本技術(shù)涉及工業(yè)自動(dòng)化控制與嵌入式系統(tǒng)安全，尤其涉及一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)自動(dòng)化、智能制造等領(lǐng)域，國產(chǎn)化平臺(tái)需要與機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)交互，確保軟件代碼執(zhí)行過程的安全性和可靠性。由于設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，軟件代碼可能因異常指令或外部干擾導(dǎo)致機(jī)械故障。

2、目前，部分方案采用靜態(tài)規(guī)則庫結(jié)合硬件異常檢測技術(shù)，通過預(yù)定義的代碼行為白名單和傳感器閾值判斷軟件執(zhí)行是否合規(guī)。當(dāng)檢測到代碼行為或傳感器數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)中斷或告警，暫停異常進(jìn)程的執(zhí)行。

3、靜態(tài)規(guī)則庫無法適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致誤判或漏判頻繁發(fā)生；同時(shí)，依賴固定閾值難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況下的實(shí)時(shí)調(diào)整需求，防護(hù)策略缺乏自適應(yīng)能力，影響系統(tǒng)運(yùn)行效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中國產(chǎn)化平臺(tái)下軟件代碼與機(jī)械設(shè)備交互的實(shí)時(shí)安全防護(hù)能力差的問題。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法，包括：

3、在國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺(tái)與外部機(jī)械設(shè)備進(jìn)行交互所產(chǎn)生的傳感數(shù)據(jù)流，所述傳感數(shù)據(jù)流中的傳感數(shù)據(jù)包含與軟件代碼執(zhí)行過程相關(guān)聯(lián)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)；

4、在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的外部時(shí)鐘同步模塊中，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺(tái)運(yùn)行時(shí)捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請(qǐng)求或機(jī)器級(jí)操作指令；

5、通過所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)存隔離運(yùn)行環(huán)境，采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)所述操作事件序列的動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對(duì)軟件代碼執(zhí)行路徑的實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，所述軟件代碼執(zhí)行路徑為由所述操作事件序列還原出的指令執(zhí)行順序及分支結(jié)構(gòu)；

6、將所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則動(dòng)態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)核層，以動(dòng)態(tài)更新所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，并將更新后的安全防護(hù)規(guī)則反饋至所述內(nèi)核層，以形成閉環(huán)安全防護(hù)機(jī)制。

7、可選地，所述通過所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)存隔離運(yùn)行環(huán)境，采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)所述操作事件序列的動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對(duì)軟件代碼執(zhí)行路徑的實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，包括：

8、在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)存隔離運(yùn)行環(huán)境中，將所述操作事件序列中的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐幀匹配，篩選出與軟件代碼執(zhí)行路徑對(duì)應(yīng)的連續(xù)事件片段；

9、基于所述連續(xù)事件片段，提取所述軟件代碼執(zhí)行路徑中不同指令節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性權(quán)重，并構(gòu)建所述指令節(jié)點(diǎn)與所述連續(xù)事件片段之間的動(dòng)態(tài)依賴關(guān)系；

10、通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制，基于所述動(dòng)態(tài)依賴關(guān)系對(duì)所述軟件代碼執(zhí)行路徑進(jìn)行多階段狀態(tài)劃分；

11、在所述多階段狀態(tài)劃分過程中，對(duì)所述軟件代碼執(zhí)行路徑內(nèi)每一階段的分支路徑進(jìn)行遍歷，以生成所述分支路徑的路徑可信度評(píng)分；

12、根據(jù)所述路徑可信度評(píng)分和所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重，生成實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則。

13、可選地，所述在所述多階段狀態(tài)劃分過程中，對(duì)所述軟件代碼執(zhí)行路徑內(nèi)每一階段的分支路徑進(jìn)行遍歷，以生成所述分支路徑的路徑可信度評(píng)分，包括：

14、根據(jù)所述多階段狀態(tài)劃分過程中每一階段的起始指令節(jié)點(diǎn)和終止指令節(jié)點(diǎn)，確定所述軟件代碼執(zhí)行路徑在各階段內(nèi)的執(zhí)行流向；

15、在所述執(zhí)行流向中，從所述軟件代碼執(zhí)行路徑中，識(shí)別出與所述動(dòng)態(tài)依賴關(guān)系中設(shè)備狀態(tài)參數(shù)變化趨勢相沖突的分支路徑，并標(biāo)記為待驗(yàn)證分支路徑；

16、對(duì)于每一所述待驗(yàn)證分支路徑，獲取所述待驗(yàn)證分支路徑中全部指令節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的實(shí)測值；

17、將所述實(shí)測值與所述動(dòng)態(tài)依賴關(guān)系中設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的預(yù)期值進(jìn)行逐節(jié)點(diǎn)比對(duì)；

18、根據(jù)比對(duì)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)所述實(shí)測值與所述預(yù)期值的偏離次數(shù)，并結(jié)合所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重計(jì)算所述偏離次數(shù)對(duì)所述待驗(yàn)證分支路徑的影響因子；

19、將所述影響因子與所述待驗(yàn)證分支路徑中指令節(jié)點(diǎn)的時(shí)序密度進(jìn)行加權(quán)疊加，生成所述待驗(yàn)證分支路徑的路徑可信度評(píng)分。

20、可選地，所述根據(jù)所述路徑可信度評(píng)分和所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重，生成實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，包括：

21、將所述路徑可信度評(píng)分按從高到低排序，結(jié)合評(píng)分分布密度，確定可信度閾值，其中所述評(píng)分分布密度為相同評(píng)分區(qū)間內(nèi)分支路徑的數(shù)量占比；

22、根據(jù)所述可信度閾值，篩選出所述路徑可信度評(píng)分高于所述可信度閾值且所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重超過預(yù)設(shè)臨界值的分支路徑，以生成允許執(zhí)行路徑集合；

23、在所述允許執(zhí)行路徑集合中，根據(jù)每一分支路徑的指令節(jié)點(diǎn)時(shí)序密度和關(guān)聯(lián)性權(quán)重，為所述分支路徑分配動(dòng)態(tài)權(quán)限等級(jí)；

24、基于所述動(dòng)態(tài)權(quán)限等級(jí)，生成實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則。

25、可選地，所述基于所述動(dòng)態(tài)權(quán)限等級(jí)，生成實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，包括：

26、根據(jù)所述動(dòng)態(tài)權(quán)限等級(jí)與內(nèi)核層中的進(jìn)程執(zhí)行優(yōu)先級(jí)之間的映射關(guān)系，生成權(quán)限等級(jí)映射表；

27、基于所述內(nèi)核層中內(nèi)存訪問區(qū)間的邊界值和阻斷指令節(jié)點(diǎn)對(duì)，構(gòu)建內(nèi)存控制策略集和阻斷條件集；

28、將所述權(quán)限等級(jí)映射表、所述內(nèi)存控制策略集和所述阻斷條件集按預(yù)設(shè)格式封裝為實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則集。

29、可選地，所述在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的外部時(shí)鐘同步模塊中，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊，生成操作事件序列，包括：

30、在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的外部時(shí)鐘同步模塊中，分別接收來自外部機(jī)械設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)時(shí)間戳和國產(chǎn)化平臺(tái)的指令執(zhí)行時(shí)間戳；

31、通過所述外部時(shí)鐘同步模塊的全局時(shí)間基準(zhǔn)，分別計(jì)算所述傳感數(shù)據(jù)時(shí)間戳、所述指令執(zhí)行時(shí)間戳與所述全局時(shí)間基準(zhǔn)的偏移量；

32、以所述全局時(shí)間基準(zhǔn)為軸，在預(yù)設(shè)的時(shí)間對(duì)齊容差范圍內(nèi)，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一對(duì)一匹配，當(dāng)所述傳感數(shù)據(jù)時(shí)間戳與所述指令執(zhí)行時(shí)間戳的偏移量差值不超過所述時(shí)間對(duì)齊容差時(shí)，判定為匹配成功；

33、對(duì)匹配成功時(shí)對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)點(diǎn)和所述執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定封裝，生成一個(gè)操作事件單元；

34、將所有所述操作事件單元按所述全局時(shí)間基準(zhǔn)的順序排列，構(gòu)成操作事件序列。

35、可選地，所述將所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則動(dòng)態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)核層，以動(dòng)態(tài)更新所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，包括：

36、在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)核層中預(yù)置規(guī)則加載接口，通過所述規(guī)則加載接口將所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則的權(quán)限等級(jí)映射表、內(nèi)存控制策略集和阻斷條件集注冊(cè)為內(nèi)核環(huán)境變量；

37、建立所述內(nèi)核層環(huán)境變量與所述傳感數(shù)據(jù)流之間的實(shí)時(shí)監(jiān)測通道；

38、通過所述實(shí)時(shí)監(jiān)測通道，比對(duì)待更新的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述阻斷條件集中預(yù)設(shè)的傳感數(shù)據(jù)閾值；

39、當(dāng)所述待更新的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)超過所述傳感數(shù)據(jù)閾值時(shí)，觸發(fā)規(guī)則更新條件；

40、基于所述規(guī)則更新條件，動(dòng)態(tài)更新所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則。

41、第二方面，本技術(shù)提供一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)系統(tǒng)，包括：

42、獲取模塊，用于在國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺(tái)與外部機(jī)械設(shè)備進(jìn)行交互所產(chǎn)生的傳感數(shù)據(jù)流，所述傳感數(shù)據(jù)流中的傳感數(shù)據(jù)包含與軟件代碼執(zhí)行過程相關(guān)聯(lián)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)；

43、對(duì)齊模塊，用于在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的外部時(shí)鐘同步模塊中，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺(tái)運(yùn)行時(shí)捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請(qǐng)求或機(jī)器級(jí)操作指令；

44、分析模塊，用于通過所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)存隔離運(yùn)行環(huán)境，采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)所述操作事件序列的動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對(duì)軟件代碼執(zhí)行路徑的實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，所述軟件代碼執(zhí)行路徑為由所述操作事件序列還原出的指令執(zhí)行順序及分支結(jié)構(gòu)；

45、更新模塊，用于將所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則動(dòng)態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)核層，以動(dòng)態(tài)更新所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，并將更新后的安全防護(hù)規(guī)則反饋至所述內(nèi)核層，以形成閉環(huán)安全防護(hù)機(jī)制。

46、第三方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器被設(shè)置為運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序以執(zhí)行第一方面任一所述的一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法。

47、第四方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面中任意一項(xiàng)所述的一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法。

48、本技術(shù)中，提供了一種基于國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼安全防護(hù)方法，該方法包括：在國產(chǎn)化平臺(tái)的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺(tái)與外部機(jī)械設(shè)備進(jìn)行交互所產(chǎn)生的傳感數(shù)據(jù)流，所述傳感數(shù)據(jù)流中的傳感數(shù)據(jù)包含與軟件代碼執(zhí)行過程相關(guān)聯(lián)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)；在所述國產(chǎn)化平臺(tái)的外部時(shí)鐘同步模塊中，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺(tái)運(yùn)行時(shí)捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請(qǐng)求或機(jī)器級(jí)操作指令；通過所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)存隔離運(yùn)行環(huán)境，采用強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制對(duì)所述操作事件序列的動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對(duì)軟件代碼執(zhí)行路徑的實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，所述軟件代碼執(zhí)行路徑為由所述操作事件序列還原出的指令執(zhí)行順序及分支結(jié)構(gòu)；將所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則動(dòng)態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺(tái)的內(nèi)核層，以動(dòng)態(tài)更新所述實(shí)時(shí)安全防護(hù)規(guī)則，并將更新后的安全防護(hù)規(guī)則反饋至所述內(nèi)核層，以形成閉環(huán)安全防護(hù)機(jī)制。

49、本技術(shù)提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

50、本技術(shù)實(shí)時(shí)采集機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為安全防護(hù)提供硬件行為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，確保防護(hù)系統(tǒng)能感知物理環(huán)境變化。通過獨(dú)立時(shí)鐘模塊實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)時(shí)間對(duì)齊，精確建立代碼指令與設(shè)備狀態(tài)的因果關(guān)系，解決傳統(tǒng)方案中時(shí)序錯(cuò)位導(dǎo)致的誤判問題。在隔離環(huán)境中利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)建模代碼-硬件交互模式，自動(dòng)識(shí)別異常執(zhí)行路徑，生成適應(yīng)復(fù)雜工況的防護(hù)策略。實(shí)現(xiàn)防護(hù)規(guī)則的無縫熱加載，通過傳感數(shù)據(jù)反饋實(shí)時(shí)優(yōu)化規(guī)則，形成"監(jiān)測-決策-執(zhí)行"的自適應(yīng)防護(hù)閉環(huán)。

51、進(jìn)一步地，本技術(shù)還通過內(nèi)存隔離環(huán)境逐幀匹配設(shè)備狀態(tài)與指令節(jié)點(diǎn)，篩選連續(xù)事件片段并構(gòu)建動(dòng)態(tài)依賴關(guān)系，基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)劃分多階段執(zhí)行路徑狀態(tài)，結(jié)合分支路徑可信度評(píng)分和關(guān)聯(lián)性權(quán)重生成實(shí)時(shí)防護(hù)規(guī)則。

52、并且，該方案突破了靜態(tài)規(guī)則的局限性，實(shí)現(xiàn)了精確量化代碼指令對(duì)硬件狀態(tài)的影響權(quán)重；動(dòng)態(tài)識(shí)別異常分支路徑并評(píng)分；根據(jù)實(shí)時(shí)工況調(diào)整防護(hù)策略優(yōu)先級(jí)，使系統(tǒng)在保障安全性的同時(shí)維持最佳運(yùn)行效率。

53、本技術(shù)的這些方面或其他方面在以下實(shí)施例的描述中會(huì)更加簡明易懂。