СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ

Изобретение относится к области управления техническими средствами путем адаптации к условиям функционирования и может использоваться в динамически настраиваемых средствах управления и контроля.

Известен способ динамического управления техническими средствами (см. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. Глава 11. Хэш-таблицы // Алгоритмы: построение и анализ = Introduction to Algorithms / Под ред. И.В. Красикова. - 2-е изд. - М.: Вильяме, 2005), заключающийся в приеме входной последовательности (неформализованной входной последовательности символов), однонаправленном преобразовании входных данных (получение идентификационного признака) и сравнении результата с признаком поиска, представляющим собой фиксированный набор адресов, каждый из которых соответствует позиции блока информации, и записи информации в блок хранения (постоянное запоминающее устройство с возможностью записи-чтения) в случае совпадения преобразованных входных данных и одного из неявных адресов признака поиска, местоположение блока хранения определяют по позиции адреса в признаке поиска. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и поэтому выбран в качестве прототипа.

Недостатками данного способа являются невозможность использования неформализованных команд для изменения режимов работы технических средств; низкая стойкость управляющих команд при хранении и передаче по каналам связи к внешним несанкционированным воздействиям.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа динамического управления техническими средствами, обладающего расширенными функциональными возможностями и защитой управляющих неформализованных команд от несанкционированных воздействий.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение динамического управления, оперативно подстраивающегося под изменение внешних и внутренних факторов, влияющих на функционирование технических систем, и обеспечение двойного контроля поступающей информации.

Для достижения технического результата в способе динамического управления техническими средствами, заключающемся в том, что осуществляют прием первой неформализованной входной последовательности символов, включающей в себя идентификационный признак, которую записывают в соответствующий адрес постоянного запоминающего устройства с возможностью записи-чтения, новым является то, что в первую неформализованную входную последовательность символов дополнительно вводят код размещения, с помощью которого определяют целостность, адрес размещения каждой входной последовательности символов и он является контрольным значением при проверке всей совокупности принятых неформализованных входных последовательностей символов, осуществляют прием других неформализованных входных последовательностей символов, аналогичных первой последовательности символов, которые проверяют на целостность и записывают в адрес постоянного запоминающего устройства в соответствии с их кодом размещения, после приема управляющей команды производят контроль всей совокупности принятых неформализованных входных последовательностей символов, при положительном результате проверки из всех неформализованных входных последовательностей символов формируют команды управления для использования их при изменении режимов работы технических средств, при этом каждая неформализованная входная последовательность символов может быть представлена в зашифрованном виде и должна быть расшифрована перед формированием команд управления.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности способа динамического управления техническими средствами за счет обеспечения возможности формирования альтернативного алгоритма управления в процессе функционирования при изменении режимов эксплуатации, структуры и состава объектов управления и повысить стойкость способа к внешним несанкционированным воздействиям за счет контроля всей совокупности неформализованных управляющих последовательностей как по отдельности, так и в целом и исключения модификации альтернативного алгоритма управления при хранении и передаче по каналам связи.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого способа динамического управления техническими средствами. На фиг. 2 представлена структура неформализованной информационной посылки.

Способ реализуется устройством, представленным на фиг. 1, и содержит блок-анализатор 1 приема формализованных и неформализованных команд, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого 2 и второго 3 коммутаторов управления, выходы которых соединены с входом постоянного запоминающего устройства 4 и входом постоянного запоминающего устройства 5 с возможностью записи-чтения соответственно, третий выход блока-анализатора 1 соединен со вторыми входами первого 2 и второго 3 коммутаторов управления. При этом формализованные команды выполняются с использованием алгоритма управления, записанного в постоянном запоминающем устройстве 4, а неформализованные последовательности хранятся и формируются в альтернативном алгоритме управления в постоянном запоминающем устройстве 5 с возможностью записи-чтения.

Блок-анализатор 1 приема формализованных и неформализованных команд представляет собой комбинационную логическую схему, связь между входными и выходными переменными в которой задается с помощью булевых функций, и осуществляет выборочное подключение коммутирующих цепей. Выходные переменные однозначно определяются значениями входных переменных. Для их схемотехнической реализации можно использовать логические элементы, которые реализуют булевы функции, например, мультиплексоры, демультиплексоры, комбинационное устройство сдвига, компараторы, сумматоры, цифровые функциональные преобразователи. Коммутаторы управления 2 и 3 состоят из компактных реле с коммутационной способностью и низким потреблением мощности серии NG6D. Постоянное запоминающее устройство 4 может быть выполнено на микросхеме типа 1623РТ2. Постоянное запоминающее устройство 5 с возможностью записи-чтения может быть выполнено на микросхеме типа 558РР4.

Способ реализуется следующим образом (см. фиг. 1).

На вход блока-анализатора 1 приема формализованных и неформализованных команд поступают информационные

последовательности, в которых присутствует идентификационный признак (фиг. 2). В зависимости от этого признака последовательности разделяются блоком анализатором 1 на формализованные и неформализованные.

В обычном режиме функционирования для управления и контроля технических систем осуществляют прием формализованной команды от системы передачи или системы управления (на фиг. 1 не показаны), блок-анализатор 1 разрешает прохождение формализованной команды через коммутатор управления 2 для ее выполнения с использованием алгоритма, записанного в постоянном запоминающем устройстве 4, при этом коммутатор управления 3 закрыт и формализованные команды через него не проходят.

При необходимости изменения режимов функционирования технических средств необходимо сформировать альтернативный алгоритм управления путем приема блоком-анализатором 1 неформализованных команд. Определив по идентификационному признаку формализованную команду, блок-анализатор 1 разрешает прохождение неформализованной команды через коммутатор управления 3 для ее записи в постоянное запоминающее устройство 5 с возможностью записи-чтения, при этом коммутатор управления 2 закрыт и неформализованные команды через него не проходят. Перед записью неформализованной команды в постоянное запоминающее устройство 5 с возможностью записи-чтения по коду размещения (фиг. 2) определяют адрес в постоянном запоминающем устройстве 5 и проверяют корректность (целостность) неформализованной команды по контрольному значению КС2 (фиг. 2) с использованием надежных схем контроля, таких как MD5, CRC32 и другие. Запись неформализованных команд может осуществляться в нескольких вариантах:

1) в виде частей исполняемого кода;

2) в виде мнемокода;

3) в виде специальных последовательностей.

Во втором и третьем вариантах требуется применение стандартного или специально разработанного оригинального транслятора и компилятора соответственно («виртуальная сборка исполняемого модуля»).

Процесс формирования альтернативного алгоритма управления заканчивают после прихода управляющей команды. В этом случае проверяется целостность записанного альтернативного алгоритма управления по совокупности контрольных значений КС1 (фиг. 2) с использованием надежных схем контроля, таких как MD5, CRC32 и другие.

После формирования альтернативного алгоритма управления для изменения режимов функционирования технических средств происходит парафазное переключение коммутаторов управления 2 и 3 (коммутатор управления 2 - закрыт, коммутатор управления 3 - открыт) и переход на новый алгоритм управления. При этом формализованные команды от системы передачи или системы управления обрабатываются уже с использованием алгоритма сформированного в постоянном запоминающем устройстве 5 с возможностью записи-чтения.

Для увеличения защиты алгоритмов управления от несанкционированных воздействий неформализованные команды могут передаваться в зашифрованном виде. В этом случае, перед формированием альтернативного алгоритма необходимо расшифровать соответствующие неформализованные команды.

В качестве алгоритмов шифрования и расшифрования речь может идти об одном из известных из предшествующего уровня техники алгоритмов, таких как DES, ГОСТ28147-89 в режиме гаммирования с обратной связью.

В результате реализации данного способа осуществляется динамическое управления техническими системами путем изменения алгоритмов функционирования объектов управления. При использовании вместо постоянного запоминающего устройства 4 - постоянного запоминающего устройства с возможностью записи-чтения возможно многократное изменение режимов функционирования технических систем, при этом выбор алгоритма осуществляют, исходя из идентификационного признака, путем парафазного переключения коммутаторов управления 2 и 3.

Реализация данного способа позволяет повысить стойкость способа к внешним несанкционированным воздействиям за счет контроля всей совокупности неформализованных управляющих последовательностей как по отдельности, так и в целом и исключения модификации альтернативного алгоритма управления при хранении и передаче по каналам связи и расширить функциональные возможности за счет обеспечения возможности формирования альтернативного алгоритма управления в процессе функционирования при изменении режимов эксплуатации, структуры и состава объектов управления, что позволяет создавать универсальные многофункциональные системы управления, подстраивающиеся под структуру и состав динамически изменяющихся управляемых объектов.

Таким образом, способ обеспечивает повышение стойкости к внешним несанкционированным воздействиям путем двойного контроля поступающей информации и расширение функциональных возможностей путем реализации алгоритма динамического управления, оперативно подстраивающегося под изменение внешних и внутренних факторов, влияющих на функционирование технических систем.

Программная и программно-аппаратная реализации данного способа преобразования подтвердили осуществимость и практическую ценность заявленного способа.