[建筑]鐵路信號系統(tǒng)安全相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)與安全協(xié)議研究(完整版)
【正文】 出的報(bào)文序列相同，“重復(fù)”、“刪除”、“重排序” 時(shí)間性可理解為時(shí)效性，一個(gè)安全數(shù)據(jù)報(bào)文被發(fā)出 后，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)接收端 ,“延時(shí)”可能帶來 風(fēng)險(xiǎn)。在兩種報(bào)文中都含有 DE/DR雙重時(shí)間戳，其 中 DE 表示發(fā)出報(bào)文時(shí)的發(fā)送端周期計(jì)數(shù)， DR 表示發(fā)送此 報(bào)文之前 發(fā)送端接收到的最近一包報(bào)文的 DE字段。因此，兩個(gè)超時(shí)之間相差的時(shí)間應(yīng)至 少可以完成一次安全通信初始化。 以兩種歐洲鐵路信號公司的安全通信協(xié)議為例分析 安全措施的實(shí)施。 安全碼使安全通信達(dá)到量化的安全目標(biāo)。EN 50159— 2標(biāo)準(zhǔn)提出 7種傳輸系統(tǒng)可能遇到的風(fēng) 險(xiǎn)威脅及 8種防御措施，其內(nèi)容及應(yīng)對關(guān)系見表 1。目前 ,我國列車控制系統(tǒng)應(yīng)用的部分歐洲設(shè) 備或系統(tǒng)方案涉及到 EN 50159標(biāo)準(zhǔn)建立的安全通信系統(tǒng) 及接口協(xié)議。從結(jié)構(gòu)上講就是在應(yīng)用層與通信系統(tǒng)之間，建立安 全相關(guān)通信層，簡稱安全層。需要傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)首先 經(jīng)過安全層的處理，生成安全層數(shù)據(jù)報(bào)文之后再發(fā)往傳 輸系統(tǒng)；從傳輸系統(tǒng)收到的信息也先經(jīng)過安全層過濾才 被采用。 代化的鐵路信號及控制系統(tǒng)一般由多個(gè)安全相關(guān) EN 50159標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)部分： EN 50159— 1標(biāo)準(zhǔn) [1]針對封 閉傳輸系統(tǒng)提出構(gòu)建安全通信的基本要求，強(qiáng)調(diào) 應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)的先決條件、基本功能需求和安全完整性需求。 表 1 防御措施與風(fēng)險(xiǎn)威脅應(yīng)對關(guān)系 風(fēng)險(xiǎn) 防御 序列號 時(shí)間戳 超時(shí) 源和目的 反饋 身份鑒 安全 身份標(biāo)識(shí) 信息 別過程 編碼 重復(fù) √ √ 刪除 插入 重排序 訛誤 延時(shí) 偽裝 √ :表示防御措施與風(fēng)險(xiǎn)威脅應(yīng)對關(guān)系 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 密碼 技術(shù) Railway Topics 鐵路視點(diǎn) 全過程可以發(fā)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)在傳輸中出現(xiàn)的“訛誤”。在安全 協(xié)議中，除用戶安全數(shù)據(jù)外，一般還要將安全層的附 加安全數(shù)據(jù)，如時(shí)間戳和身份鑒別 ID等納入安全碼保 護(hù)范圍。一是 CSEE Transport 公司針對封閉傳 輸系統(tǒng)的安全協(xié)議 ,主要特征為SACEM安全編碼及 DE/DR 時(shí)間標(biāo)記機(jī)制 ， SACEM是一種安 全碼。在此條件下安全層超 時(shí)時(shí)限可以考慮盡可能接近應(yīng)用層超 時(shí)時(shí)限，這樣可增 加安全層容錯(cuò)性，減少安全層重建連接對信道的占用?？梢? 認(rèn)為，每個(gè)安全數(shù)據(jù)報(bào)文都與 DR值所指的一個(gè)狀態(tài)報(bào)文 形成反饋報(bào)文。 防止“重復(fù)”、“刪除”、“重排序”的措施是 將報(bào)文加上序列號，但加入序列號后不能發(fā)現(xiàn)“延時(shí)” 問題。如果預(yù)計(jì)時(shí)間耗盡仍沒有收到正確報(bào)文，則可以 確認(rèn)預(yù)計(jì)接收的那一個(gè)報(bào)文發(fā)生了“延時(shí)”?！安? 入”風(fēng)險(xiǎn)常表現(xiàn)為由于傳輸系統(tǒng)問題，使接收到的報(bào)文 并非來自預(yù)期的地址，或雖然來自預(yù)期節(jié)點(diǎn)，但目的地 不是此地。 FSFB/2對每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置身份標(biāo)識(shí)號 SID，為防止 “偽裝”在 FSFB/2報(bào)文中不會(huì)直接出現(xiàn) SID值， SID與作 為時(shí)間戳的偽隨機(jī)數(shù) T n 經(jīng)過異或運(yùn)算結(jié)合 在一起傳輸。 EN 501592標(biāo)準(zhǔn)附錄 出 EN 50129[5]涵蓋的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可采取的一些特殊步驟， 包括應(yīng)用、危險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)降低、 SIL分配、定量目標(biāo) 以及安全要求規(guī)范。另外還必須確定系統(tǒng)的安全完整等級 (定性參數(shù)和非函數(shù)參數(shù) )定義 (由用戶或安全部門 )。 首先連接初始化過程由接收端發(fā)起連接請求，對方予以 回應(yīng)，在應(yīng)答報(bào)文里包含雙方的 SID和時(shí)間戳信息，接 收方根據(jù)這些信息及系統(tǒng)預(yù)先分配給接收方的身份鑒別 參數(shù)進(jìn)
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