Modbus协议原理及安全性分析

doi10．3969/j．issn．1002－0802．2013．12．016Modbus121．6100412．610041、－－Modbus。ModbusModbusModbus。。ModbusTP393A1002－0802201312－0066－04PrincipleandSecurityAnalysisofModbusProtocolZUOWei1CHENGYong－xin21．MilitaryＲepresentativeOfficeinChengduofNavyChengduSichuan610041China2．No．30InstituteofCETCChengduSichuan610041ChinaAbstractThispaperdiscussestheindustrialcontrolsystemprotocol—Modbusprotocolfromthesourceandprinciple．ThecomponentsofprotocolmessageframevariousmodesofprotocoltransfertheclassificationoffunctionalcodeandthetypicalfunctionalcodearegivenfirstthenthecausesofModbusprotocolsecur-ityproblemspointedoutandthesecuritythreatsfacedbyModbussystemaredescribedindetailfromtheinherentsafetyproblemsandthesecurityimplementationprocessandfinallyaimingattheproblemsinthepracticalapplicationoftheModbussystemthenecessaryprotectionmeasuresaresuggested．Thiswouldbeofimportantpracticalsignificanceforimprovingthesafetyofindustrialcontrolnetwork．KeywordsModbusprotocolprinciplesecurityanalysis02010“”Stuxnet1。APTAd-vancedPersistentThreat。。ModbusModicon1979。、。Modbus、、。Modbus。1Modbus－/。·66·4612201312CommunicationsTechnologyVol．46No．12Dec．2013。1．1ModbusPDUProtocolDescriptionUnit。ModbusADUApplicationDataUnit。ModbusPDU。1。1ModbusFig．1MessageframeofModbus1．2ModbusASCII、ＲTU、TCP2－3。ModbusＲTUASCII、、。ASCIILＲCＲTU16CＲC。TCPTCP。ModbusASCII8BitASCII。1。ASCII2。2ASCIIFig．2MessageformatsofASSCIImodeModbusＲTU48Bit4Bit。。3。3ＲTUFig．3MessageformatsofＲTUmodeTCPModbusTCP502。TCPModbusTCPModbusModbusTCP。TCP4。4TCPFig．4MessageformatsofTCPmode1．3ModbusPDU。5/PDU1～255128～255。Modbus。、、FIFO16。、。1。·76·46Modbus121ModbusTable1SomefunctionalcodeofModbus040316/2322FIFO2420210812432ModbusModbus。。Modbus。2．1Modbus、、。Modbus。、、。1。ModbusModbus。2。Modbus。3。Modbus。4Modbus。Modbus。。2．2Modbus。Modbus。1Modbus。Modbus。。2。Modbus。3ModbusTCPModbusTCP/IP。TCP/IP6。IPIPModbus。2．3Modbus·86·．txjszz．com2013。1。Modbus、、、Modbus。2Modbus。Modbus“”。5。5Fig．5Anomalousbehaviordetectionbasedonsix－tuplearray3Modbus、、Modbus。4。ModbusMod-bus/。3Modbus。。Modbus、。1AＲDISK．StuxnetJ．20130349－50．AＲDISK．SecurityinEmbeddedSystemArosedbyStuxnetJ．DesignofElectronicTechnology20130349－50．2．ModbusTCPC//．201116－18．LIJingMENGLi－min．ApplicationDesignofModbusTCPProtocolinＲemoteMonitoringSystemC//The2ndAsia－PacificConferenceonInformationTheoryandTechnology．HangZhouInformationTheoryCommitteeofChineseInstituteofElectronics201116－18．3．ModbusModbus－TCPD．2013．YUYe－qiu．ＲemoteMonitoringＲesearchbasedonMod-bus＆Modbus－TCPD．ShangHaiShanghaiJiaotongUniversity2013．4．ModbusＲTUCP340J．20104308253－254．JIANGTian－weiZHAOJing－tao．ＲealizationofModb-usＲTUCommunicationonCP340SystemJ．Communi-cationsTechnology20104308253－254．5．Modbus/TCPOPCD．．2013．WANGZhan．ＲesearchofOPCDAServerBasedonModb-us/TCPD．ShangHaiDongHuaUniversity2013．6NICHOLSONA．SCADASecurityintheLightofCyber－War-fareJ．Computers＆Security20123104418－436．1971—ZUOWei1971－maleB．Sci．engi-neermajoringinmilitarycommunication1978—、。CHENGYong－xin1978－maleM．Sci．engineermainlyengagedinnetworksecurityindustrialcontrolsystemsecurity．·96·46Modbus12