基于subset098协议的列控系统地面安全通信研究

论文摘要

随着中国铁路事业的飞速发展,对列控系统安全性的要求也越来越高。列控系统的通信安全直接影响到列车的运行效率和行车安全。作为达到安全完整性等级4的通信协议,Subset098安全通信协议能满足列控系统对网络数据传输安全性的要求。本课题的主要工作是对安全通信协议subset098进行深入研究,并最终在临时限速服务器设备中的通信模块上实现了该协议。本文完成的工作主要有以下几个方面：1.列控系统通信的关键是数据的安全性,本文结合安全通信的概念分析列控通信系统的安全性需求。subset098安全通信协议能够防御网络通信中常见的安全威胁,并且能达到列控系统的安全性要求,被应用到列控系统部分地面设备的通信中。2.深入研究subset098安全通信协议,在此基础上分析该协议的分层结构,防御各类威胁的方法。根据协议的分层模式和临时限速服务器的通信需求,完成了该协议的架构设计,并设计协议的改进方案。3.将subset098安全通信协议进行模块划分,并在临时限速服务器的通信模块中对其进行了设计与实现。测试数据表明,使用了序列号、EC计数器、加密算法的subset098安全通信协议能有效防御常见的网络通信威胁,提高了数据通信的安全。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 列车控制系统通信的发展
• 1.2 列控系统中安全通信协议的应用与发展
• 1.3 课题研究的主要内容和目标
• 1.4 主要工作和论文的组织结构
• 第二章 列控系统地面通信的安全性分析
• 2.1 安全通信的概念
• 2.2 列控通信系统的安全性需求
• 2.3 安全威胁与防范
• 2.4 本章小结
• 第三章 subset098安全通信协议原理
• 3.1 subset098安全通信协议
• 3.1.1 subset098通信协议介绍
• 3.1.2 subset098层次划分
• 3.1.3 协议包格式
• 3.2 Subset098安全通信协议的服务
• 3.2.1 建立连接服务
• 3.2.2 数据传输服务
• 3.2.3 断开连接服务
• 3.3 通信过程
• 3.4 安全过程
• 3.4.1 消息认证
• 3.4.2 对等实体认证
• 3.4.3 数据安全性认证
• 3.4.4 数据时效性认证
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于subset098协议通信模块的设计与改进
• 4.1 通信模块的系统分析
• 4.2 通信模块的设计
• 4.2.1 初始化模块
• 4.2.2 TCP/IP协议模块
• 4.2.3 通信功能模块
• 4.2.4 安全功能模块
• 4.3 安全通信协议的改进
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于subset098协议通信模块的实现
• 5.1 初始化的设计与实现
• 5.2 TCP/IP协议模块的设计
• 5.3 欧洲无线电通信安全层的设计与实现
• 5.3.1 建立连接过程
• 5.3.2 安全通信过程
• 5.3.3 断开连接过程
• 5.4 安全应用中间分层的设计与实现
• 5.4.1 建立连接过程
• 5.4.2 安全通信过程
• 5.4.3 断开连接过程
• 5.5 通信机的实现结果与分析
• 5.6 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献