CTCS-3級(jí)車地通信身份認(rèn)證研究.pdf

1、隨著中國(guó)鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)列控系統(tǒng)的要求也越來越高。CTCS(ChineseTrainControlSystem)-3級(jí)列控系統(tǒng)利用GSM-R(GlobalSystemofMobilecommunicationforRailways)實(shí)現(xiàn)車地通信，以滿足高速鐵路的需求。然而，身份認(rèn)證技術(shù)作為GSM-R移動(dòng)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(wù)，一旦身份認(rèn)證系統(tǒng)被攻破，那么所有安全措施將形同虛設(shè)。目前GSM-R系

2、統(tǒng)的身份認(rèn)證技術(shù)還存在一些安全缺陷，比如GSM-R僅支持網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶的單向鑒權(quán)，不支持用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)，存在用戶接入假冒網(wǎng)絡(luò)的安全隱患，另外，現(xiàn)在已有針對(duì)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(huì)給不法分子攻擊CTCS-3列控系統(tǒng)提供機(jī)會(huì)，嚴(yán)重影響我國(guó)高鐵運(yùn)行的安全，阻礙我國(guó)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(shè)計(jì)一套滿足高速列車高安全性需求的身份認(rèn)證機(jī)制十分必要。
　　 首先，論文分析總結(jié)出

3、CTCS-3級(jí)車地通信中身份認(rèn)證的安全性需求；然后，深入研究目前成熟的無線網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證技術(shù)理論，并引進(jìn)公鑰密碼體制、動(dòng)態(tài)口令、哈希函數(shù)等理論技術(shù)作為本文新身份認(rèn)證機(jī)制的理論基礎(chǔ)。最后，根據(jù)歸納出的安全性需求和相關(guān)技術(shù)理論，設(shè)計(jì)了一套適合CTCS-3的身份認(rèn)證機(jī)制IAMCTG(IdentityAuthenticationMechanisminCommunicationbetweenTrainandGround)，保證了其安全性的同時(shí)，還提

4、高了CTCS-3級(jí)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(rèn)證機(jī)制是否滿足CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的安全性需求，論文利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET對(duì)新舊認(rèn)證機(jī)制分別進(jìn)行模擬仿真，并依據(jù)《CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案》，從CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)GSM-R傳輸系統(tǒng)QoS指標(biāo)要求的角度，設(shè)置了模型單次運(yùn)行時(shí)間、排隊(duì)延遲、利用率、網(wǎng)絡(luò)吞吐量指標(biāo)。仿真結(jié)果表明IAMCTG模型在功能上，實(shí)現(xiàn)了密鑰的協(xié)商，服務(wù)器端和車載無