Ptp時(shí)鐘的攻擊測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以太網(wǎng)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于以太網(wǎng)技術(shù)的根深蒂固，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛使用以太網(wǎng)技術(shù)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和技術(shù)的需求也越來(lái)越明顯。一種符合IEEE1588V2的精確時(shí)鐘同步協(xié)議(PTP，Precis1n Time Synchronizat1n Protocol)的新型網(wǎng)絡(luò)精確時(shí)間同步技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)始應(yīng)用。如電力、通信、交通等多個(gè)領(lǐng)域都在使用PTP技術(shù)滿足時(shí)間同步需求，并且極大提高的授時(shí)精度需求，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源。
[0003]但在IEEE1588V2標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)僅僅定義了各種協(xié)議族的類型、參量配置和應(yīng)用類型；標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有考慮到該協(xié)議面臨的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和安全問(wèn)題，也沒(méi)有制定時(shí)間信息最終的處理者，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中來(lái)自有威脅性設(shè)備發(fā)出惡意報(bào)文該如何處理，標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有做出要求。因此，需要對(duì)協(xié)議的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行安全性測(cè)試和評(píng)價(jià)，使研發(fā)人員根據(jù)測(cè)試結(jié)果完善產(chǎn)品，降低受攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試系統(tǒng)和方法，能夠?qū)TP時(shí)鐘的抗攻擊能及進(jìn)行測(cè)試評(píng)判，使研發(fā)人員根據(jù)測(cè)試結(jié)果完善產(chǎn)品，降低受攻擊風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試系統(tǒng)，包括:
[0006]PTP主時(shí)鐘，分別連接時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器和PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，用于參數(shù)配置后，實(shí)時(shí)產(chǎn)生秒脈沖并發(fā)送至所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，還用于向所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文；
[0007]灌包測(cè)試儀，連接所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，用于參數(shù)配置后，偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并將所述偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文按照參數(shù)配置發(fā)送至所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；
[0008]PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，還連接網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備，用于參數(shù)配置后，接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述PTP主時(shí)鐘發(fā)送的PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和所述灌包測(cè)試儀發(fā)送的偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文至所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備;
[0009]網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備，還連接被測(cè)PTP從時(shí)鐘，用于參數(shù)配置后，接收所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和/或所述偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并按照參數(shù)配置對(duì)所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和/或所述偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行損傷，形成損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并發(fā)送至所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘；
[0010]被測(cè)PTP從時(shí)鐘，還連接所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，用于參數(shù)配置后，接收所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備發(fā)送的所述損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并根據(jù)所述損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文實(shí)時(shí)對(duì)秒脈沖進(jìn)行更新，并將更新后的秒脈沖發(fā)送至所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器；
[0011]時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，用于接收并計(jì)算所述PTP主時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖和所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖之間的差值，并根據(jù)所述差值判斷所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的抗攻擊能力。
[0012]本發(fā)明還提供了另外一種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試系統(tǒng)，包括:
[0013]PTP主時(shí)鐘，分別連接時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器和網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備，用于參數(shù)配置后，實(shí)時(shí)產(chǎn)生秒脈沖并發(fā)送至所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，還用于向所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備發(fā)送PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文；
[0014]網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備，還連接PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，用于參數(shù)配置后，接收所述PTP主時(shí)鐘發(fā)送的PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并按照參數(shù)配置對(duì)所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行損傷，形成損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并發(fā)送至所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘；
[0015]灌包測(cè)試儀，連接所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，用于參數(shù)配置后，偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并將所述偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文按照參數(shù)配置發(fā)送至所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；
[0016]PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，還連接被測(cè)PTP從時(shí)鐘，用于參數(shù)配置后，接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備發(fā)送的損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和/或所述灌包測(cè)試儀發(fā)送的偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文至所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘；
[0017]被測(cè)PTP從時(shí)鐘，還連接所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，用于參數(shù)配置后，接收所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送的損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并根據(jù)所述損傷PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文和偽造PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文實(shí)時(shí)對(duì)秒脈沖進(jìn)行更新，并將更新后的秒脈沖發(fā)送至所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器;
[0018]時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器，用于接收并計(jì)算所述PTP主時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖和所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖之間的差值，并根據(jù)所述差值判斷所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的抗攻擊能力。
[0019]前面所述兩種攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述PTP主時(shí)鐘的參數(shù)配置為:配置所述PTP主時(shí)鐘的同步工作模式為對(duì)等延時(shí)機(jī)制\支持IEEE802.3傳輸方式\2步法\組播，同步報(bào)文發(fā)送時(shí)間Announce報(bào)文周期為ls，Announce接收超時(shí)時(shí)間為8s，Sync報(bào)文周期為ls，PDelay報(bào)文周期為ls，時(shí)間參考系為UTC。
[0020]前面所述兩種攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的參數(shù)配置為:配置所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的同步工作模式為對(duì)等延時(shí)機(jī)制\支持IEEE802.3傳輸方式\2步法\組播，同步報(bào)文發(fā)送時(shí)間Announce報(bào)文周期為ls，Announce接收超時(shí)時(shí)間為8s，Sync報(bào)文周期為ls，PDelay報(bào)文周期為ls，時(shí)間參考系為UTC，與所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的連接端口限速為5Mbit/s0
[0021]前面所述兩種攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的參數(shù)配置為:所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上與所述PTP主時(shí)鐘的連接端口設(shè)置為VID2，所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上與所述灌包測(cè)試儀的連接端口、以及所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上與所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的連接端口都設(shè)置為VID3o
[0022]前面所述兩種攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的參數(shù)配置為:將網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的丟幀率配置為5%到20%之間，或?qū)瑏y序率配置為1%到5%之間，或幀復(fù)制率預(yù)設(shè)范圍配置為1%到5%之間。
[0023]前面所述兩種攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述灌包測(cè)試儀的參數(shù)配置為:將發(fā)送偽造PTP報(bào)文的頻次參數(shù)設(shè)置為I次/S到1000次/s之間。
[0024]本發(fā)明還提供了一種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試方法，所述方法應(yīng)用于前兩所述的兩種PTP時(shí)鐘的攻擊測(cè)試系統(tǒng)中，所述方法包括:
[0025]將所述PTP主時(shí)鐘、所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘進(jìn)行參數(shù)配置后，所述PTP主時(shí)鐘實(shí)時(shí)向所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器發(fā)送秒脈沖，同時(shí)不斷將PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文通過(guò)所述PTP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備發(fā)送至被測(cè)PTP從時(shí)鐘，此時(shí)，所述灌包測(cè)試儀不工作，所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備不對(duì)所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行損傷；
[0026]所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘接收所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并根據(jù)所述PTP網(wǎng)絡(luò)報(bào)文實(shí)時(shí)對(duì)秒脈沖進(jìn)行更新，并將更新后的秒脈沖發(fā)送至所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器；
[0027]所述時(shí)間間隔計(jì)時(shí)器接收并計(jì)算所述PTP主時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖和所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘發(fā)送的秒脈沖之間的差值，對(duì)所述差值的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷；當(dāng)所述差值穩(wěn)定后，
[0028]將所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的丟幀率配置為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最小值，觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則判定所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘抗攻擊能力等級(jí)為最小，否則再設(shè)置網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備丟幀率為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最大值；觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則利用二分法找出丟幀靈敏點(diǎn)，并根據(jù)所述丟幀率靈敏點(diǎn)對(duì)所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的抗攻擊能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)判；否則；
[0029]將所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的幀亂序率配置為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最小值，觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則判定所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘抗攻擊能力等級(jí)為最小，否則再設(shè)置網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備幀亂序率為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最大值；觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則利用二分法找出亂序率靈敏點(diǎn)，并根據(jù)所述亂序靈敏點(diǎn)對(duì)所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的抗攻擊能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)判，否則，
[0030]將所述網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備的幀復(fù)制率配置為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最小值，觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則判定所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘抗攻擊能力等級(jí)為最小，否則再設(shè)置網(wǎng)絡(luò)損傷設(shè)備幀復(fù)制率為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最大值；觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則利用二分法找出復(fù)制率靈敏點(diǎn)，并根據(jù)所述亂序靈敏點(diǎn)對(duì)所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘的抗攻擊能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)判，否則，
[0031]將所述灌包測(cè)試儀發(fā)送偽造PTP報(bào)文的頻次參數(shù)配置為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最小值，觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則判定所述被測(cè)PTP從時(shí)鐘抗攻擊能力等級(jí)為最小，否則再將所述灌包測(cè)試儀發(fā)送偽造PTP報(bào)文的頻次參數(shù)配置為預(yù)設(shè)范圍內(nèi)最大值；觀察所述差值變化情況，若所述差值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則利用二分法找出偽造PTP報(bào)文率靈敏點(diǎn)，并根據(jù)所述偽