EP0909692A2

Method for barricading security related data processing systems against influence of other data networks and apparatus for carrying out the method

Abstract

The method involves securing data processor arrangements against unintentional and inadmissible influence from other data networks, with which the data processors are connected over communication services. A filter function is used, to delete all messages, which are recognised as ambiguous with respect to their safety. The data messages delivered over the communication services are filtered in at least two independent observation units connected in series with each other, and preceding the security-related data processor. The messages are encoded in a first observation unit and are decoded again in the second observation unit which follows in the data transfer direction. Test data are formed, at least indirectly, through programs and necessary unchangeable data implemented in both observation units, and are compared with the reference data stored in the observation units and/or test- and/or reference data originating in the partner observation unit. If a test is not successfully completed within a defined crash recognition time, the observation unit which recognised the crash is irreversibly switched off.

EP0909692A2, drawing sheet 1
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18 claims: 18 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method for partitioning of safety-related data processing systems against unintended and undue influence out from other data networks, with which the data processing system on communications services in connection is, by applying a filter function according to which all Telegrams are deleted that are not unequivocally considered fail safely be detected, marked by following features:1) via the communication services (D3) supplied data telegrams be in at least two independent, the upstream security-related data processing system (BLZ) and series-viewing units (PC1, PC2) filtered.2) The messages are in a first viewing unit (PC1) encrypted (V) and is in data transfer direction following second viewing unit (PC2) again decrypted (E).3) are implemented, in two viewing units Programs (F, VG) and if necessary fixed data (PD1, PD2) are formed at least indirectly and test data with stored in the viewing units reference data and / or originating from the partner-viewing unit Testing - and / or reference data is compared for a match.4) If a testing not within a defined successfully failure disclosure time is the observation unit, which has found that, irreversible off. Verfahren zum Abschotten sicherheitsrelevanter Datenverarbeitungsanlagen gegen ungewollte und unzulässige Beeinflussung aus anderen Datennetzen heraus, mit denen die Datenverarbeitungsanlage über Kommunikationsdienste in Verbindung steht, durch Anwendung einer Filterfunktion, nach der alle Telegramme gelöscht werden, die nicht zweifelsfrei als signaltechnisch unbedenklich erkannt werden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1) Die über die Kommunikationsdienste (D3) angelieferten Datentelegramme werden in mindestens zwei unabhängigen, der sicherheitsrelevanten Datenverarbeitungsanlage (BLZ) vorgeschalteten und in Reihe geschalteten Betrachtungseinheiten (PC1, PC2) gefiltert.2) Die Telegramme werden in einer ersten Betrachtungseinheit (PC1) verschlüsselt (V) und in der in Datentransferrichtung folgenden zweiten Betrachtungseinheit (PC2) wieder entschlüsselt (E).3) Über die in beiden Betrachtungseinheiten implementierten Programme (F, VG) und ggf. unveränderlichen Daten (PD1, PD2) werden mindestens mittelbar Prüfdaten gebildet und mit in den Betrachtungseinheiten hinterlegten Referenzdaten und/oder von der Partner-Betrachtungseinheit stammenden Prüf - und/oder Referenzdaten auf Übereinstimmung verglichen.4) Wird eine Prüfungen nicht innerhalb einer definierten Ausfalloffenbarungszeit erfolgreich abgeschlossen, wird die Betrachtungseinheit, die das festgestellt hat, irreversibel abgeschaltet.
  2. 2
    The method of claim 1, characterized, that if not successfully completed testing testing possibly repeated several times until the expiration of failure disclosure time becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht erfolgreich abgeschlossener Prüfung die Prüfung ggf. mehrfach bis zum Ablauf der Ausfalloffenbarungszeit wiederholt wird.
  3. 3
    The method of claim 1 or 2, characterized, that during commissioning of the data processing system in both viewing units (PC1, PC2) an identifier (FS) as absorbed. Release key is entered, the numerical value according to a predetermined algorithm in the calculation of Test data flows, that for each cooperating viewing units same release key will be awarded, that this release key for each observation unit an exclusive identity are linked, that fixed for the peer review of the programs and if necessary Data each considered exclusive Identification of the test data is eliminated again and that if not successful within the failure disclosure time deleted concluded its consideration of the release key becomes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Inbetriebnahme der Datenverarbeitungsanlage in beide Betrachtungseinheiten (PC1, PC2) eine Kennung (FS) als sogen. Freigabeschlüssel eingegebenen wird, deren Zahlenwert nach einem vorgegebenen Algorithmus in die Berechnung der Prüfdaten einfließt, daß für die jeweils zusammenwirkenden Betrachtungseinheiten gleiche Freigabeschlüssel vergeben werden, daß diese Freigabeschlüssel für jede Betrachtungseinheit mit einer exklusiven Kennung verknüpft werden, daß für die gegenseitige Prüfung der Programme und ggf. unveränderlichen Daten die jeweils berücksichtigte exklusive Kennung aus den Prüfdaten wieder herausgerechnet wird und daß bei innerhalb der Ausfalloffenbarungszeit nicht erfolgreich abgeschlossener Prüfung der Freigabeschlüssel gelöscht wird.
  4. 4
    A method according to claim 3, characterized, that the input of the release key by an operator Hand and Einrechnen the respective exclusive identifier in and the Eliminating these identifier from the by ID modified input key by an automatic is made. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der Freigabeschlüssel durch einen Bediener von Hand und das Einrechnen der jeweiligen exklusiven Kennung in sowie das Herausrechnen dieser Kennung aus dem durch eine Kennung modifizierten Eingabeschlüssel durch eine Automatik vorgenommen wird.
  5. 5
    Device for carrying out the method according to the Claims 1 to 4, characterized, that for the viewing units (PC1, PC2) data processing devices are used, their operating systems manufacturer do not include communication services and the only the user side by specified communication services (D1 to D3) are complemented, or their communication services except for certain, selectable by the user Communication Services are eliminated, that each data processing device for reference memory which on its programs (F, VG) and if necessary fixed data (PD) formed test data and means for prompting for and processing the data by the partner data processing device and to transmit such data to having the partner data processing device, that each data processing device an encryption or decryption device (V, E) for the respectively supplied having data telegrams via a separated outward internal point-to-point connection (IV) communicate with each other and that each data processing device a at startup and restart, as well as successful completion of Review of the programs and if necessary fixed data triggerable comprises timer, the switching time of the allowable maximum Cycle aftermath of the tests consists of and with Expiry of him impressed switching time the release key (FS) extinguished and the deactivation of the associated data processing device causes. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betrachtungseinheiten (PC1, PC2) Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet sind, deren Betriebssysteme herstellerseitig keine Kommunikationsdienste beinhalten und die erst anwenderseitig durch spezifizierte Kommunikationsdienste (D1 bis D3) ergänzt werden, oder deren Kommunikationsdienste mit Ausnahme bestimmter, vom Anwender auswählbarer Kommunikationsdienste eliminiert werden, daß jede Datenverarbeitungseinrichtung Referenzspeicher für die über ihre Programme (F, VG) und ggf. unveränderlichen Daten (PD) gebildeten Prüfdaten sowie Einrichtungen zum Abfordern und Verarbeiten der Daten durch die Partner-Datenverarbeitungseinrichtung sowie zum Übermitteln solcher Daten an die Partner-Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, daß jede Datenverarbeitungseinrichtung eine Ver- bzw. Entschlüsselungseinrichtung (V, E) für die jeweils zugeführten Datentelegramme aufweist, die über eine nach außen abgetrennte interne Punkt-zu-Punkt-Verbindung (IV) miteinander kommunizieren und daß jede Datenverarbeitungseinrichtung einen bei Inbetriebnahme und bei Neustart sowie bei erfolgreich abgeschlossener Prüfung der Programme und ggf. unveränderlichen Daten triggerbaren Timer aufweist, dessen Schaltzeit der zulässigen maximalen Zyklusfolgezeit der Prüfungen entspricht und der mit Ablauf der ihm eingeprägten Schaltzeit den Freigabeschlüssel (FS) löscht und die Abschaltung der zugehörigen Datenverarbeitungseinrichtung veranlaßt.
  6. 6
    Device according to claim 5, characterized, that the program check (ZP) the cyclical inspection at least the filter and the comparison functions (F, VG) of the individual Data processing means (PC1, PC2) includes. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmprüfung (ZP) die zyklische Prüfung mindestens der Filter- und der Vergleichsfunktionen (F, VG) der einzelnen Datenverarbeitungseinrichtungen (PC1, PC2) beinhaltet.
  7. 7
    Device according to claim 5 or 6, characterized, that for reasons of redundancy, at least two of two series-connected data processing devices (PC1, provided PC2) existing data processing systems (ST) are separated from each other and work independently and that in regard to the transfer of data telegrams the restricted area of ​​safety-related data processing system from one or the other system coordination the data processing systems is provided. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus Redundanzgründen jeweils mindestens zwei aus je zwei in Reihe geschalteten Datenverarbeitungseinrichtungen (PC1, PC2) bestehende Datenverarbeitungssysteme (ST) vorgesehen sind, die voneinander getrennt sind und eigenständig arbeiten und daß hinsichtlich der Weitergabe von Datentelegrammen in den geschützten Bereich der sicherheitsrelevanten Datenverarbeitungsanlage aus dem einen oder anderen System eine Koordinierung der Datenverarbeitungssysteme vorgesehen ist.
  8. 8
    Device according to claim 7, characterized, that each data processing system at least one interface module Connects to a public data network and an own interface for connecting Haug Ruppe the protected data network of security-related data processing system having. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datenverarbeitungssystem mindestens eine Schnittstellenbaugruppe zum Anschließen eines öffentlichen Datennetzes sowie eine eigene Schnittstellenhaugruppe zum Anschließen des geschützten Datennetzes der sicherheitsrelevanten Datenverarbeitungsanlage aufweist.
  9. 9
    Device according to claim 8, characterized, that to the public networks towards each multiple, possibly on different transmission protocols tailored different are interface modules provided. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu den öffentlichen Netzen hin jeweils mehrere, ggf. auf unterschiedliche Übertragungsprotokolle abgestimmte unterschiedliche Schnittstellenbaugruppen vorgesehen sind.
  10. 10
    Device according to one of claims 5 to 9, characterized, that each of the two data processing devices as a master data processing device acts and testing their programs and if necessary fixed data based on itself determined or stored in it and of the each partner computing device inquired Test and / or reference data causes. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Datenverarbeitungseinrichtungen als Master-Datenverarbeitungseinrichtung fungiert und die Prüfung ihrer Programme und ggf. unveränderlichen Daten anhand von selbst ermittelten oder bei ihr abgespeicherten und von der jeweiligen Partner-Datenverarbeitungseinrichtung erfragten Prüf- und/oder Referenzdaten veranlaßt.
  11. 11
    A device according to claim 10, characterized, that at the individual data processing devices in addition own reference data also, different reference data stored for the partner data processing device are in need, instead of own reference data to each retrieving data processing device are to be transmitted. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei den einzelnen Datenverarbeitungseinrichtungen neben eigenen Referenzdaten auch möglicherweise abweichende Referenzdaten für die Partner-Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sind, die bedarfsweise anstelle der eigenen Referenzdaten an die jeweils abrufende Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln sind.
  12. 12
    Device according to claim 10 or 11, characterized, that each data processing device for the examination of their Programs and possibly a fixed data with a Time stamp, a given by a law consecutive number or a random number provided request transmitted to the partner data processing device, that the partner data processing means these Identification in a requested test and / or reference data including retaining Prüfergebnistelegramm inserts and this to the received and that requesting data processing device this in addition to the partner data processing device derived test and reference data, the transmitted identification in accordance with the respective emitted identifier rated. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenverarbeitungseinrichtung für die Prüfung ihrer Programme und ggf. unveränderlichen Daten eine mit einem Zeitstempel, einer nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit fortlaufenden Nummer oder einer Zufallszahl versehene Anforderung an die Partner-Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt, daß die Partner-Datenverarbeitungseinrichtung diese Kennung in ein die angeforderten Prüf- und/oder Referenzdaten beinhaltendes Prüfergebnistelegramm einfügt und dieses an die anfordernde Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt und daß diese neben den von der Partner-Datenverarbeitungseinrichtung stammenden Prüf- und Referenzdaten auch die übermittelte Kennung auf Übereinstimmung mit der jeweils ausgesandten Kennung bewertet.
  13. 13
    Device according to one of claims 10 to 12, characterized. that in each data processing device triggering the has made its own timer dependent upon within the fitting at least one cycle of the Prüfanstoß Partner data processing device has been received. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Datenverarbeitungseinrichtung das Triggern des eigenen Timers davon abhängig gemacht ist, daß innerhalb des anliegenden Prüfzyklus mindestens ein Prüfanstoß von der Partner-Datenverarbeitungseinrichtung empfangen wurde.
  14. 14
    Device according to one of claims 5 to 13, characterized. that for each data processing device of the respective through their exclusive identifier modified release key in dedicated RAM cells is deposited. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Datenverarbeitungseinrichtung der durch ihre jeweilige exklusive Kennung modifizierte Freigabeschlüssel in dafür vorgesehenen RAM-Zellen hinterlegt ist.
  15. 15
    Device according to one of claims 5 to 14, characterized, that the two data processing devices at the end their failure disclosure time incident reports to the respective connected or protected PUBLIC data network to transfer. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Datenverarbeitungseinrichtungen beim Ablauf ihrer Ausfalloffenbarungszeit Störungsmeldungen an das jeweils angeschlossene geschützte bzw. offentliche Datennetz übermitteln.
  16. 16
    Device according to one of claims 5 to 15, characterized, that the data processing devices in a room with access authorization are housed. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtungen in einem Raum mit Zugangsberechtigung untergebracht sind.
  17. 17
    Device according to one of claims 5 to 16, characterized, that the data processing system at least one file to Logging of classified signally harmless Telegrams and means for at least quantitative has reviewed these telegrams. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungsanlage mindestens eine Datei zur Protokollierung der als signaltechnisch unbedenklich eingestuften Telegramme und Mittel zur mindestens mengenmäßigen Bewertung dieser Telegramme aufweist.
  18. 18
    Device according to one of claims 5 to 17, characterized, that the data processing system and / or the data processing means Error reporting files rejected for logging Telegrams are assigned. Einrichtung Nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenverarbeitungsanlage und/oder den Datenverarbeitungseinrichtungen Fehlermeldedateien zur Protokollierung zurückgewiesener Telegramme zugeordnet sind.
Independent claims18