鐵路信號(hào)安全通信密鑰管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是基于無線通信(GSM-R)傳輸信息的列車運(yùn)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(shí)體的身份的確定依賴基于標(biāo)識(shí)和認(rèn)證(I&A)的對(duì)話。在每次對(duì)等實(shí)體間啟動(dòng)新的有效會(huì)話時(shí)進(jìn)行此過程來確保防護(hù)的完整性，而該過程的實(shí)現(xiàn)依賴于認(rèn)證密鑰。因此密鑰管理系統(tǒng)對(duì)CTCS-3級(jí)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(hào)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(jì)與實(shí)現(xiàn)了密鑰管理系統(tǒng)，并與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的鐵路信號(hào)安全通信協(xié)議仿真測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行信息交互。論文的主要工作如下:
　　首先對(duì)CTCS規(guī)范、RSSP-Ⅱ協(xié)議和離線密鑰管理功能接口規(guī)范進(jìn)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(shí)對(duì)隨機(jī)數(shù)的性能要求較高，本文采用了一種改進(jìn)的交叉耦合映像格子模型設(shè)計(jì)了一種基于鼠標(biāo)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。對(duì)改進(jìn)的模型進(jìn)行性能仿真測(cè)試，仿

3、真結(jié)果表明改進(jìn)的交叉耦合映象格子模型的各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于未改進(jìn)模型。且對(duì)該隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果通過了NIST SP800-22建議的15種隨機(jī)數(shù)測(cè)試和NIST FIPS140-2建議的4種隨機(jī)數(shù)測(cè)試指標(biāo)。
　　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(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，而后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。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(jì)了客戶端和服務(wù)器端的通