IEC 60870-5 - IEC 60870-5

IEC 60870 část 5 [1] jeden z IEC 60870 soubor norem, které definují systémy používané pro dálkové ovládání (dozorová kontrola a sběr dat ) v elektrotechnika a automatizace energetického systému aplikace. Část 5 poskytuje komunikační profil pro odesílání základních telekontrolních zpráv mezi dvěma systémy, který využívá trvalé přímo připojené datové obvody mezi systémy. The Technická komise IEC 57 (Pracovní skupina 03) vyvinuli a protokol standard pro dálkové ovládání, dálkovou ochranu a související telekomunikace pro elektrická energie systémy. Výsledkem této práce je IEC 60870-5. Pět dokumentů specifikuje základní IEC 60870-5:

  • Formáty přenosového rámce IEC 60870-5-1
  • Služby přenosu datového spojení podle IEC 60870-5-2
  • IEC 60870-5-3 Obecná struktura aplikačních dat
  • IEC 60870-5-4 Definice a kódování informačních prvků
  • IEC 60870-5-5 Základní aplikační funkce
  • Pokyny IEC 60870-5-6 pro testování shody pro doprovodné normy IEC 60870-5
  • IEC TS 60870-5-7 Rozšíření zabezpečení k protokolům IEC 60870-5-101 a IEC 60870-5-104 (platí IEC 62351)

Technická komise IEC 57 také vytvořila doprovodné standardy:

  • Přenosové protokoly IEC 60870-5-101 - doprovodné standardy zejména pro základní úkoly dálkového ovládání
  • Přenosové protokoly IEC 60870-5-102 - doprovodná norma pro přenos integrovaných součtů v systémech elektrické energie (tato norma není široce používána)
  • Přenosové protokoly IEC 60870-5-103 - doprovodná norma pro informativní rozhraní ochranných zařízení
  • Přenosové protokoly IEC 60870-5-104 - Přístup k síti pro IEC 60870-5-101 pomocí standardních transportních profilů
  • Přenosové protokoly IEC TS 60870-5-601 - Testovací případy shody pro doprovodnou normu IEC 60870-5-101
  • IEC TS 60870-5-604 Testovací případy shody pro doprovodný standard IEC 60870-5-104

IEC 60870-5-101 / 102/103/104 jsou doprovodné standardy generované pro základní úkoly dálkového ovládání, přenos integrovaných součtů, výměnu dat z ochranných zařízení a přístup k síti podle IEC101.

IEC 60870-5-101

IEC 60870-5-101 [IEC101] je standard pro monitorování, řízení a související komunikaci energetického systému pro dálkové ovládání, teleprotekci a související telekomunikace pro elektrické napájecí systémy. To je zcela kompatibilní s normami IEC 60870-5-1 až IEC 60870-5-5 a používá standardní asynchronní sériové rozhraní dálkového ovládání kanálu mezi DTE a DCE. Standard je vhodný pro více konfigurací, jako je point-to-point, star, mutidropped atd.

Funkce

  • Podporuje nesymetrické (pouze zprávy iniciované masterem) a vyvážené (lze iniciovat master / slave) režimy přenosu dat.
  • Adresa odkazu a ASDU Pro klasifikaci jsou poskytovány adresy (Application Service Data Unit) koncová stanice a různé segmenty pod stejným.
  • Data jsou klasifikována do různých informačních objektů a každý informační objekt je opatřen konkrétní adresou.
  • Možnost klasifikace dat na vysokou prioritu (třída 1) a nízkou prioritu (třída 2) a jejich přenos pomocí samostatných mechanismů.
  • Možnost klasifikace dat do různých skupin (1-16) pro získání dat podle skupiny vydáním specifických skupinových dotazovacích příkazů z hlavního serveru a získáním dat ve všech skupinách vydáním obecného dotazu.
  • K dispozici jsou schémata aktualizace cyklických a spontánních údajů.
  • Zařízení pro synchronizaci času
  • Schémata pro přenos souborů - Příklad: IED uloží soubor záznamníku poruch do paměti, když v poli dojde k elektrickému rušení. Tento soubor lze načíst pomocí protokolu IEC103 pro analýzu chyb

Formát rámu

Formát znaků IEC 101 používá 1 počáteční bit, 1 stop bit, 1 paritní bit a 8 datových bitů. FT1.2 (definovaný v IEC 60870-5-1) se používá pro rámový formát IEC 101, který je vhodný pro asynchronní komunikace s Hammingova vzdálenost ze 4. Používá se 3 typy formátů rámců -Rám s proměnnou délkou ASDU, Rám s pevnou délkou & jeden znak. Jeden znak se používá pro potvrzení, rámce pevné délky se používají pro příkazy a proměnné délky se používají pro odesílání dat. Podrobnosti o rámu s proměnnou délkou jsou uvedeny níže

Formát rámu IEC 101, proměnná délka
Datová jednotkanázevFunkce
Počáteční snímekPočáteční znakOznačuje začátek rámce
Délka pole (*2)Celková délka rámu
Počáteční znak (opakovat)Pro spolehlivost opakujte
Kontrolní poleOznačuje ovládací funkce, jako je směr zprávy
Adresa odkazu (0,1 nebo 2)Normálně se používá jako adresa zařízení / stanice
Identifikátor datové jednotkyIdentifikátor typuDefinuje datový typ, který obsahuje specifický formát informačních objektů
Kvalifikátor proměnné strukturyUrčuje, zda typ obsahuje více informačních objektů nebo ne
COT (1 nebo 2)Označuje příčiny datových přenosů, jako jsou spontánní nebo cyklické
ASDU adresa (1 nebo 2)Označuje samostatné segmenty a jejich adresu uvnitř zařízení
Informační objektAdresa informačního objektu (1 nebo 2 nebo 3)Poskytuje adresu prvku informačního objektu
Informační prvky (n)Obsahuje podrobnosti o informačním prvku v závislosti na typu
Informační objekt-2-----
----------
Informační objekt-m
Zastavit rámKontrolní součetPoužívá se pro kontrolu chyb
Stop CharOznačuje konec rámečku

Podporované typy

  • Jedna indikace bez / s 24 / s 56bitovými časovými značkami.
  • Dvojitá indikace bez / s 24 / s 56bitovými časovými značkami.
  • Informace o poloze kroku bez / s 24 / s 56bitovými časovými značkami.
  • Měřená hodnota - normalizovaná, škálovaná, krátká plovoucí desetinná čárka bez / s časovými značkami.
  • Bitstring 32 bitů bez / s časovými značkami.
  • Integrované součty (počitadla) bez / s časovými značkami.
  • Zabalené události (spuštění a vypnutí) ochranných zařízení
  • Jednotlivé příkazy
  • Dvojité příkazy
  • Regulace krokového příkazu
  • Nastavit příkazy bodu různých datových formátů
  • Příkazy bitstring
  • Dotazovací příkazy
  • Příkazy pro synchronizaci hodin a získání zpoždění
  • Testovací a resetovací příkazy

--

IEC 60870-5-103

IEC 60870-5-103 [IEC103] je standard pro řízení energetického systému a související komunikace. Definuje společný standard, který umožňuje interoperabilitu mezi ochrannými zařízeními a zařízeními řídicího systému v rozvodně. Zařízení vyhovující tomuto standardu může odeslat informace dvěma způsoby pro přenos dat - buď pomocí výslovně specifikovaných datových jednotek aplikační služby (ASDU), nebo pomocí obecných služeb pro přenos všech možných informací. Standard podporuje některé specifické ochranné funkce a poskytuje prodejci možnost začlenit své vlastní ochranné funkce do soukromých datových rozsahů.

Formát rámu

IEC 103 používá FT1.2 (definovaný v IEC 60870-5-1) pro formát rámce s možnostmi Rám s proměnnou délkou, Rám s pevnou délkou & jeden znak podobně jako IEC 101. Pro potvrzování se používá jeden znak, pro příkazy se používají rámce s pevnou délkou a pro odesílání dat se používají proměnné délky. Formát rámce IEC 103 se však liší od IEC 101 adresou informačního objektu, která je rozdělena na typ funkce (ftype) a číslo informace (číslo) v IEC 103. Také IEC 103 může mít v rámci pouze jeden informační objekt, zatímco IEC 101 může mít více informačních objektů. Mnoho velikostí polí je také omezeno v IEC 103. Podrobnosti o rámečku s proměnnou délkou jsou uvedeny níže

Formát rámu IEC 103, proměnná délka
Datová jednotkanázevFunkce
Počáteční snímekPočáteční znakOznačuje začátek rámce
Délka pole (*2)Celková délka rámu
Počáteční znak (opakovat)Pro spolehlivost opakujte
Kontrolní poleOznačuje ovládací funkce, jako je směr zprávy
Adresa odkazu (1 nebo 2)Normálně se používá jako adresa zařízení / stanice
Identifikátor datové jednotkyIdentifikátor typuDefinuje datový typ, který obsahuje specifický formát informačních objektů
Kvalifikátor proměnné strukturyUrčuje, zda typ obsahuje více informačních objektů nebo ne
DĚTSKÁ POSTÝLKAOznačuje příčiny datových přenosů, jako jsou spontánní nebo cyklické
ASDU adresaOznačuje samostatné segmenty a jejich adresu uvnitř zařízení
Informační objektTyp funkcePoskytuje typ funkce použitého ochranného zařízení
Informační čísloDefinuje číslo informace v rámci daného typu funkce
Informační prvky (n)Obsahuje podrobnosti o informačním prvku v závislosti na typu
Zastavit rámKontrolní součetPoužívá se pro kontrolu chyb
Stop CharOznačuje konec rámečku

Podporované typy

  • Typ 1 - Časově označená zpráva
  • Typ 2 - Časově označená zpráva s relativním časem
  • Typ 3 - Měření I
  • Typ 4 - Časově značené měřené hodnoty s relativním časem
  • Typ 5 - Identifikace
  • Typ 6 - Časová synchronizace
  • Typ 7 - Zahájení obecného výslechu
  • Typ 8 —- Obecné ukončení výslechu
  • Typ 9 - Měření II
  • Typ 10 - Obecná data
  • Typ 11 - obecná identifikace
  • Typ 23–31 - Používá se k přenosu souborů poruch

IEC 60870-5-104

Protokol IEC 60870-5-104 (IEC 104) je rozšířením protokolu IEC 101 se změnami v dopravě, síti, spojích a službách fyzické vrstvy tak, aby vyhovovaly úplnému přístupu k síti. Standard používá otevřený TCP / IP rozhraní k síti pro připojení k síti LAN (Místní síť ) a směrovače s jiným zařízením (ISDN, X.25, Rámové relé lze použít k připojení k WAN (Wide Area Network ). Aplikační vrstva IEC 104 je zachována stejně jako aplikační vrstva IEC 101, přičemž některé z datových typů a zařízení nejsou používány. Standard obsahuje dvě samostatné linkové vrstvy, které jsou vhodné pro přenos dat přes Ethernet a sériovou linku (PPP - Protokol point-to-point ). Data řídicího pole IEC104 obsahují různé typy mechanismů pro efektivní zpracování synchronizace síťových dat.

Zabezpečení normy IEC 104 bylo záměrně prokázáno jako problematické,[2] tolik dalších SCADA protokolů vzniklo přibližně ve stejnou dobu. Ačkoli technická komise IEC (TC) 57 zveřejnila bezpečnostní standard IEC 62351, který implementuje end-to-end šifrování, které by zabránilo takovým útokům, jako je přehrávání, man-in-the-middle a paketové injekce. Bohužel kvůli nárůstu složitosti se prodejci zdráhají zavést to do svých sítí.

Reference

  1. ^ Gordon R. Clarke a kol., Praktické moderní protokoly SCADA: DNP3, 60870.5 a související systémy, Newnes, 2004 ISBN  0-7506-5799-5
  2. ^ Maynard, Peter; McLaughlin, Kieran; Haberler, Berthold (11. září 2014). „Směrem k porozumění útoků typu Man-In-The-Middle na sítě SCADA podle IEC 60870-5-104“. 2. mezinárodní symposium pro ICS & SCADA Cyber ​​Security Research 2014: 30–42. doi:10.14236 / ewic / ics-csr2014.5. ISBN  9781780172866. Citováno 30. června 2015.

externí odkazy