鐵路信號安全通信密鑰管理系統(tǒng)的設(shè)計與仿真.pdf

1、CTCS-3級列控系統(tǒng)是基于無線通信(GSM-R)傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。車載設(shè)備和地面設(shè)備間通信的安全性由鐵路安全通信協(xié)議RSSP-Ⅱ來保障。RSSP-Ⅱ協(xié)議規(guī)定通信雙方實體的身份的確定依賴基于標識和認證(I&A)的對話。在每次對等實體間啟動新的有效會話時進行此過程來確保防護的完整性，而該過程的實現(xiàn)依賴于認證密鑰。因此密鑰管理系統(tǒng)對CTCS-3級列控系統(tǒng)設(shè)備間的安全通信具有十分重要的意義。
　　本文主要以CTCS規(guī)范、RSS

2、P-Ⅱ鐵路信號安全協(xié)議、離線密鑰管理功能接口規(guī)范為理論依據(jù)，設(shè)計與實現(xiàn)了密鑰管理系統(tǒng)，并與實驗室現(xiàn)有的鐵路信號安全通信協(xié)議仿真測試平臺進行信息交互。論文的主要工作如下:
　　首先對CTCS規(guī)范、RSSP-Ⅱ協(xié)議和離線密鑰管理功能接口規(guī)范進行了研究和分析，為構(gòu)建整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。因系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰時對隨機數(shù)的性能要求較高，本文采用了一種改進的交叉耦合映像格子模型設(shè)計了一種基于鼠標的真隨機數(shù)發(fā)生器。對改進的模型進行性能仿真測試，仿

3、真結(jié)果表明改進的交叉耦合映象格子模型的各項性能指標都優(yōu)于未改進模型。且對該隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機數(shù)進行了性能測試，測試結(jié)果通過了NIST SP800-22建議的15種隨機數(shù)測試和NIST FIPS140-2建議的4種隨機數(shù)測試指標。
　　接著，依據(jù)相關(guān)協(xié)議規(guī)范，分析系統(tǒng)需求，確定選擇C/S模式設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)。設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，而后對系統(tǒng)進行了詳細的設(shè)計。為保證客戶端和服務(wù)器端能夠正確解析獲得消息，本文還設(shè)計了客戶端和服務(wù)器端的通