现场总线控制系统（FCS）系列：Bosch Rexroth Sercos III (适用于食品和饮料行业)_（7）.SercosIII的安全特性.docx

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SercosIII的安全特性

1.安全通信协议

SercosIII（SerialReal-timeCommunicationSystem）是一种高性能的现场总线系统，广泛应用于食品和饮料行业的自动化控制。其安全通信协议是确保系统稳定运行和数据传输可靠性的关键。SercosIII的安全通信协议基于IEC61784-3标准，该标准定义了用于工业自动化系统的安全通信协议。SercosIII的安全通信协议通过以下几种机制来确保数据传输的安全性：

1.1数据完整性检查

数据完整性检查是SercosIII确保数据在传输过程中不被篡改的重要手段。SercosIII使用循环冗余校验（CRC）来验证数据的完整性。每次数据传输时，发送方会计算一个CRC值并将其附加到数据包中。接收方收到数据包后，会重新计算CRC值并与发送方的CRC值进行对比。如果两者一致，则说明数据传输过程中没有发生错误；否则，接收方将丢弃该数据包并请求重新发送。

1.2唯一标识符

SercosIII为每个设备分配一个唯一的标识符，即设备ID。设备ID确保每个设备在网络中的唯一性，防止设备之间的通信冲突。设备ID通常在设备初始化时由系统配置工具分配，并在整个通信过程中保持不变。

1.3安全数据传输

SercosIII支持安全数据传输，确保关键数据在传输过程中不会被非法访问或篡改。安全数据传输通过以下几种方式实现：

1.3.1加密

SercosIII使用高级加密标准（AES）对数据进行加密。AES是一种对称加密算法，可以有效防止数据在传输过程中被截获和解密。加密过程通常在发送方和接收方之间进行协商，确保双方使用相同的密钥进行加密和解密。

1.3.2身份验证

身份验证确保只有授权的设备能够访问网络中的数据。SercosIII使用数字签名技术进行身份验证。发送方在发送数据前会生成一个数字签名，接收方在接收到数据后会验证该签名。如果签名验证通过，则说明发送方是授权的设备。

1.3.3安全通道

SercosIII支持安全通道，确保关键数据在特定的通信通道中传输。安全通道通过网络配置工具进行设置，确保只有特定的设备和数据类型能够使用该通道。这有助于防止数据被恶意设备截获或篡改。

1.4安全设备配置

安全设备配置是确保SercosIII系统安全的重要步骤。通过配置工具，可以设置设备的安全参数，如设备ID、密钥、数字签名等。配置工具通常提供图形用户界面（GUI），便于操作人员进行安全配置。

1.4.1设备ID配置

设备ID配置是确保设备在网络中唯一性的第一步。配置工具会自动生成一个唯一的设备ID，并将其写入设备的存储器中。以下是一个使用BoschRexroth配置工具进行设备ID配置的示例：

#安全设备配置示例

importsercos3_config_tool

defconfigure_device_id(device,new_id):

配置设备的唯一ID

:paramdevice:设备对象

:paramnew_id:新的设备ID

#检查设备是否支持设备ID配置

ifdevice.supports_device_id_configuration():

#写入新的设备ID

device.set_device_id(new_id)

#保存配置

device.save_configuration()

print(f设备ID已成功配置为:{new_id})

else:

print(设备不支持设备ID配置)

#示例设备对象

device=sercos3_config_tool.Device(192.168.1.100)

#配置新的设备ID

configure_device_id(device,00:11:22:33:44:55)

1.4.2密钥配置

密钥配置是确保数据加密和身份验证的关键步骤。配置工具会生成一个密钥，并将其写入设备的存储器中。以下是一个使用BoschRexroth配置工具进行密钥配置的示例：

#密钥配置示例

importsercos3_config_tool

defconfigure_key(device,key):

配置设备的加密密钥

:paramdevice:设备对象

:paramkey:加密密钥

#检查设备是否支持密钥配置

ifdevi