本技術(shù)涉及工業(yè)自動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)自動化、智能制造等領(lǐng)域，國產(chǎn)化平臺需要與機械設(shè)備實時交互，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，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)動態(tài)變化的設(shè)備運行狀態(tài)，導(dǎo)致誤判或漏判頻繁發(fā)生；同時，依賴固定閾值難以應(yīng)對復(fù)雜工況下的實時調(diào)整需求，防護(hù)策略缺乏自適應(yīng)能力，影響系統(tǒng)運行效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于國產(chǎn)化平臺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)化平臺下軟件代碼與機械設(shè)備交互的實時安全防護(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)化平臺的軟件代碼安全防護(hù)方法，包括：

3、在國產(chǎn)化平臺的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺與外部機械設(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)化平臺的外部時鐘同步模塊中，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)點進(jìn)行時間對齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺運行時捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請求或機器級操作指令；

5、通過所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)存隔離運行環(huán)境，采用強化學(xué)習(xí)機制對所述操作事件序列的動態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對軟件代碼執(zhí)行路徑的實時安全防護(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、將所述實時安全防護(hù)規(guī)則動態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)核層，以動態(tài)更新所述實時安全防護(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)機制。

7、可選地，所述通過所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)存隔離運行環(huán)境，采用強化學(xué)習(xí)機制對所述操作事件序列的動態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對軟件代碼執(zhí)行路徑的實時安全防護(hù)規(guī)則，包括：

8、在所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)存隔離運行環(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)點進(jìn)行逐幀匹配，篩選出與軟件代碼執(zhí)行路徑對應(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)點的關(guān)聯(lián)性權(quán)重，并構(gòu)建所述指令節(jié)點與所述連續(xù)事件片段之間的動態(tài)依賴關(guān)系；

10、通過強化學(xué)習(xí)機制，基于所述動態(tài)依賴關(guān)系對所述軟件代碼執(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分；

12、根據(jù)所述路徑可信度評分和所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重，生成實時安全防護(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)點和終止指令節(jié)點，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，識別出與所述動態(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)記為待驗證分支路徑；

16、對于每一所述待驗證分支路徑，獲取所述待驗證分支路徑中全部指令節(jié)點對應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的實測值；

17、將所述實測值與所述動態(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)點比對；

18、根據(jù)比對結(jié)果，統(tǒng)計所述實測值與所述預(yù)期值的偏離次數(shù)，并結(jié)合所述關(guān)聯(lián)性權(quán)重計算所述偏離次數(shù)對所述待驗證分支路徑的影響因子；

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

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

21、將所述路徑可信度評分按從高到低排序，結(jié)合評分分布密度，確定可信度閾值，其中所述評分分布密度為相同評分區(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)點時序密度和關(guān)聯(lián)性權(quán)重，為所述分支路徑分配動態(tài)權(quán)限等級；

24、基于所述動態(tài)權(quán)限等級，生成實時安全防護(hù)規(guī)則。

25、可選地，所述基于所述動態(tài)權(quán)限等級，生成實時安全防護(hù)規(guī)則，包括：

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

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)點對，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)格式封裝為實時安全防護(hù)規(guī)則集。

29、可選地，所述在所述國產(chǎn)化平臺的外部時鐘同步模塊中，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)點進(jìn)行時間對齊，生成操作事件序列，包括：

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

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

32、以所述全局時間基準(zhǔn)為軸，在預(yù)設(shè)的時間對齊容差范圍內(nèi)，將所述設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)點與所述軟件代碼指令的執(zhí)行節(jié)點進(jìn)行一對一匹配，當(dāng)所述傳感數(shù)據(jù)時間戳與所述指令執(zhí)行時間戳的偏移量差值不超過所述時間對齊容差時，判定為匹配成功；

33、對匹配成功時對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)點和所述執(zhí)行節(jié)點進(jìn)行綁定封裝，生成一個操作事件單元；

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

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

36、在所述國產(chǎn)化平臺的內(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時安全防護(hù)規(guī)則的權(quán)限等級映射表、內(nèi)存控制策略集和阻斷條件集注冊為內(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)流之間的實時監(jiān)測通道；

38、通過所述實時監(jiān)測通道，比對待更新的設(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，觸發(fā)規(guī)則更新條件；

40、基于所述規(guī)則更新條件，動態(tài)更新所述實時安全防護(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)化平臺的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺與外部機械設(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、對齊模塊，用于在所述國產(chǎn)化平臺的外部時鐘同步模塊中，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)點進(jìn)行時間對齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺運行時捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請求或機器級操作指令；

44、分析模塊，用于通過所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)存隔離運行環(huán)境，采用強化學(xué)習(xí)機制對所述操作事件序列的動態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對軟件代碼執(zhí)行路徑的實時安全防護(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，用于將所述實時安全防護(hù)規(guī)則動態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)核層，以動態(tài)更新所述實時安全防護(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)機制。

46、第三方面，本技術(shù)提供一種計算設(shè)備，包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設(shè)置為運行所述計算機程序以執(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)提供一種計算機存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序指令，所述計算機程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面中任意一項所述的一種基于國產(chǎn)化平臺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)化平臺的軟件代碼安全防護(hù)方法，該方法包括：在國產(chǎn)化平臺的軟件代碼執(zhí)行過程中，獲取國產(chǎn)化平臺與外部機械設(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)化平臺的外部時鐘同步模塊中，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)點進(jìn)行時間對齊，生成操作事件序列，所述軟件代碼指令為國產(chǎn)化平臺運行時捕獲的函數(shù)調(diào)用、系統(tǒng)接口請求或機器級操作指令；通過所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)存隔離運行環(huán)境，采用強化學(xué)習(xí)機制對所述操作事件序列的動態(tài)模式進(jìn)行分析，生成針對軟件代碼執(zhí)行路徑的實時安全防護(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)；將所述實時安全防護(hù)規(guī)則動態(tài)綁定至所述國產(chǎn)化平臺的內(nèi)核層，以動態(tài)更新所述實時安全防護(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)實時采集機械設(shè)備運行狀態(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。通過獨立時鐘模塊實現(xiàn)毫秒級時間對齊，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)方案中時序錯位導(dǎo)致的誤判問題。在隔離環(huán)境中利用強化學(xué)習(xí)動態(tài)建模代碼-硬件交互模式，自動識別異常執(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)反饋實時優(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，篩選連續(xù)事件片段并構(gòu)建動態(tài)依賴關(guān)系，基于強化學(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分和關(guān)聯(lián)性權(quán)重生成實時防護(hù)規(guī)則。

52、并且，該方案突破了靜態(tài)規(guī)則的局限性，實現(xiàn)了精確量化代碼指令對硬件狀態(tài)的影響權(quán)重；動態(tài)識別異常分支路徑并評分；根據(jù)實時工況調(diào)整防護(hù)策略優(yōu)先級，使系統(tǒng)在保障安全性的同時維持最佳運行效率。

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