数控系统网络化的发展,工业以太网向着现场级的延伸,加之信息技术的影响,使得工业控制领域对安全的需求愈发明显。工业数控系统安全技术,不仅包含传统意义上现场级的功能安全和物理安全,而且开始涉及到办公网络等纵向通信过程。因此,在可靠系统的大背景下,即能够提供无可非议可信服务的系统,有必要进一步研究可靠性的属性、方法和威胁,进而对于工业控制系统整体安全进行定义并界定各子系统或子领域安全。首先,本文在对Ether CAT工业以太网现场总线的协议结构和通信原理研究和分析的基础上,提出基于Ether CAT总线的安全通信目标,并在既定目标的基础上对数控系统通信过程潜在可能的安全问题进行分析和归纳。在研究安全问题的同时,还对工厂级工业以太网的结构模型进行了研究,并基于信息层面对层次化结构通信中存在的安全问题做了相关的探究。其次,在对基于横向和纵向的通信过程安全问题进行考量,以及对当前安全对策研究现状进行综述后,结合Ether CAT通信结构和通信原理,提出了针对其结构的安全通信措施。最后,对信息安全评估和系统功能安全评估方法和办法进行了研究,并对确定CRC多项式的残留错误率进行了分析和实验验证。通过实例分析,得出了残留错误率与报文长度,生成多项式和位错误概率之间存在的关系。