Brevet FR2834851A1 — publié le 20030718

Module d'interface entre un réseau de communication et des capteurs et/ou actionneurs Domaine technique de l'invention L'invention concerne un module d'interface entre un réseau de communication et des capteurs et/ou des actionneurs, module comportant des moyens de transmission de données. État de la technique Actuellement, la sécurisation des transmissions de données entre un réseau de communication et des capteurs et/ou actionneurs, définis par leurs adresses respectives, est généralement assurée par l'utilisation de redondances. On utilise essentiellement des marqueurs temporels vérifiant, au moyen d'un dialogue de type logiciel, si une information demandée a été transmise, par exemple si un actionneur a bien été actionné suite à un ordre de commande. Les moyens de sécurisation actuels ne permettent pas toujours d'assurer une sécurité suffisante. Ils ne permettent pas, en particulier, de certifier que les capteurs et actionneurs impliqués dans la transmission de données sont effectivement les bons capteurs et actionneurs. Objet de l'invention L'invention a pour but de surmonter ces inconvénients. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le module comporte une couche d'interface entre un protocole Internet et un réseau privé virtuel (IPNPN) et des moyens d'authentification, disposés entre la couche d'interface et les moyens de transmission du module, pour l'authentification des capteurs et/ou actionneurs. Selon un développement de l'invention, les moyens d'authentification du module sont associés à des moyens d'authentification de modules de terrain associés à chaque capteur et actionneur. Selon un autre développement de l'invention, le module comporte des moyens de cryptage complémentaires de moyens de cryptage disposés dans les modules de terrain associés à chaque capteur et actionneur. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement deux variantes de réalisation d'un module selon l'invention et de ses connexions à un ensemble de capteurs et/ou actionneurs. Description de modes particuliers de réalisation. Le module 1 selon la figure 1 est destiné à accroître la sécurité d'un système de communication existant entre un réseau de communication externe 2, de type Internet ou Extranet, et un ensemble de capteurs et/ou actionneurs 3, dont certains (3a, 3b et 3c sur la figure 1) peuvent, éventuellement, être connectés à un bus de terrain 4. Dans ce cas, le module 1 constitue un module passerelle entre le réseau de communication externe 2 et le bus de terrain 4. Le module 1, qui peut être réalisé sous la forme d'une carte de circuit imprimé, comporte, classiquement, un circuit d'interface 5 adapté aux différents types de protocoles pouvant être utilisés : protocole simple d'administration de réseaux SNMP ( Simple Network Management Protocole ou protocole de transfert de fichier FTP ( File Transfer Protocol ), protocole de transfert hypertexte HTTP ( Hypertext Transfer Protocol ), passerelle CGI ( Common Gateway Interface ), etc... Il comporte également, classiquement, un circuit de transmission 6 adapté aux éléments connectés à sa sortie : bus de terrain 4, liaison point à point avec un capteur ou un actionneur 3d, interface RF 7 pour transmission radiofréquence avec un capteur ou un actionneur 3e, etc... Le module 1 est complété par une couche 8 d'interface IP/VPN entre un protocole Internet IP ( Le module 1 est, de plus, complété par une couche d'authentification 9, disposée entre la couche 8 d'interface et le circuit de transmission 6. La couche d'authentification 9 est destinée à authentifier la provenance et la destination des messages transmis par le module 1. Elle permet, en particulier, l'authentification des capteurs et/ou actionneurs connectés au module, directement ou par l'intermédiaire d'un bus de terrain 4. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, un circuit de transmission particulier est affecté à chacune des entrées/sorties du module 1 et la couche d'authentification 9 garantit que les données transmises par le module proviennent bien du circuit de transmission affecté à une entrée/sortie prédéterminée ou lui sont bien destinées. La couche d'authentification 9 du module 1 comporte un dictionnaire constitué par des tables associant, deux par deux, des codes affectés au module 1 et à chacun des circuits de transmission lorsque ces éléments sont autorisés à communiquer l'un avec l'autre. Lors de la transmission de données, le circuit d'authentification vérifie que l'élément dont proviennent les données est autorisé à communiquer avec celui à qui elles sont envoyées. Pour améliorer encore la sécurité et l'authentification de la provenance et de la destination des données, le module 1 est, de préférence, associé à des modules de terrain associés à chacun des capteurs et des actionneurs. Un seul module de terrain 10, associé à un capteur ou un à actionneur 3, est représenté à la figure 2. Le module de terrain 10 est, de préférence constitué par une carte de circuit imprimé située au plus près du capteur ou de l'actionneur correspondant. Dans un mode de réalisation préférentiel la carte est intégrée dans le capteur ou l'actionneur correspondant. Le module de terrain 10 comporte, comme le module 1, un circuit de transmission 11 et une couche d'authentification 12. Les couches d'authentification 9 et 12 des modules 1 et 10 comportent chacune un dictionnaire constitué par des tables associant, par paire, des codes affectés à deux modules autorisés à communiquer l'un avec l'autre. Un code personnel unique est affecté à chacun des modules 1 ou 10. Le code unique est, de préférence, lié au matériel destiné à être connecté à un module donné. Ce code peut, par exemple, être constitué par le numéro de série, unique, du capteur ou de l'actionneur 3, fourni par le fabricant du capteur ou de l'actionneur. Le remplacement d'un capteur ou d'un actionneur doit être complété par la mise à jour, par une personne autorisée, des codes correspondants, à la fois dans le module de terrain 10 correspondant et dans le module 1 et les modules de terrain 10 associés aux autres capteurs ou actionneurs avec lesquels ce capteur ou actionneur 3 est autorisé à communiquer. En l'absence de cette mise à jour, les messages à destination ou en provenance du nouveau capteur ou actionneur 3 ne seront pas transmis. Ainsi, tandis que le module 1 de la figure 1 permet uniquement d'authentifier les transmissions en provenance ou à destination d'un circuit de transmission prédéterminé du module 1, la coopération entre les modules 1 et 10 de la figure 2 permet d'authentifier très précisément toutes les communications de données en provenance ou à destination d'un capteur ou d'un actionneur particulier, que celui-ci soit connecté directement au module 1 ou par l'intermédiaire d'un bus de terrain 4. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, le module 1 est, de plus, complété par un circuit de cryptage 13 et chacun des modules 10 est complété par un circuit de cryptage 14. Un circuit de cryptage, 13 ou 14, procède au cryptage des données entrantes ou au décryptage des données sortantes à partir de clés de codage qui sont associées à chacun des capteurs et/ou actionneurs et qui sont mémorisées dans les tables de la couche d'authentification, 9 ou 12, du module, 1 ou 10. Des messages non cryptés peuvent être échangés lorsque les clés de codage l'autorisent. Le cryptage et le décryptage des données préservent les protocoles de dialogue existants. Chaque capteur ou actionneur peut être associé à la fois à une clé de codage publique, valable pour tous les éléments d'un système, et à une clé de codage personnalisable, qui n'est utilisée que pour la transmission de données vers ce capteur ou actionneur ou en provenance de celui-ci. Si les données doivent être transmises à un autre actionneur, dit actionneur de destination, par l'intermédiaire du module 1, elles sont décryptées par le circuit de cryptage 13 du module 1 puis, après authentification, cryptées par ce circuit de cryptage à l'aide de la clé de codage associée à l'actionneur de destination avant de lui être transmises. Lorsqu'elles sont reçues par le module de terrain 10 de l'actionneur de destination, elles sont authentifiées et décryptées, respectivement par la couche d'authentification 11 et le circuit de cryptage 14 correspondants. Les tables des couches d'authentification du module 1 ou d'un module de terrain 10 peuvent également comporter une liste de fonctions associées à chacun des modules avec lequel il est autorisé communiquer. Il est ainsi possible de limiter le type de fonctions associée à un capteur ou à un actionneur 3. À titre d'exemple, un capteur peut seulement être autorisé à fournir des informations et un actionneur peut ne pas être autorisé à fonctionner s'il reçoit un ordre de fonctionnement alors qu'il est dans une position de repli. La mise à jour des tables peut éventuellement être effectuée en ligne, à partir d'un poste de supervision, connecté au réseau de communication externe 2, qui envoie aux modules concernés des messages cryptés appropriés. Les modules 1 et 10 peuvent être ajoutés dans un système existant et sont transparents pour l'utilisateur. La transmission de données en provenance d'un capteur ou actionneur et à destination d'un autre capteur ou actionneur est interdite par les modules correspondants si ces éléments ne sont pas autorisés à communiquer l'un avec l'autre. On obtient ainsi une sécurisation optimale des fonctions de communication. Revendications 1. Module d'interface entre un réseau de communication (2) et des capteurs et/ou des actionneurs (3), module (1) comportant des moyens (6) de transmission de données et étant caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'interface (8) entre un protocole Internet et un réseau privé virtuel et des moyens d'authentification (9), disposés entre la couche d'interface (8) et les moyens de transmission (6) du module, pour l'authentification des capteurs et/ou actionneurs (3). 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue un module passerelle disposé entre un réseau de communication externe (2) et un bus de terrain (4), des capteurs et/ou actionneurs (3 ; 3a, 3b, 3c) étant connectés au bus de terrain. 3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'authentification (9) du module (1) sont associés à des circuits de transmission particuliers affectés à chacune des entrées/sorties du module (1). 4. Module selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens d'authentification (9) du module (1) sont associés à des moyens d'authentification (12) de modules de terrain (10) associés à chaque capteur et actionneur (3). 5. Module selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de cryptage (13) complémentaires de moyens de cryptage (14) disposés dans les modules de terrain (10) associés à chaque capteur et actionneur (3). 6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'authentification (9,12) et de cryptage (13,14) du module et de chacun des modules de terrain (10) comportent des tables associant, par paire, des codes affectés à deux modules autorisés à communiquer l'un avec l'autre, un code personnel unique étant affecté à chacun des modules (1,10). 7. Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que le code affecté à un module de terrain (10) est constitué par le numéro de série, unique, du capteur ou de l'actionneur (3) associé. 8. Module selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les tables comportent des clés de codage. 9. Module selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une clé de codage personnalisable est associée à chacun des modules (1, 10). 10. Module selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'authentification et de cryptage du module (1) et de chacun des modules de terrain (10) comportent une liste de fonctions associées à chacun des modules avec lequel il est autorisé communiquer.