RSSP-Ⅰ与RSSP-Ⅱ铁路安全通信协议对比分析

铁路信号系统存在许多安全设备,如联锁系统、列控系统、RBC系统、CTC系统等,各个安全系统之间接口通过专门的安全通信协议交换数据。目前我国铁路主要有RSSP-Ⅰ、RSSP-Ⅱ2种安全通信协议,这2种安全协议使用范围、传输要求存在差异,本文对此2种安全协议进行了对比分析。     

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。     

基于Wireshark的列控中心以太网通信协议解析器的研究与实现

铁路信号安全通信协议(RSSP-Ⅰ)应用于我国高速铁路列控中心(TCC)与外围系统的接口中,在对这些接口输入输出数据进行测试验证、故障分析时,只能基于接口协议逐字节分析判断,工作量大、易出错,且工作效率不高。本文对列控中心以太网接口的通信体系结构和通信协议分层进行分析,使用Lua语言扩展Wireshark协议解析功能,实现了一种列控中心以太网通信协议解析器,为网络故障分析提供了一种新的手段,显著提高了工作效率。     

RSSP-I、RSSP-II及SAHARA三种安全通信协议实现技术简介简

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.     

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。     

Ⅰ型铁路信号安全协议的消息时效性防护机制

借鉴Ⅱ型铁路信号安全协议中EC周期计数时间戳的时效防护原理,在保持Ⅰ型铁路信号安全协议(RSSP-Ⅰ)的帧格式、时序和安全校验措施的基础上改进接收端处理过程,建立RSSP-Ⅰ的消息时效性防护机制。该机制采用对周期计数时间戳进行时效性检查的方法,通过周期计数对准、周期计数检查和定时启动传输延时检测3个环节,实现消息时效性的防护。在分析消息时效性防护机制的安全性和安全处理原则的基础上,确定消息时效性防护机制中可容忍最大时序偏差、启动传输延时检测周期、发出时序校正请求(SSE)之后等待时序校正答复(SSR)的时限、测得的传输延时状态持续正值的最大保持周期数和传输延时检测最大失败次数这5个关键参数的取值方法。经实验室仿真结果表明,该防护机制能够有效地针对传输延时的风险对消息时效性进行安全防护,可进一步提高RSSP-Ⅰ的安全性。     

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.     

RSSP-I铁路信号安全协议的设计及实现

分析RSSP-I铁路信号安全协议中安全技术的主要原理,设计了RSSP-I铁路信号安全协议的安全编码、解码、时序校正的实现方法;基于Visual Studio2012,完成RSSP-I铁路信号安全协议测试软件的开发,进行了安全通信测试。结果表明:该软件运行安全可靠,通信数据准确完整,满足安全通信要求。     

铁路联锁与调度集中标准接口规范缺陷分析及升级研究

深入研究当前联锁系统与调度集中系统的标准接口规范协议,分析得出既有协议不符合国标的缺陷点,结合现场双方接口实施时发现的不合理之处,提出在RSSP-I安全通信协议的框架下,定义新的联锁与调度集中接口规范,实现符合安全标准的接口通信,确保数据报文的安全传输;对原有协议进行分析,按照业务数据帧细分归类,构建联锁端和调度集中端的基础通信协议蓝本,并进行试验验证。经过测试,确定基于RSSP-I框架构建通信协议可以适用于双方数据交互,能够解决当前接口规范的缺陷,满足现场的应用数据传输,符合国标和欧标的安全通信要求。     

铁路信号故障诊断专家系统基本结构设计

针对我国铁路信号设备故障的特点及目前普遍采用的故障诊断方法,对铁路信号故障诊断专家系统的总体结构进行了设计分析,提出了应用分层次的故障诊断方法,建立和开发铁路信号故障诊断专家系统思路,并对该系统的功能、特点及安全可靠性进行了探讨分析.     

铁路信号故障诊断专家系统总体结构研究

针对我国铁路信号设备故障的特点及目前普遍采用的故障诊断方法．本文对铁路信号故障诊断专家系统的总体结构进行了设计分析，提出了应用分层次的故障诊断方法．建立和开发铁路信号故障诊断专家系统思路，并对该系统的功能、特点及安全可靠性进行了探讨分析。     

SM4分组密码算法在RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议中的应用

RSSP-II铁路信号安全通信协议是铁路信号领域的安全软件产品。目前,其使用的加密算法为3DES算法,可防护数据在传输过程中的损坏、伪装等安全风险。为实现技术自主可控、增强核心竞争力,提出采用中国国家标准SM4分组密码算法代替既有的3DES算法,并进行仿真和实物测试验证。     

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.     

一种基于开放网络的安全通信协议实现方法

在开放式网络传输环境下,安全设备间通信需有完备的数据通信协议来保证应用数据安全。提出一种安全通信协议优化方案,对RSSP-I安全通信协议中的所传输数据采用SM4算法进行数据加密,优化开放式网络环境下安全通信协议的分层结构、消息结构和通信交互过程。通过分析论证,针对开放式传输系统存在的所有可能威胁,本安全通信协议实现方法均具备有效的防御、防护技术措施,满足安全设备间数据传输的安全性要求。     

基于脚本语言的互联互通通信数据解析插件

在分析城市轨道交通互联互通通信规范的基础上,结合现场调试中遇到的不便,借助Wireshark网络封包分析软件能够加载Lua脚本进行私有通信协议解析的特性,构建一套基于Lua脚本语言的互联互通车-地安全通信协议、地-地安全通信协议、互联互通应用协议数据分析插件,为城市轨道交通互联互通CBTC系统调试、故障排查提供便利。     

铁路信号系统中安全算法时效性分析

为有效评估和提升铁路信号系统传输协议的安全性,对铁路信号系统中的安全算法进行时效性分析。通过仿真实验对常用的4个的哈希函数和6个加密解密函数进行了定量评估。实验结果表明,安全算法的处理时间随应用数据长度的增长而增长;加密解密函数的工作模式对时效性影响不大;加密解密函数的解密算法消耗时间大于加密算法;SHA256哈希函数为保证数据完整性安全算法的首选方案;Twofish算法为加密解密算法的首选方案。该时效性分析结论为铁路信号系统安全算法的选择提供了参考依据。     

RSSP-Ⅰ安全协议在电子接口模块中的应用研究

电子接口模块实现了联锁系统(CBI)和计轴系统的全电子化连接,并替代了重力型继电器。电子接口模块与联锁系统的安全完善度等级需达到SIL4级,RSSP-Ⅰ安全协议可按照EN50129标准,对电子接口模块与联锁系统间通信进行完整性、真实性、顺序性和实效性方面的防护,以满足通信的安全要求。     

铁路信号设备故障诊断专家系统研究

根据铁路信号设备日常检修工作的实际需求和对设备故障机理的分析,设计了用于故障诊断的多个子模块,建立了铁路信号设备故障诊断专家系统基本的实现结构。实现故障诊断功能,能为铁路信号设备基本故障的检修工作提供决策支持。