一種時分隔離的數據交換方法及其裝置的製作方法
2023-09-18 03:26:05
專利名稱：一種時分隔離的數據交換方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於計算機系統間實現數據交換又同時實現隔離。尤其是提出一種實現計算機間安全數據交換方法以及使用該方法的裝置。
2.本發明的技術背景社會信息化的普及，計算機及其網絡已得到了廣泛的使用。而計算機系統間數據通信，即數據交換在使用中是經常需要的。但是由於計算機病毒、黑客、破壞者以及商業間諜等都使互聯的計算機系統在數據交換時可能出現不安全，不安全是指一個計算機系統對另一個計算機系統非法進行讀取數據或修改數據，為了解決這個問題，目前的方法有(1)採用前置計算機加專用通信協議方式，此方式增加了計算機設備，而安全性又未能完全解決，因為專用通信和專用加密協議可以被破解，而前置計算機作業系統的亦存在安全漏洞。(2)採用計算機網絡的防火牆設備，此方式對於防火牆本身存在的漏洞亦難於發現的。而且亦要增加價值較高的防火牆設備。(3)增加網絡安全物理隔離設備，例如，中國專利公告號CN2582282，實用新型專利名稱為網絡安全物理隔離設備，該專利公開了一種網絡安全物理隔離設備，其專利特徵自述為它包括一用以連接內網伺服器的第一網絡接口(A)、一用以連接外網伺服器的第二網絡接口(B)；單片機主板Ma控制第一網絡接口A和雙口內存R之間的數據通信，單片機主板Mb控制第二網絡接口B和雙口內存R之間的數據通信，設置連接不可信CPU的內存為可讀狀態，設置連接可信CPU的內存為可寫狀態。該專利存在的不足是由於採用了雙口內存，所以不能實現切底的電氣物理隔離；由於設置連接不可信CPU的內存為可讀狀態，因此只實現了單向的數據接收，而不能實現雙向數據交換。
3.本發明的目的本發明的目的是解決現有方法的不足，提供一種用於計算機系統間進行數據交換方法及其裝置。其實現了計算機系統間安全的、雙向的數據交換，因為數據交換隻在存儲器上進行，而計算機系統之間在任一時刻都是隔離的。
4.
附圖1是表示本發明其中一個的原理框圖，兩個計算機系統分別為計算機系統1和計算機系統2，時分隔離的數據交換裝置內含有連接切換器。連接切換器是一個二路切換開關，用於計算機系統間的隔離。數據存儲器用於臨時存儲電子數據。切換控制器用於對連接器切換器進行控制。附圖2是表示本發明其中另一個的原理框圖。N個計算機系統分別為計算機系統1和計算機系2···N，連接切換器是一個N路切換開關，其餘同附圖1的說明。附圖3是本發明的數據交換裝置圖。
5.本發明的內容本發明所提出的一種時分隔離的數據交換方法及其裝置，附圖1是表示本發明的原理框圖。兩個計算機系統分別為計算機系統1和計算機系統2。計算機系統使用串行通信接口232或485或USB或IEEE1394或並口或乙太網口與連接切換器聯接，並使用相應接口的數據交換驅動程序，數據交換接口驅動程序的通信協議中含有讀、寫、空閒、數據存儲器讀寫完成等標誌信息，或者通過數據存儲器讀寫也有的相應讀寫規則，分析讀寫規則也可以得到標誌信息用於控制。接口驅動數據交換裝置需要具備相同的接口和相應驅動程序。
連接切換器連接切換器是一個二路或多路切換開關，用於計算機系統間的隔離。二路切換開關的其中一個實施例為可用繼電器實現，繼電器能夠實現徹底的電氣物理隔離，繼電器由切換控制器驅動。
數據存儲器用於臨時存儲電子數據。數據存儲器的其中一個例為可用RAM或EEROM或FLASH RAM或U盤或硬碟等實現。各計算機系統為了能夠讀寫數據存儲器，必需有相應的通信接口驅動程序。
切換控制器使用通信協議中的標誌信息對連接器切換器進行控制，切換控制器的其中一個例為可用單片計算機實現。為提高數據交換裝置的性能和降低產品生產成本及縮小體積，上面所述的一種用於計算機系統間的數據交換裝置中的連接切換器可以採用具有多功能的集成器件構成，例如具有連接切換器功能、存儲器功能、切換控制器功能的集成電路IC或ASIC，採用單片計算機亦可以實現。而連接切換器連接各計算機系統的次序可由單片電腦程式決定。
作為本發明一種時分隔離的數據交換方法及其裝置的一個例一個連接2個計算機系統之時分隔離的數據交換的裝置。裝置內有數據存儲器、連接切換器和切換控制器，其中的連接切換器在切換控制器的控制下，某一時間將數據存儲器只接上第1個計算機系統通信接口，並進行存儲器中的電子數據交換。當數據交換完成後，連接切換器在切換控制器的控制下斷開第1個計算機系統，使數據存儲器只接上第2個計算機系統通信接口，並進行存儲器中的電子數據交換，當數據交換完成後連接切換器斷開第2個計算機系統，又只接上第1個計算機系統，如此循環反覆。實現了2個計算機系統在任一時刻均是隔離的，而2個計算機系統通過裝置中的數據存儲器實現了數據交換。
作為本發明一種時分隔離的數據交換方法及其裝置的一個例一個連接3個計算機系統之時分隔離的數據交換方法步驟①將數據存儲器只連接其中第1個計算機系統，在上述計算機系統完成數據存儲器的讀寫後與數據存儲器連接斷開；步驟②將數據存儲器只連接其中第2個計算機系統，在上述計算機系統完成數據存儲器的讀寫後與數據存儲器連接斷開；步驟③將數據存儲器只連接又其中第3個計算機系統，在上述計算機系統完成數據存儲器的讀寫後與數據存儲器連接斷開，如此進行直至不斷循環。
作為本發明一種時分隔離的數據交換方法及其裝置的一個例本發明所提供的時分隔離的數據交換裝置，也能實現多個計算機系統的時分隔離的數據交換。此時的連接切換器將不是2路而是N路的，見附圖。N路切換開關的其中一個例為可用N個繼電器實現，繼電器由切換控制器驅動。一個連接N個計算機系統之時分隔離的數據交換裝置，裝置器內有數據存儲器，其中的連接切換器在某一時間將數據存儲器接上一個計算機系統通信接口，並進行存儲器中的電子數據交換。當數據交換完成後，連接切換器斷開這個計算機系統，使數據存儲器只接上另一個計算機系統通信接口，並進行存儲器中的電子數據交換，當數據交換完成後連接切換器斷開這個計算機系統，又只接上另一個計算機系統，如此類推。由此實現了N個計算機系統在任一時刻均是隔離的，而N個計算機系統通過裝置中的數據存儲器實現了數據交換。本發明所述的一種時實現時分隔離的數據交換方法專用數據交換裝置，其含有連接切換器、數據存儲器和切換控制器，連接切換器分別與數據存儲器、切換控制器相連。
切換控制器其中的一個實施例為定時控制，定時控制即是按規定的時間周期進行切換控制。時間周期的長短要足夠讓每個計算機系統完成數據存儲器讀寫的時間。
控制器其中的另一個實施例為採用數據交換字節(By)數量進行控制。例如按每個計算機系統對數據存儲器讀寫各為1KBy完成後進行切換控制。切換控制器具有通過接口通信協議的標誌信息監測存儲器讀寫進程的能力。
控制器其中的又另一個例為採用數據交換完成進行控制。規定控制是以數據交換完成然後作為控制切換開關切換的條件。數據交換完成與否可採用以下方法，方法之一是用切換控制器判斷在一定的時間內無數據存儲器讀寫操作；方法之二是計算機系統向切換控制器發出數據交換完成信號。
為了實現性能更好雙向的數據交換，可將數據存儲器分成更多小區，使每個小區有確定的目的地址並對應每臺計算機系統，當某一計算機系統與數據存儲器交換數據時將目的地址為自己的小區數據進行讀取，而將要交給其它計算機系統的數據寫到相應別的計算機系統數據存儲器小區，由對應目的地址的計算機系統提取。從而實現各計算機系統的數據交換。存儲器中的各區數據可採用不同的加密以提高安全性。
6.本發明的優點與效果本發明所提供的時分隔離的數據交換方法及其裝置能夠以低的成本實現計算機間完全物理隔離和進行安全通信的需要。本實用新型的時分隔離的數據交換裝置使用硬體處理方式，數據交換裝置可根據需要定義數據交換的切換條件。規定通信字節的量控制是以數據交換字節量作為控制切換的條件。本實用新型所提供的時分隔離的數據交換裝置有設置靈活、安全實用的優點。
7、具體的實施方式本發明的一種時分隔離的數據交換方法其中一個實施例3臺計算機間進行數據交換，預先將數據存儲器的數據存儲交換區分為6個小區並分別為P12、P13、P21、P23、P31、P32，其中P12、P13為計算機系統1分別向計算機系統2、計算機系統3發送數據的區；P21、P23為計算機系統2分別向計算機系統1、計算機系統3發送數據的區；P31、P32為計算機系統3分別向計算機系統1、計算機系統2發送數據的區。下面將數據交換方法的具體工作過程予以說明開始，連接切換器只將計算機系統1與數據存儲器連接，計算機系統1把P21、P31區中的數據讀出後清除，並將需要交給計算機系統2、3的數據分別寫在數據存儲器的P12、P13區中，然後切換控制器使連接切換器只將計算機系統2與數據存儲器連接，計算機系統2把P12、P32區中的數據讀出後清除，並將需要交給計算機系統1、3的數據分別寫在數據存儲器的P21、P23區中，然後切換控制器使連接切換器只將計算機系統3與數據存儲器連接，計算機系統3把P13、P23區中的數據讀出後清除，並將需要交給計算機系統1、2的數據分別寫在數據存儲器的P31、P32區中，如此類推不斷循環，每個計算機系統均可以向另外2個計算機系統發送的數據或接收另外2個計算機系統的數據。每個計算機系統是由自己的應用驅動程序完成數據存儲器讀寫。
本發明的一種時分隔離的數據交換方法專用裝置其中一個實施例一種實現權利要求書1所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是含有連接切換器、數據存儲器和切換控制器，連接切換器分別與數據存儲器、切換控制器相連。切換控制器其中的一個實施例為連接切換器採用定時控制，定時控制即是按規定的時間周期進行切換控制。時間周期的長短要足夠讓每個計算機系統完成數據存儲器讀寫的時間。例如可選定2秒作為時間周期，即每個計算機系統與數據存儲器的相連時間為2/N秒，N為多計算機系統的數量。
數據交換方法專用裝置其中的另一個實施例為切換控制器採用數據交換字節By數量進行控制，規定通信字節數量控制是以數據交換字節數量作為控制切換的條件，例如可選定每個計算機系統對數據存儲器的讀寫字節量為1KBy。
數據交換方法專用裝置其中的另一個實施例為切換控制器採用數據交換進程來進行控制。即規定控制是以數據交換完成時刻，即讀寫數據存儲器完成後作為控制切換開關切換的條件。方法之一是用切換控制器判斷在一定的時間內無數據存儲器讀寫操作；方法之二是計算機系統通信協議向切換控制器發出數據交換完成信號。上述2個方法是由切換控制器所含的單片計算機及其程序實現的。
數據交換方法專用裝置其中的另一個實施例為切換控制器採用對有數據交換需要的計算機系統進行控制。即切換控制器輪流對有數據交換需要的計算機系統進行數據存儲器連接。獲取計算機系統有否數據交換需要的方法之一是由切換控制器所含的單片計算機通過連接切換器不斷掃描計算機系統通信接口狀態，用接口通信協議中的標誌信息確定切換控制。
切換控制器其中的另一個實施例為採用集成器件一體化實現數據存儲器、連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、連接切換器；或一體化實現連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、切換控制器。
切換控制器其中的另一個實施例為採用單片計算機一體化實現數據存儲器、連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、連接切換器；或一體化實現連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、切換控制器。
權利要求
1.一種時分隔離的數據交換方法，其特徵是，它包括下列步驟步驟①將數據存儲器只連接其中之一的計算機系統，在該計算機系統完成數據存儲器的讀寫後斷開與數據存儲器的連接；步驟②將數據存儲器只連接另外其中之一的計算機系統，在該計算機系統完成數據存儲器的讀寫後斷開與數據存儲器的連接；步驟③將數據存儲器只連接又另外其中之一的計算機系統，在該計算機系統完成數據存儲器的讀寫後斷開與數據存儲器的連接，如此進行直至不斷循環。
2.按權利要求書1所述的一種時分隔離的數據交換方法，其特徵是共有二個計算機系統或三個計算機系統或三個以上計算機系統參與數據交換。
3.一種實現權利要求書1所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是含有連接切換器、數據存儲器和切換控制器，連接切換器分別與數據存儲器、切換控制器連接。
4.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是切換控制器按定時方式或按通信數據量方式或按數據存儲器讀寫完成方式進行控制。
5.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是切換控制器按其中各計算機系統通信需求進行控制。
6.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是數據存儲器中劃分了數據交換區。
7.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是採用集成器件一體化實現數據存儲器、連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、連接切換器；或一體化實現連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、切換控制器。
8.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是採用單片計算機一體化實現數據存儲器、連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、連接切換器；或一體化實現連接切換器、切換控制器；或一體化實現數據存儲器、切換控制器。
9.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是計算機系統使用串行通信接口232或485或USB或IEEE1394或並口或乙太網口與數據交換裝置連接。
10.一種實現權利要求書3所述時分隔離的數據交換方法的數據交換裝置，其特徵是數據存儲器使用RAM或EEROM或FLASHRAM或U盤或硬碟。
全文摘要
一種用於多個計算機系統間的數據交換方法及其裝置，使用數據存儲器在不同的時間分別連接各個不同的計算機系統，並在連接時數據存儲器與所連接的計算機系統進行數據交換，實現了多個計算機系統間的數據交換，而各計算機系統間在任一時刻是隔離的，因此使各計算機系統間進行安全的數據交換。本時分隔離的數據交換方法的裝置含有時分連接切換器和數據存儲器及切換控制器，裝置採用時分連接切換器使存儲器在一段時間只連接一個計算機系統進行數據交換，而在另一段時間只連接另一個計算機系統進行數據交換，如此循環，實現了多個計算機系統間的數據交換，而又使各個計算機間得到了隔離。
文檔編號H04L12/00GK101025772SQ20061006751
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月24日 優先權日2006年2月24日
發明者韓廣中, 韓燕 申請人:韓燕