数据分析装置、方法以及程序制造方法及图纸

技术编号:22570633 阅读:63 留言:0更新日期:2019-11-17 10:32
本发明专利技术提供数据分析装置、方法以及程序。数据分析装置具有接收器、分析器、选择器以及判定器,接收器接收在制造控制装置与制造装置之间传输的数据包,分析器从接收到的数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出在所接收到的数据包的有效负载中所包含的数据的种类,选择器根据由分析器求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则,在有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,判定器判定为制造系统中存在异常。由此,在不对现有制造系统进行大幅度改变的情况下就能检测制造系统中的异常。

Data analysis device, method and procedure

The invention provides a data analysis device, a method and a program. The data analysis device has a receiver, an analyzer, a selector and a decider. The receiver receives the data packets transmitted between the manufacturing control device and the manufacturing device. The analyzer calculates the type of data contained in the payload of the received data packets from the IP address and port number contained in the header of the received data packets. The selector is calculated according to the For the type of data, select the syntax or rule corresponding to the type of data. When the data contained in the payload does not follow the syntax or rule corresponding to the type of data, the decider determines that there is an exception in the manufacturing system. Thus, the anomaly in the manufacturing system can be detected without a significant change to the existing manufacturing system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据分析装置、方法以及程序
本公开涉及一种计算机网络上的数据的分析技术,尤其涉及一种制造系统中的数据的分析技术。
技术介绍
近年来,通过经由互联网等通信网络而与工厂内外的事物、服务建立合作关系,从而积极地实施以提高生产力、创造前所未有的价值、构建新的商业模式为目标的举措。另一方面,在互联网空间内,黑客、恶意软件等造成的网络攻击活跃。基于网络攻击的非法侵入、信息泄露等事件逐年增加,针对工厂的制造系统也报告了存在停止生产、破坏设备的情况。因此,需要通过检测在具有计算机网络的制造系统中产生的异常来提高制造系统的安全等级。例如,专利文献1中记载了用以提高控制系统的安全等级的机制的示例。专利文献1的系统汇总从与多个控制系统分别对应的监视部发送的异常通知,并评价被怀疑存在异常的控制系统的信誉。当根据评价结果与基准对照而判定为异常时,就针对使被怀疑存在异常的控制系统运转的保护区域,至少限制来自该保护区域内的出站流量。并且,在工厂的制造系统中,各制造装置经由网络连接,在彼此进行通信的同时进行制造。在与这样的网络连接的制造装置被非法操作等所控制、或者流经网络的数据被篡改时,就会存在制造出不合格产品或者制造装置受到破坏的问题。为了解决上述问题,例如在专利文献2中记载了一种从网络的数据中检测非法行为的攻击检测装置。专利文献1:日本公开专利公报特开2012-168755号公报专利文献2:日本公开专利公报特开2016-19028号公报
技术实现思路
-专利技术要解决的技术问题->不过,为了引入专利文献1所记载的用于检测异常的机构,需要大幅度改变现有的制造系统。在专利文献2的攻击检测装置中,由于仅从存储在用于通信的数据包的报头中的窗口信息检测攻击,所以不一定能够进行高精度的攻击检测。并且,无法从存储在数据包的报头中的窗口信息,将制造系统中产生了故障的这一情况作为异常检测出来。本公开的目的在于:不对现有的制造系统进行大幅度的改变,就能检测制造系统中的异常。-用以解决技术问题的技术方案-本公开的数据分析装置对在制造系统中传输的数据进行分析,所述制造系统具有制造装置和控制所述制造装置的制造控制装置,所述数据分析装置具有接收器、分析器、选择器及判定器,所述接收器接收在所述制造控制装置与所述制造装置之间传输的第一数据包,所述分析器从接收到的所述第一数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出在所接收到的所述第一数据包的有效负载中所包含的数据的种类,所述选择器根据由所述分析器求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则,在所述有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,所述判定器判定为所述制造系统中存在异常。根据上述结构,能够接收在制造系统中的制造控制装置与制造装置之间传输的数据包,并且能够由其内容来判定制造系统中存在异常。由于所接收的数据包与数据分析装置无关,是在制造系统中通常使用的数据包,因而能够容易获知在制造系统中存在异常。本公开的数据分析方法对在制造系统中传输的数据进行分析,所述制造系统具有制造装置和控制所述制造装置的制造控制装置,所述数据分析方法包括:接收在所述制造控制装置与所述制造装置之间传输的数据包;从接收到的所述数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出所接收到的所述数据包的有效负载中所包含的数据的种类;根据求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则;在所述有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,判定为在所述制造系统中存在异常。本公开的数据分析程序让计算机执行对在制造系统中传输的数据进行分析的数据分析方法,所述制造系统具有制造装置和控制所述制造装置的制造控制装置,所述数据分析方法包括:接收在所述制造控制装置与所述制造装置之间传输的数据包;从接收到的所述数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出所接收到的所述数据包的有效负载中所包含的数据的种类;根据求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则;在所述有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,判定为所述制造系统中存在异常。-专利技术的效果-根据本公开,不对现有的制造系统进行大幅度的改变,就能够检测制造系统中的异常。因此,能够以低成本检测来自制造系统外部的攻击、制造系统内部的故障等。附图说明图1是示出包括本专利技术的实施方式所涉及的数据分析装置在内的制造系统的结构例的方框图。图2是示出流经图1的网络的数据包的结构例的图。图3是示出IP数据包的格式示例的图。图4是示出TCP数据包的格式示例的图。图5是示出UDP数据包的格式示例的图。图6是示出在图1的制造系统中数据包的报头所包含的IP地址等的组合与数据包的有效负载所包含的数据的种类之间的对应关系的示例图。图7是示出图1的制造装置的状态转变示例的状态转变图。图8是示出控制指令的格式示例的图。图9是示出控制指令的语法示例的图。图10是示出运转实绩通知的格式示例的图。图11是示出运转实绩通知的语法示例的图。图12是示出图1的数据分析装置的结构例的方框图。图13是示出图1的数据分析装置的动作示例的流程图。图14是示出图13的流程图的变形例的流程图。图15是示出正常时控制指令的顺序示例的图。图16是示出异常时控制指令的顺序示例的图。图17是示出图13的流程图的另一变形例的流程图。图18是示出正常时运转实绩信息的顺序示例的图。图19是示出异常时运转实绩信息的顺序示例的图。图20是示出图13的流程图的另一变形例的流程图。图21是制造装置的状态转变图,其示出从各个状态向下一个状态的转变概率。图22是示出与正常时制造装置的状态转变的概率相关的规则示例的图。图23是示出与异常时控制指令的实际产生概率相关的信息示例的图。图24是示出与异常时运转实绩信息的实际产生概率相关的信息示例的图。图25是示出与异常时制造装置的状态转变的实际产生概率相关的信息示例的图。图26是示出与正常时下一个指令的产生概率相关的规则示例的图。图27是示出与正常时下一个运转实绩信息的产生概率相关的规则示例的图。图28是示出图13的流程图的另一变形例的流程图。图29是制造装置的状态转变图,其示出从成为各个状态开始到成为下一个状态为止的时间。图30是示出与正常时制造装置的状态转变所需的时间相关的规则示例的图。图31是示出与异常时到输出控制指令为止的实际时间相关的信息示例的图。图32是示出与异常时到输出运转实绩信息为止的实际时间相关的信息示例的图。图33是示出与异常时制造装置的状态转变所需的实际时间相关的信息示例的图。图34是示出与正常时到输出下一个指令为止的时间相关的规则示例的图。图35是示出与正常时到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据分析装置,该数据分析装置对在制造系统中传输的数据进行分析,所述制造系统具有制造装置和控制所述制造装置的制造控制装置,所述数据分析装置的特征在于:/n所述数据分析装置具有接收器、分析器、选择器及判定器,/n所述接收器接收在所述制造控制装置与所述制造装置之间传输的第一数据包,/n所述分析器从接收到的所述第一数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出在所接收到的所述第一数据包的有效负载中所包含的数据的种类,/n所述选择器根据由所述分析器求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则,/n在所述有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,所述判定器判定为所述制造系统中存在异常。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 JP 2017-0612101.一种数据分析装置,该数据分析装置对在制造系统中传输的数据进行分析,所述制造系统具有制造装置和控制所述制造装置的制造控制装置,所述数据分析装置的特征在于:
所述数据分析装置具有接收器、分析器、选择器及判定器,
所述接收器接收在所述制造控制装置与所述制造装置之间传输的第一数据包,
所述分析器从接收到的所述第一数据包的报头所包含的IP地址和端口号,求出在所接收到的所述第一数据包的有效负载中所包含的数据的种类,
所述选择器根据由所述分析器求出的所述数据的种类,选择与所述数据的种类对应的语法或者规则,
在所述有效负载所包含的数据没有遵循与所述数据的种类对应的语法或者规则时,所述判定器判定为所述制造系统中存在异常。


2.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述有效负载中包含控制指令,
所述语法是所述控制指令的语法。


3.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述有效负载中包含所述制造装置的运转实绩通知,
所述语法是所述运转实绩通知的语法。


4.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述规则中,规定了所述第一数据包的有效负载中包含的数据所示的信息与在所述第一数据包之前接收到的第二数据包的有效负载中包含的数据所示的信息之间的顺序。


5.根据权利要求4所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含第一控制指令,
在所述第二数据包的有效负载中包含第二控制指令,并且所述第一控制指令是紧接着所述第二控制指令的下一个指令,
在所述规则中,规定了所述第一控制指令的种类与所述第二控制指令的种类之间的顺序。


6.根据权利要求4所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含第一运转实绩信息,
在所述第二数据包的有效负载中包含第二运转实绩信息,并且所述第一运转实绩信息是紧接着所述第二运转实绩信息的下一个通知,
在所述规则中,规定了所述第一运转实绩信息的种类与所述第二运转实绩信息的种类之间的顺序。


7.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含控制指令,
在所述规则中,规定了当所述制造装置处于第一状态时产生用于使所述制造装置转变成第二状态的所述控制指令的预定概率,
所述判定器构成为:当所述制造装置处于所述第一状态时,求出产生所述控制指令的实际概率,并且当所述实际概率与所述预定概率之差大于规定值时,判定为所述制造系统中存在异常。


8.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含运转实绩信息,
在所述规则中,规定了当所述制造装置处于第一状态时所述制造装置向第二状态转变之际产生所述运转实绩信息的预定概率,
所述判定器构成为:当所述制造装置处于所述第一状态时,求出产生所述运转实绩信息的实际概率,并且当所述实际概率与所述预定概率之差大于规定值时,判定为所述制造系统中存在异常。


9.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述规则中,规定了当所述制造装置处于第一状态时所述制造装置向第二状态产生转变的预定概率,
所述判定器构成为:当所述制造装置处于所述第一状态时,求出所述制造装置向所述第二状态产生转变的实际概率,并且当所述实际概率与所述预定概率之差大于规定值时,判定为所述制造系统中存在异常。


10.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含第一控制指令,
在所述第一数据包之前接收到的第二数据包的有效负载中包含第二控制指令,并且所述第一控制指令是紧接着所述第二控制指令的下一个指令,
在所述规则中,规定了当产生了所述第二控制指令时在所述第二控制指令之后产生所述第一控制指令的预定概率,
所述判定器构成为:当产生了所述第二控制指令时,求出在所述第二控制指令之后产生所述第一控制指令的实际概率,并且当所述实际概率与所述预定概率之差大于规定值时,判定为所述制造系统中存在异常。


11.根据权利要求1所述的数据分析装置,其特征在于:
在所述第一数据包的有效负载中包含第一运转实绩信息,
在所述第一数据包之前接收到的第二数据包的有效负载中包含第二运转实绩信息,并且所述第一运转实绩信息是紧接着所述第二运转实绩信息的下一个...

【专利技术属性】
技术研发人员:天野博史多鹿阳介樋口裕一
申请(专利权)人:松下知识产权经营株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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