
【專利說明】用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸變得越來越普遍。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)安全性也顯得越發(fā)重要。例如，設(shè)備或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)在與外部公共網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，往往希望該設(shè)備或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不會(huì)受到來自外部公共網(wǎng)絡(luò)的有意或無意的數(shù)據(jù)污染。一種典型的應(yīng)用場(chǎng)景是飛機(jī)的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。以往傳統(tǒng)的飛機(jī)的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)是相互物理隔離的，彼此之間沒有數(shù)據(jù)通信，且這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間不存在有線和無線的通信信道。因此在當(dāng)時(shí)不需要設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)安保設(shè)備對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效防護(hù)。
[0003]現(xiàn)在隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的發(fā)展及航空公司高效運(yùn)營的要求，現(xiàn)代化的飛機(jī)將作為航空公司網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端，需要接受源自外部開放網(wǎng)絡(luò)的訪問，這使得傳統(tǒng)意義上相對(duì)獨(dú)立的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)暴露在外部公共網(wǎng)絡(luò)面前，可能會(huì)發(fā)生外界對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的有意或無意的數(shù)據(jù)污染，使得飛機(jī)的安全性及其維護(hù)工作的安全受到多種威脅。為保證通信安全，機(jī)載網(wǎng)絡(luò)安保設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。在內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)通信接口上，目前已經(jīng)在應(yīng)用的大致可以分為以下三類:
[0004]a)單向接口，采用硬件的方式保證內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的隔離，僅支持從機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向外部公共網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，反向不支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。該類接口隔離性較好，但是靈活性較差，不能支持地面網(wǎng)絡(luò)向機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信。二極管和光電耦合器等都屬于此類接口。
[0005]b)采用ARINC429總線接口，基于ARINC429接口的確定性，可以在內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證通信安全，但是由于ARINC429的帶寬較窄，可以提供的傳輸數(shù)據(jù)量較小，目前已經(jīng)無法滿足當(dāng)今對(duì)大數(shù)據(jù)量的傳輸?shù)囊蟆?br> [0006]c)采用ARINC664P7總線接口，目前此通信接口可以提供內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)量通信，但是為保證內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全，與外網(wǎng)絡(luò)隔離，需要在各網(wǎng)絡(luò)層制定較為全面和較高可靠性的安保策略和防護(hù)措施，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，并且適航驗(yàn)證的難度也較大。
[0007]因此，本領(lǐng)域需要改進(jìn)的用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法。期望提供通信系統(tǒng)(例如，機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))與外部公共網(wǎng)絡(luò)的高效通信，并且在確保機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全的前提下，盡量簡化安保措施，有效隔離內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)，滿足現(xiàn)代化的信息傳輸要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供用于網(wǎng)絡(luò)安保的通信接口及通信方法。針對(duì)機(jī)載設(shè)備與地面數(shù)據(jù)通信時(shí)，從以上幾種通信接口物理特性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟町惢矫嬷郑跈C(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)的通信接口的設(shè)計(jì)上，基于傳統(tǒng)的ARINC664P7和ARINC429總線，采用獨(dú)特的接口的設(shè)計(jì)，既能支持雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，保證內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)隔離，又可以簡化安保措施，提高防護(hù)效率。[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種通信接口，用于將電子設(shè)備連接至網(wǎng)絡(luò)，所述通信接口包括:內(nèi)部終端，其用于連接至電子設(shè)備；外部終端，其用于有線或無線地連接至網(wǎng)絡(luò)；ARINC664P7總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸數(shù)據(jù)；以及ARINC429總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸與所述數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息。
[0010]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述內(nèi)部終端和所述外部終端分別包括配置接口以由加載設(shè)備向所述內(nèi)部終端和所述外部終端加載配置文件。
[0011]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述內(nèi)部終端向所述外部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述內(nèi)部終端接收來自電子設(shè)備的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述外部終端，所述外部終端進(jìn)而將所述數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)。
[0012]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述外部終端向所述內(nèi)部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述外部終端接收來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包和控制信息，經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)包傳輸給所述內(nèi)部終端，并經(jīng)由所述ARINC429總線將所述控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端。
[0013]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述控制信息包括操作命令、狀態(tài)信息和公鑰，其中所述操作命令指示目的電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)關(guān)于所述數(shù)據(jù)包執(zhí)行的操作，所述狀態(tài)信息指示與所述數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，所述公鑰用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密。
[0014]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述公鑰攜帶有操作校驗(yàn)位，所述外部終端在確定所述操作命令與所述公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位相互匹配時(shí)才將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
[0015]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述內(nèi)部終端對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密和校驗(yàn)，并在校驗(yàn)正確的情況下將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給目的電子設(shè)備，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信
肩、O
[0016]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)包和控制信息分別由相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
[0017]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述電子設(shè)備是以下至少一者:飛行控制系統(tǒng)設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載通信設(shè)備、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)載顯示設(shè)備、客艙系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載信息系統(tǒng)設(shè)備、其他機(jī)載電子設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、企業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、車載電子系統(tǒng)、便攜式設(shè)備、導(dǎo)航儀、平板電腦、家用電器等。
[0018]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種通信方法，包括:經(jīng)由內(nèi)部終端連接至電子設(shè)備；經(jīng)由外部終端有線或無線地連接至網(wǎng)絡(luò)；經(jīng)由ARINC664P7總線連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸數(shù)據(jù)；以及經(jīng)由ARINC429總線連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸與所述數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息。
[0019]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述通信方法還包括由加載設(shè)備通過所述內(nèi)部終端和所述外部終端上的配置接口分別向所述內(nèi)部終端和所述外部終端加載配置文件。
[0020]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述內(nèi)部終端向所述外部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述內(nèi)部終端接收來自電子設(shè)備的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述外部終端，所述外部終端進(jìn)而將所述數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)。
[0021]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述外部終端向所述內(nèi)部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述外部終端接收來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包和控制信息，經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)包傳輸給所述內(nèi)部終端，并經(jīng)由所述ARINC429總線將所述控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端。
[0022]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述控制信息包括操作命令、狀態(tài)信息和公鑰，其中所述操作命令指示目的電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)關(guān)于所述數(shù)據(jù)包執(zhí)行的操作，所述狀態(tài)信息指示與所述數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，所述公鑰用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密。
[0023]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述公鑰攜帶有操作校驗(yàn)位，所述外部終端在確定所述操作命令與所述公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位相互匹配時(shí)才將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
[0024]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述內(nèi)部終端對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密和校驗(yàn)，并在校驗(yàn)正確的情況下將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給目的電子設(shè)備，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信
肩、O
[0025]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)包和控制信息分別由相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
[0026]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述電子設(shè)備是以下至少一者:飛行控制系統(tǒng)設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載通信設(shè)備、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)載顯示設(shè)備、客艙系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載信息系統(tǒng)設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、企業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、車載電子系統(tǒng)、便攜式設(shè)備、導(dǎo)航儀、平板電腦、家用電器。
[0027]在安全的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與不可靠的外部公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，本發(fā)明既能保證機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)的正常數(shù)據(jù)通信，又能確保安全的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與不可靠的外部公共網(wǎng)絡(luò)之間的有效隔離，從而機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不受外部公共網(wǎng)絡(luò)的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)載設(shè)備向地面系統(tǒng)單向傳輸數(shù)據(jù)的示意圖。
[0030]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的地面系統(tǒng)向機(jī)載系統(tǒng)單向傳輸數(shù)據(jù)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]本發(fā)明在機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)的通信接口的設(shè)計(jì)上采用獨(dú)特的接口設(shè)計(jì)，在支持雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)隔離，防止機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)受到數(shù)據(jù)污染，簡化了安保措施，提高了防護(hù)效率。
[0033]圖1示出了一種通信系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖，其中一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備102經(jīng)由通信接口 120與外部網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。電子設(shè)備102是用于執(zhí)行各種功能的裝置，諸如飛行控制系統(tǒng)設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載通信設(shè)備、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)載顯示設(shè)備、客艙系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載信息系統(tǒng)設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、企業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、車載電子系統(tǒng)、便攜式設(shè)備、導(dǎo)航儀、平板電腦、家用電器等等，或是其他任何需要網(wǎng)絡(luò)安保的電子系統(tǒng)的一部分。為便于描述和理解，各種電子設(shè)備102和通信接口120以及其他相關(guān)聯(lián)設(shè)備可被稱為機(jī)載網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。外部網(wǎng)絡(luò)110可以是例如因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，通信接口 120包括內(nèi)部終端104、ARINC664P7總線106、ARINC429總線107和外部終端108。內(nèi)部終端104可以是接口(例如，應(yīng)用編程接口 API等)，并且可以連接至各種電子設(shè)備102。內(nèi)部終端104還經(jīng)由ARINC664P7總線106和ARINC429總線107兩者耦合至外部終端108。外部終端108可以是接口(例如，網(wǎng)絡(luò)接口等)，并且可通過有線或無線方式與外部網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。簡言之，通信接口 120用于橋接電子設(shè)備102與外部網(wǎng)絡(luò)110，其中內(nèi)部終端104用于與內(nèi)部電子設(shè)備102通信，而外部終端108用于與外部網(wǎng)絡(luò)110通信。此外，可以使用專門的加載設(shè)備112來設(shè)置或配置內(nèi)部終端104和外部終端108，例如由加載設(shè)備112通過內(nèi)部終端104和外部終端108上的配置接口分別向內(nèi)部終端104和外部終端108加載配置文件，如終端系統(tǒng)(ES)，這些終端系統(tǒng)(ES)可控制內(nèi)部終端204和外部終端108的操作，并且可包含協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件以控制ARINC664P7總線106和ARINC429總線107的操作。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，ARINC664P7總線106用于在內(nèi)部終端104與外部終端108之間傳遞數(shù)據(jù)(例如，所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容，如傳感器數(shù)據(jù)、應(yīng)用等)，而ARINC429總線107用于在內(nèi)部終端104與外部終端108之間傳遞控制信息(如操作命令、狀態(tài)信息、密鑰等)。以下將結(jié)合具體的數(shù)據(jù)傳遞過程來描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。雖然以下描述中引述了 ARINC664P7總線106和ARINC429總線107作為示例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的ARINC664P7總線106和ARINC429總線107可以替換成其他可類似地配置的總線而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0036]I)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)向外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)
[0037]圖2示出了從機(jī)載系統(tǒng)200向外部網(wǎng)絡(luò)210單向傳輸?shù)氖疽鈭D。類似于以上關(guān)于圖1所描述的，機(jī)載系統(tǒng)200可包括源設(shè)備202和通信接口 220，其中源設(shè)備202、通信接口220、公共網(wǎng)絡(luò)210可分別對(duì)應(yīng)于圖1中所示的電子設(shè)備102、通信接口 120、公共網(wǎng)絡(luò)110。如上所述，通信接口 220包括內(nèi)部終端204、ARINC664P7總線206、ARINC429總線207和外部終端208。
[0038]從機(jī)載系統(tǒng)200(或其他內(nèi)部數(shù)據(jù)系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò))中的源設(shè)備202向外部公共網(wǎng)絡(luò)210發(fā)出信號(hào)和傳輸數(shù)據(jù)時(shí),可米用ARINC664P7總線206。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)ARINC664P7標(biāo)準(zhǔn)定義，由內(nèi)部終端204上的終端系統(tǒng)(ES)的協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件基于靜態(tài)配置文件將ARINC664P7總線206上的虛擬通道配置為單向通信(從內(nèi)部終端204到外部終端208)的邏輯鏈路，并按照靜態(tài)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。例如，在建立內(nèi)部終端204的配置文件時(shí)，僅建立單向VL配置，在模塊加電工作期間，內(nèi)部終端204上的ARINC664協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件按照該單向配置僅接收來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(例如機(jī)載源設(shè)備202)的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由ARINC664P7總線206和外部終端208轉(zhuǎn)發(fā)至外部網(wǎng)絡(luò)210。這樣，使得ARINC664P7總線206具有單向的傳輸特性，即僅支持從機(jī)載源設(shè)備202向外部公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單向通信，滿足了機(jī)載系統(tǒng)200與地面的大數(shù)據(jù)量通信的要求。而此時(shí)，外部公共網(wǎng)絡(luò)210則無法通過ARINC664P7總線206與機(jī)載源設(shè)備202進(jìn)行反向數(shù)據(jù)通信，保證了機(jī)載系統(tǒng)200與公共網(wǎng)絡(luò)210的有效隔離。采用此方法，只需要對(duì)內(nèi)部終端204和外部終端208上關(guān)于ARINC664P7總線206的通信協(xié)議和配置文件進(jìn)行制定，無需對(duì)網(wǎng)絡(luò)層之上的數(shù)據(jù)和應(yīng)用進(jìn)行處理，簡化了防護(hù)手段。另外，由于通信協(xié)議和配置文件需要由專用加載設(shè)備212通過特定的配置接口加載到內(nèi)部終端204和外部終端208，外部網(wǎng)絡(luò)無法對(duì)此進(jìn)行影像，這就有效地阻止了外部公共網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸協(xié)議和配置文件的修改，從而對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效隔離。
[0039]數(shù)據(jù)下載過程:
[0040]在有數(shù)據(jù)需要下載時(shí)，加載設(shè)備212向內(nèi)部終端204和外部終端208加載配置文件，以將ARINC664P7總線206設(shè)置為常態(tài)下僅支持從內(nèi)部終端204向外部終端208的單向傳輸方式。
[0041]機(jī)載源設(shè)備202經(jīng)由內(nèi)部終端204、ARINC429總線207和外部終端208向公共網(wǎng)絡(luò)210的地面支持系統(tǒng)220發(fā)送數(shù)據(jù)下載請(qǐng)求信號(hào)，地面支持系統(tǒng)220將經(jīng)由地面數(shù)據(jù)收發(fā)終端212接收到該請(qǐng)求。
[0042]如果此時(shí)不允許傳輸，則地面支持系統(tǒng)220將經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)210向外部終端208發(fā)送等待類命令，外部終端208將該等待類命令經(jīng)由ARINC429總線207發(fā)送給源設(shè)備202。源設(shè)備202將處于等待狀態(tài)或關(guān)閉與地面的通信，直至接收到允許通信命令。
[0043]如果允許傳輸，則地面支持系統(tǒng)220將向外部終端208反饋可以接收的命令或狀態(tài)信號(hào)，此信號(hào)可通過ARINC429總線207傳輸至機(jī)載源設(shè)備202。
[0044]機(jī)載源設(shè)備202對(duì)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的加密算法進(jìn)行加密處理，并生成計(jì)算密鑰的源信息。
[0045]此時(shí)，加密數(shù)據(jù)經(jīng)由內(nèi)部終端204、被配置成僅支持單向傳輸?shù)腁RINC664P7總線206、和外部終端208向公共網(wǎng)絡(luò)210的地面支持系統(tǒng)220傳輸這些數(shù)據(jù)。
[0046]地面支持系統(tǒng)220使用接收到的密鑰信息根據(jù)預(yù)先設(shè)定的解密算法計(jì)算解密密鑰，由此對(duì)下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，還原下載數(shù)據(jù)。
[0047]在數(shù)據(jù)下載時(shí)，制定ARINC664P7總線206單向傳輸是基于傳輸層和協(xié)議層的通信協(xié)議和配置文件，無需對(duì)網(wǎng)絡(luò)層之上的數(shù)據(jù)和應(yīng)用進(jìn)行處理，簡化了防護(hù)手段。此外，由于通信協(xié)議和配置文件需要通過特定的配置接口進(jìn)行加載，外部網(wǎng)絡(luò)無法對(duì)此進(jìn)行影像，這就有效地隔離了外部公共網(wǎng)絡(luò)。
[0048]如果此時(shí)機(jī)外網(wǎng)絡(luò)210反向傳輸數(shù)據(jù)，則反向數(shù)據(jù)傳輸是被屏蔽的，所以機(jī)載設(shè)備202不會(huì)接收這些數(shù)據(jù)，也就是說，機(jī)外網(wǎng)絡(luò)210的非法數(shù)據(jù)或操作不會(huì)在此時(shí)影響機(jī)載設(shè)備202。
[0049]2)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)
[0050]為滿足飛機(jī)對(duì)地面運(yùn)營維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的快速響應(yīng)和反饋的要求，以及高效支持地面人員的維護(hù)操作，應(yīng)當(dāng)允許向機(jī)載設(shè)備上傳數(shù)據(jù)。在從外部公共網(wǎng)絡(luò)向機(jī)載設(shè)備上傳數(shù)據(jù)的過程中，采用ARINC664P7總線206和ARINC429總線207相結(jié)合的形式。
[0051]圖3示出了地面系統(tǒng)320向機(jī)載系統(tǒng)300傳輸數(shù)據(jù)的示意圖。類似于以上關(guān)于圖1所描述的，機(jī)載系統(tǒng)300可包括目的設(shè)備302和通信接口 320，其中目的設(shè)備302、通信接口 320、公共網(wǎng)絡(luò)310可分別對(duì)應(yīng)于圖1中所示的電子設(shè)備102、通信接口 120、公共網(wǎng)絡(luò)110。如上所述，通信接口 320包括內(nèi)部終端304、ARINC664P7總線306、ARINC429總線307和外部終端308。
[0052]在制定訪問策略和配置文件時(shí)，與上節(jié)中關(guān)于ARINC664P7總線206所描述的類似，基于靜態(tài)配準(zhǔn)原則，內(nèi)部終端304僅在ARINC664P7總線306上建立單向虛擬鏈路，即由外部向內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)。地面系統(tǒng)320將需要上傳的數(shù)據(jù)分成兩個(gè)部分，一個(gè)是上傳的數(shù)據(jù)包，例如包含需要更新的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、軟件安裝程序等；另一部分為控制信息，例如包括操作命令、狀態(tài)信息、公鑰等，其中操作命令可指示目的電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)關(guān)于該數(shù)據(jù)包執(zhí)行的操作，狀態(tài)信息指示與所述數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)(例如，傳輸請(qǐng)求、允許傳輸、等待命令、反饋信息等)，公鑰用于對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密。其中數(shù)據(jù)包和控制信息分別用相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，為了提高安全性，可在公鑰后添加與該操作命令相關(guān)聯(lián)的操作校驗(yàn)位。當(dāng)機(jī)載系統(tǒng)300接收來自公共網(wǎng)絡(luò)310的數(shù)據(jù)時(shí)，與外部網(wǎng)絡(luò)310直接連接的外部終端308首先接收控制信息(例如操作命令、狀態(tài)信息和公鑰等)，并在需要的情況下進(jìn)行解密。此時(shí)，只有當(dāng)操作命令與公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位相互匹配時(shí)，通信協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件才能被激活。即，外部終端308將通過有線或無線方式接收外部網(wǎng)絡(luò)310傳來的數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)識(shí)符分離普通數(shù)據(jù)包和控制信息(如操作命令、狀態(tài)信息、公鑰等)，在驗(yàn)證數(shù)據(jù)包合法的情況下，將普通數(shù)據(jù)包通過ARINC664P7總線306傳輸給內(nèi)部終端304，將控制信息通過ARINC429總線307傳輸給內(nèi)部終端304。在這兩種數(shù)據(jù)包被內(nèi)部終端304接收后，內(nèi)部終端304將對(duì)這兩類數(shù)據(jù)包根據(jù)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行重組，根據(jù)數(shù)據(jù)加密密鑰和算法進(jìn)行解碼，以及對(duì)重組和解碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。如果校驗(yàn)正確，內(nèi)部終端304將這些數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)等信息傳輸至目的設(shè)備302，如果錯(cuò)誤，將直接丟棄這些數(shù)據(jù)。
[0053]采用此種方式，由于操作命令、公鑰等與數(shù)據(jù)分開傳輸，數(shù)據(jù)之間的獨(dú)立性很高，極大的降低了攻擊者利用傳輸?shù)拿荑€破譯、篡改數(shù)據(jù)和攻擊機(jī)載設(shè)備的幾率，即使發(fā)生篡改，也可以利用操作控制與加解密密鑰校驗(yàn)信息發(fā)現(xiàn)和處理。另外，操作命令、狀態(tài)信息等通過ARINC429總線307傳輸，由于ARINC429總線307傳輸是確定的，即目的設(shè)備明確，傳輸?shù)拿课粩?shù)據(jù)明確，因此即使發(fā)生錯(cuò)誤或非法的控制時(shí)，也只會(huì)影響目的設(shè)備302，不會(huì)影響機(jī)載網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備。例如，由于其他機(jī)載設(shè)備沒有解密功能，無法對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密和還原，結(jié)果直接丟棄這些數(shù)據(jù)包，從而不會(huì)受到影響。
[0054]利用ARINC664P7總線306傳輸?shù)膸掃_(dá)到百兆級(jí)的優(yōu)點(diǎn)，使用ARINC664P7總線306傳輸其中的經(jīng)過多重加密的數(shù)據(jù)包，可以減少上傳時(shí)間。利用ARINC429總線307具有很強(qiáng)的傳輸確定性(傳輸?shù)哪康脑O(shè)備是明確的，傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)位也是詳細(xì)定義的等)的優(yōu)點(diǎn)，傳輸操作命令、狀態(tài)信息以及公鑰，這樣既保證了操作與數(shù)據(jù)的獨(dú)立，還保證了密鑰與數(shù)據(jù)的不相關(guān)。
[0055]數(shù)據(jù)上傳過程:
[0056]在有數(shù)據(jù)需要上傳時(shí)，加載設(shè)備312向內(nèi)部終端304和外部終端308加載配置文件，以將ARINC664P7總線306設(shè)置為常態(tài)下僅支持從外部終端308向內(nèi)部終端304的單向傳輸方式。
[0057]地面支持系統(tǒng)320經(jīng)由地面數(shù)據(jù)收發(fā)終端312和公共網(wǎng)絡(luò)310向機(jī)載源設(shè)備302發(fā)送數(shù)據(jù)上傳請(qǐng)求信號(hào)，其中負(fù)責(zé)與機(jī)外網(wǎng)絡(luò)通信的外部終端308將接收此請(qǐng)求，此請(qǐng)求經(jīng)由ARINC429總線307傳遞給目的設(shè)備302。
[0058]如果此時(shí)不允許，目的設(shè)備302通過外部終端308反饋等待命令，地面設(shè)備320處于等待狀態(tài)，直至接收到允許命令。如果接收到允許通信命令，地面系統(tǒng)320將需要上傳的數(shù)據(jù)分成兩個(gè)部分，一個(gè)是上傳的數(shù)據(jù)包，包含需要更新的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、軟件安裝程序等，并且可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的加密算法進(jìn)行加密；另一部分為控制信息，包括操作命令、狀態(tài)信息、公鑰等，其中操作命令指示目的設(shè)備302應(yīng)當(dāng)執(zhí)行的操作，例如利用所接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行軟件更新操作、存儲(chǔ)所接收的數(shù)據(jù)包等。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信息(操作命令、狀態(tài)信息、公鑰等)可經(jīng)由私鑰進(jìn)行加密。地面系統(tǒng)320將這兩部份數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包、控制信息)經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)310傳送給外部終端308。在一個(gè)實(shí)施例中，可在公鑰后添加操作校驗(yàn)位，從而當(dāng)外部終端308接收到這兩部份數(shù)據(jù)時(shí)，首先匹配操作命令與隨公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位，并且在匹配的情況下才激活內(nèi)部終端304與外部終端308之間的通信協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件，從而外部終端308將通過有線或無線方式從外部網(wǎng)絡(luò)310傳來的數(shù)據(jù)根據(jù)標(biāo)識(shí)符將普通數(shù)據(jù)包通過ARINC664P7總線306傳輸給內(nèi)部終端304，將控制信息通過ARINC429總線307傳輸給內(nèi)部終端304。內(nèi)部終端304可用私鑰來解密控制信息(即操作命令、狀態(tài)信息、公鑰等)，并使用解密出的公鑰根據(jù)預(yù)設(shè)的算法解密數(shù)據(jù)包，還原出原數(shù)據(jù)。如果此時(shí)通過特定的校驗(yàn)位發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)被更改，就認(rèn)為此數(shù)據(jù)包為非法，將直接丟棄，不被記錄和存儲(chǔ)；如果沒有發(fā)現(xiàn)更改，將認(rèn)可為合法數(shù)據(jù)，并被傳輸至目的設(shè)備302。
[0059]通過將數(shù)據(jù)包與控制信息(例如操作命令、密鑰)分開傳輸，極大的降低了數(shù)據(jù)被破譯、更改的幾率，非法數(shù)據(jù)進(jìn)入機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的事件就更加不可能發(fā)生。即使發(fā)生外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)該機(jī)載設(shè)備非法操作，但是也只能影響該機(jī)載設(shè)備，而它與其他機(jī)載設(shè)備的通信需要按照硬件配置的協(xié)議或機(jī)制進(jìn)行，外部的非法操作無法對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備造成影響。
[0060]技術(shù)效果:
[0061]該通信接口設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)的ARINC664P7和ARINC429總線，結(jié)合各自傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信時(shí)保障機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的安全。在下載輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于ARINC664P7是單向配置，保證機(jī)外網(wǎng)絡(luò)不會(huì)與傳輸數(shù)據(jù)至機(jī)載網(wǎng)絡(luò)，有效保證單向的隔離。在上傳數(shù)據(jù)時(shí)，在驗(yàn)證操作命令合法后，激活上傳的ARINC664P7鏈路，并通過不同的總線傳輸普通數(shù)據(jù)包和控制信息包，保證了機(jī)外網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的影響范圍有限。
[0062]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種通信接口，用于將電子設(shè)備連接至網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述通信接口包括: 內(nèi)部終端，其用于連接至電子設(shè)備； 外部終端，其用于有線或無線地連接至網(wǎng)絡(luò)； ARINC664P7總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸數(shù)據(jù)；以及 ARINC429總線，其連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸與所述數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信肩、O
2.如權(quán)利要求1所述的通信接口，其特征在于，所述內(nèi)部終端和所述外部終端分別包括配置接口以由加載設(shè)備向所述內(nèi)部終端和所述外部終端加載配置文件。
3.如權(quán)利要求2所述的通信接口，其特征在于，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述內(nèi)部終端向所述外部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述內(nèi)部終端接收來自電子設(shè)備的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述外部終端，所述外部終端進(jìn)而將所述數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要 求2所述的通信接口，其特征在于，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述外部終端向所述內(nèi)部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述外部終端接收來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包和控制信息，經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)包傳輸給所述內(nèi)部終端，并經(jīng)由所述ARINC429總線將所述控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端。
5.如權(quán)利要求4所述的通信接口，其特征在于，所述控制信息包括操作命令、狀態(tài)信息和公鑰，其中所述操作命令指示目的電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)關(guān)于所述數(shù)據(jù)包執(zhí)行的操作，所述狀態(tài)信息指示與所述數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，所述公鑰用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密。
6.如權(quán)利要求5所述的通信接口，其特征在于，所述公鑰攜帶有操作校驗(yàn)位，所述外部終端在確定所述操作命令與所述公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位相互匹配時(shí)才將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
7.如權(quán)利要求5所述的通信接口，其特征在于，所述內(nèi)部終端對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密和校驗(yàn)，并在校驗(yàn)正確的情況下將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給目的電子設(shè)備，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
8.如權(quán)利要求4所述的通信接口，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包和控制信息分別由相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的通信接口，其特征在于，所述電子設(shè)備是以下至少一者:飛行控制系統(tǒng)設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載通信設(shè)備、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)載顯示設(shè)備、客艙系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載信息系統(tǒng)設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、企業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、車載電子系統(tǒng)、便攜式設(shè)備、導(dǎo)航儀、平板電腦、家用電器。
10.一種通信方法，其特征在于，包括: 經(jīng)由內(nèi)部終端連接至電子設(shè)備； 經(jīng)由外部終端有線或無線地連接至網(wǎng)絡(luò)； 經(jīng)由ARINC664P7總線連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸數(shù)據(jù)；以及 經(jīng)由ARINC429總線連接所述內(nèi)部終端與所述外部終端以傳輸與所述數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息。
11.如權(quán)利要求10所述的通信方法，其特征在于，還包括: 由加載設(shè)備通過所述內(nèi)部終端和所述外部終端上的配置接口分別向所述內(nèi)部終端和所述外部終端加載配置文件。
12.如權(quán)利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述內(nèi)部終端向所述外部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述內(nèi)部終端接收來自電子設(shè)備的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)傳輸給所述外部終端，所述外部終端進(jìn)而將所述數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)。
13.如權(quán)利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述配置文件將所述ARINC664P7總線配置成從所述外部終端向所述內(nèi)部終端單向地傳輸數(shù)據(jù)，所述外部終端接收來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包和控制信息，經(jīng)由所述ARINC664P7總線將所述數(shù)據(jù)包傳輸給所述內(nèi)部終端，并經(jīng)由所述ARINC429總線將所述控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端。
14.如權(quán)利要求13所述的通信方法，其特征在于，所述控制信息包括操作命令、狀態(tài)信息和公鑰，其中所述操作命令指示目的電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)關(guān)于所述數(shù)據(jù)包執(zhí)行的操作，所述狀態(tài)信息指示與所述數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，所述公鑰用于對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密。
15.如權(quán)利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述公鑰攜帶有操作校驗(yàn)位，所述外部終端在確定所述操作命令與所述公鑰攜帶的操作校驗(yàn)位相互匹配時(shí)才將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給所述內(nèi)部終端，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
16.如權(quán)利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述內(nèi)部終端對(duì)所述數(shù)據(jù)包進(jìn)行解密和校驗(yàn)，并在校驗(yàn)正確的情況下將所述數(shù)據(jù)包和控制信息傳輸給目的電子設(shè)備，否則丟棄所述數(shù)據(jù)包和控制信息。
17.如權(quán)利要求13所述的通信方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包和控制信息分別由相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
18.如權(quán)利要求10-17中任一項(xiàng)所述的通信方法，其特征在于，所述電子設(shè)備是以下至少一者:飛行控制系統(tǒng)設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載通信設(shè)備、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)載顯示設(shè)備、客艙系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)載信息系統(tǒng)設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、企業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、車載電子系統(tǒng)、便攜式設(shè)備、導(dǎo)航儀、平板電腦、家用電器。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK103986736SQ201410253891
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】周貴榮, 曹全新, 孫志強(qiáng), 鄒照亮, 楊融, 陳斌, 李偉杰, 劉子堯, 徐睿娜 申請(qǐng)人:中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院