CTCS-3級車地通信身份認證研究.pdf

1、隨著中國鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，對列控系統(tǒng)的要求也越來越高。CTCS(ChineseTrainControlSystem)-3級列控系統(tǒng)利用GSM-R(GlobalSystemofMobilecommunicationforRailways)實現(xiàn)車地通信，以滿足高速鐵路的需求。然而，身份認證技術作為GSM-R移動通訊系統(tǒng)的第一道安全防線，地位極其重要，它是最基本的安全服務，一旦身份認證系統(tǒng)被攻破，那么所有安全措施將形同虛設。目前GSM-R系

2、統(tǒng)的身份認證技術還存在一些安全缺陷，比如GSM-R僅支持網(wǎng)絡對用戶的單向鑒權，不支持用戶對網(wǎng)絡鑒權，存在用戶接入假冒網(wǎng)絡的安全隱患，另外，現(xiàn)在已有針對空中接口加密A5算法的破譯攻擊方法，這些已存在的安全隱患都會給不法分子攻擊CTCS-3列控系統(tǒng)提供機會，嚴重影響我國高鐵運行的安全，阻礙我國高鐵事業(yè)的發(fā)展。因此，為了確保GSM-R第一道防線的安全，設計一套滿足高速列車高安全性需求的身份認證機制十分必要。
　　 首先，論文分析總結(jié)出

3、CTCS-3級車地通信中身份認證的安全性需求；然后，深入研究目前成熟的無線網(wǎng)絡身份認證技術理論，并引進公鑰密碼體制、動態(tài)口令、哈希函數(shù)等理論技術作為本文新身份認證機制的理論基礎。最后，根據(jù)歸納出的安全性需求和相關技術理論，設計了一套適合CTCS-3的身份認證機制IAMCTG(IdentityAuthenticationMechanisminCommunicationbetweenTrainandGround)，保證了其安全性的同時，還提

4、高了CTCS-3級列控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>　　 為了論證新的車地通訊身份認證機制是否滿足CTCS-3級列控系統(tǒng)的安全性需求，論文利用網(wǎng)絡仿真軟件OPNET對新舊認證機制分別進行模擬仿真，并依據(jù)《CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術方案》，從CTCS-3級列控系統(tǒng)對GSM-R傳輸系統(tǒng)QoS指標要求的角度，設置了模型單次運行時間、排隊延遲、利用率、網(wǎng)絡吞吐量指標。仿真結(jié)果表明IAMCTG模型在功能上，實現(xiàn)了密鑰的協(xié)商，服務器端和車載無