铁路信号安全协议中消息认证码算法的研究

为了提高铁路信号安全协议RSSP-Ⅱ中消息鉴定安全层消息认证码算法的安全性和实时性,首先将传统的MASL-TDES-MAC算法底层的加密算法改进为安全性能更强的高级加密标准AES算法,并对改进后的MASL-AES-MAC算法采用FPGA技术进行硬件设计,其次根据硬件设计所达到的最高时钟频率和逻辑资源消耗情况,对算法的硬件实现环节采用查找表技术和流水线技术进行优化,最后在QuartusⅡ软件和Modelsim软件上进行联合仿真实验。研究结果表明:经过改进及优化后的算法具有更高的最高时钟频率和更低的逻辑资源消耗,不仅提高了协议的安全性,而且改进及优化后的算法在实时性方面比原算法提高了69.84%。

铁路信号安全协议RSSP的研究

铁路信号安全协议(RSSP)是应用于铁路信号安全设备接口的安全通信协议。给出了应用RSSP设备间的以太网通信网络结构,描述了RSSP-Ⅰ的接口结构与功能特点,及RSSP-Ⅱ的层次结构与功能特点,提出了RSSP的基本实现方法,论述了RSSP在热备结构的设备中的同步方法。

铁路信号安全协议互操作性测试序列生成研究

铁路信号安全协议-Ⅰ为铁道部制订的用于高速铁路列控系统中的安全数据传输协议,对整个系统的安全起着重要作用,投入运行前对其进行完整的测试是非常必要的。协议测试中的互操作性测试是检查同一协议或者同一类协议的不同被测实现之间是否可以进行正确交互。本文对铁路信号安全协议-Ⅰ的互操作性测试建模和测试序列生成进行了详细的研究。

铁路信号安全协议一致性测试序列生成研究

铁路信号安全协议(RSSP-I)是实现高速铁路安全运行的保障,协议一致性测试的核心是生成完备有效的测试序列。针对铁路信号安全协议的实时性要求,提出了带时间约束的FSM(Finite State Machine)模型,并在此模型基础上生成状态的UIO(Unique Input/Output sequences)序列,最后采用基于收敛边的算法生成了较其他算法更短的一致性测试序列,从而提高了测试效率。

RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议的安全性分析

针对CTCS-3级列控系统的核心安全通信协议——RSSP-Ⅱ的安全性进行分析。利用生日攻击原理,对RSSP-Ⅱ协议的核心消息鉴别码方案提出一种部分密钥恢复-伪造攻击方案。攻击结果表明,在截获232.5个已知明文的前提下,大约需要2^(57)次离线MAC计算,即可实时计算得到任意数量的伪造消息,且伪造消息中所包含的序列号、三重时间戳或机器周期等校验标识符均可通过接收端的检验,攻击的成功率约为0.63。

铁路信号安全通信协议中的MAC改进算法

改进铁路信号安全通信协议II(RSSP-II)中的ER层消息验证码(MAC)算法,将高级加密标准作为MAC的核心算法,使用密文分组链接方式对报文加解密,并将其运用到CTCS-3列控系统临时限速服务器测试平台的RSSP-II仿真测试中。结果表明,改进算法能够克服原算法存在的弱密钥、半弱密钥等安全隐患,具有更强的安全性与实时性。

铁路信号安全通信协议中消息验证码算法的安全性分析和改进

通过比较TDES算法与AES和SM4算法,分析铁路信号安全通信协议(RSSP-II)中消息验证码(MAC)算法的安全性弱点,提出采用以AES和SM4为核心的MAC改进算法,并对改进的算法进行半实物仿真实验。分析和实验结果证明:改进后的算法具有更高的实时性。

基于RSSP-I铁路信号安全通信协议的互联互通CBTC车地通信系统及调试方法的分析

本文阐述了基于UDP/IP的《RSSP1铁路信号安全通信协议(V1.0)》的优势,介绍了采用安全通信协议的互联互通CBTC系统车地安全通信解决方案。从此系统的设计原理出发,结合研发过程和项目实施,本文总结了此通信系统的一般调试方法。

客运专线信号安全网的通信协议故障诊断系统

以铁路信号安全通信协议规范,如RSSP-1协议、RSSP-2协议、037协议等规范为基础,搭建了一套通信协议故障诊断系统,用以对采用铁路信号安全通信协议进行通信的安全设备之间传输的数据的有效性和逻辑性进行评判,从而实现对客运专线信号安全网数据的故障诊断。

《RSSP-Ⅱ》安全通信协议在RBC/CBI接口中的特殊点

《RSSP-II》安全通信协议是一个总体规范,并不能直接指导软件人员编码实现,结合此规范在无线闭塞中心(RBC)与计算机联锁(CBI)接口中具体应用,提出一些特殊之处的设置及使用方法。

基于通信技术的铁路信号轨旁设备控制方案研究

针对既有铁路信号轨旁设备,如信号机、转辙机和轨道电路等,采用继电电路和全电子执行单元控制方式的不足,如大量使用继电器、室外电缆以及备品备件种类多等,提出一种将通信技术应用于铁路信号轨旁设备控制的方案。详细介绍在既有设备内部分别加装RCM-XH,RCM-DC及RCM-QD通信模块,然后根据铁路信号安全通信协议RSSP-I实现与计算机联锁系统的直接通信模式。这种模式可以取消组合柜、接口柜、分线盘和全电子执行分单元,减少中间环节带来的故障点。

临时限速服务器安全通信协议研究

临时限速服务器(TSRS)是中国列车运行控制系统(CTCS)重要组成部分,针对TSRS相关的安全通信协议进行分析,围绕TSRS安全通信协议的结构、功能及其安全性进行论述。TSRS设备在与外部设备接口间采用的RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议可有效提高数据传输的安全性,为整个系统提供最基础的安全保障。

RSSP-I、RSSP-Ⅱ及SAHARA三种安全通信协议实现技术简介

针对RSSP-I、RSSP-Ⅱ、SAHARA 3种安全通信协议的主要安全通信技术实现机制进行介绍,并对这3种安全协议进行多方面比对,从而便于研发人员可根据具体应用场景选取所需的安全协议或防护技术。

客运专线计算机联锁系统安全环网的应用

铁路信号安全通信技术为计算机联锁提供了新的通信场间联系方式,也为区域联锁提供了新的应用。计算机联锁设备接入客专安全环网,通过采用铁路信号安全协议RSSP(Railway Signal Safety Protocol),实现与客运车站多个设备的数据传输,信息共享。

基于LTE-M的互联互通全自动运行系统车地安全通信方案研究

阐述了互联互通FAO(全自动运行)系统车地安全通信的特点。归纳现有互联互通CBTC(基于通信的列车控制)系统中采用基于TCP(传输控制协议)的RSSP-Ⅱ(铁路信号安全协议Ⅱ)在实际工程项目中存在的问题,提出了一种互联互通FAO系统车地安全通信解决方案。基于RSSP-Ⅰ,通过在LTE-M(城市轨道交通长期演进系统)的设备中增加祖冲之加密算法,能有效防护开放通信系统中的伪装威胁。提出的互联互通FAO系统车地通信方案可有效解决现有互联互通CBTC系统车地通信存在的问题。

基于RSSP-Ⅱ的城市轨道交通ATS与VOBC间安全通信研究

列车自动监控系统(ATS)与车载控制器(VOBC)之间的数据通信处于开放式网络环境下,对设备间通信的可靠性、时效性提出了较高的要求。为了满足其通信性能,结合铁路信号安全通信协议(RSSP-Ⅱ),论述ATS与VOBC间的通信架构,设计实现了ATS与VOBC交互的通信接口模块,通过建立ATS仿真平台,对该通信接口进行了测试,验证了其功能实现。