基于VxWorks的開放式安全通信協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、我國的鐵路事業(yè)發(fā)展迅速,列車的運行速度和行車密度不斷提高。行車安全必須要綜合車、地多個系統(tǒng)來保障,系統(tǒng)之間的通信由封閉式網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向開放式網(wǎng)絡(luò),通信安全性也就變的尤為重要。CTCS-3作為目前我國客運專線技術(shù)等級最高的列控系統(tǒng),其各子系統(tǒng)間的信息交互過程已轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式傳輸系統(tǒng)的范疇,必須針對開放式網(wǎng)絡(luò)研究設(shè)計安全通信協(xié)議才能保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?這是提高當(dāng)前鐵路信號控制安全性和信息化程度的必然要求。
　　鐵路計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

2、作為一種實時的安全苛求系統(tǒng),對實現(xiàn)鐵路的安全高效運行發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本課題的主要工作是在分析 EN50159標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所提出的開放式傳輸系統(tǒng)信息安全可靠傳輸可能存在的威脅的基礎(chǔ)上,對我國原鐵道部科技司制定的鐵路信號安全通信協(xié)議進(jìn)行了重點研究。以計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與其他設(shè)備的通信接口為研究對象,對其通信安全性進(jìn)行了功能安全分析和應(yīng)用方面的研究,并在 VxWorks操作系統(tǒng)上利用MUX層接口函數(shù)完成該安全協(xié)議與底層驅(qū)動程序的綁定,在Torn

3、ado環(huán)境下仿真出安全通信協(xié)議的安全功能。
　　本文完成的工作主要有以下幾個方面:
　　(1)基于EN50159標(biāo)準(zhǔn)中開放式的傳輸系統(tǒng)安全威脅相關(guān)的內(nèi)容,對計算機的聯(lián)鎖系統(tǒng)的通信安全性進(jìn)行了評估與分析,了解了其潛在的各種安全威脅,并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施,包括采用序列號防護(hù)、TTS/EC計數(shù)防護(hù)以及安全碼和加密技術(shù)防護(hù)。
　　(2)分析 RSSP-II協(xié)議的安全通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu),重點研究兩個通信實體如何通過安全層的服務(wù)模型、服

4、務(wù)原語建立安全連接,完成消息完整性與對等實體認(rèn)證。
　　(3)深入分析DES算法原理,完成DES算法模塊的編程,在此基礎(chǔ)上利用DES算法模塊加密、解密過程的組合實現(xiàn)消息完整性與對等實體認(rèn)證過程中消息認(rèn)證密碼(MAC)的計算,在此過程中采用的是改進(jìn)DES的三重DES算法。
　　(4)VxWorks是一種安全性非常高的實時嵌入式操作系統(tǒng),廣泛用作各種安全相關(guān)計算機系統(tǒng)的操作系統(tǒng),尤其在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中應(yīng)用尤為廣泛,本文利用VxW