带TLS安全的ADS-over-MQTT

Lizzy的倍福园地 2021-07-13

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内容摘要

前一篇文章《借助MQTT技术实现跨省市的ADS通讯》中提到，为了测试方便，示例的MQTT通讯未设置任何安全校验，而同一Topic下的所有TwinCAT系统都可以互通。这意味着任何人只要知道Message Broker的IP和控制器的Topic，就可以连接控制器。

这对于偶尔的编程调试或许可以勉强接受，但是对于远程的SCADA系统要24小时联网传输数据，如果不加安全功能客户就不敢使用。MQTT的安全功能支持用户名/密码方式和TLS安全证书的方式，后者更加安全。

本文正文介绍现成TLS证书和配置文件的测试步骤，附件放在倍福虚拟学院陈老师专栏，包含完整的PDF文档和附件。

使用现成的TLS证书进行测试

1.　倍福虚拟学院陈老师专栏：

https://tr.beckhoff.com.cn/mod/folder/view.php?id=1878

找到“20201222 ADS Over MQTT"，

下载certificates.zip和Routes.zip

2.　把这两个文件夹解压后放到编程PC的“C:\TwinCAT\3.1\Target”

3.　重启TC3服务

4.　打开TC3 XAE，选择目标系统就可以看到带TLS安全功能的CX5140了。

自行搭建Message Broker

实际应用中，如果用户要搭建自己的Message Broker，就会涉及证书制作、Mosquitto设置等工作。虚拟学院上的“ADS Over MQTT测试记录.pdf”包含了在云服务器上的Win7 64位系统中安装Mosquitto搭建Message Broker的完整步骤，以及MQTT的相关设置和参数解释、背景知识等，可以做为ADS Over MQTT现实应用的入门材料。

《ADS Over MQTT测试记录》

目　录

1 技术简介

1.1 概述

1.2 通讯示例

1.3 硬件及软件要求

1.4 使用场景

1.5 优势

2 ADSOver MQTT的匿名访问

2.1 准备云上的Message Broker

2.2 安装测试工具MQTT.fx

2.3 测试云服务器的MQTT通讯

2.4 TwinCAT经由MQTT的通讯

3 带TLS安全的ADS over MQTT

3.1 生成证书

3.1.1 在编程PC上安装OpenSSL

3.1.2 生成CA认证

3.1.3 生成Broker证书

3.1.4 生成各个Client的证书

3.1.5 特别提示

3.2 带TLS安全的ADS Over MQTT测试

3.2.1Broker侧的操作

3.2.2 ADS设备上的操作

3.2.3 在云服务器上启用Moquitto服务并显示到界面

3.2.4 在编程PC上登入MQTT连接的控制器

3.2.5 实测网速

4 扩展阅读（链接）

4.1 Infosys上相关信息

4.2 MQTT服务-Mosquitto简单安装及TLS双向认证配置

4.3 TLS相关信息

4.3.1 非对称加密算法

4.3.2 密钥和证书管理

4.3.3 各种证书的关系

4.3.4 SSL_TLS证书格式简介

4.3.5 关于pem der cer crt csr pfx 证书的区别

4.4 OpenSSL相关信息

4.4.1Openssl简介

4.4.2 OpenSSL常用命令

4.4.3 OpenSSL生成根证书CA及签发子证书

4.5 PSK相关

4.5.1 用户名和密码的方式

用IE浏览器可访问本文的PDF完整版：

http://www.baclizzy.com.cn

按日期查找即可；

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安全

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