CBTC系統(tǒng)中IPSec的研究與設計.pdf

1、基于通信的列車運行控制(CBTC)系統(tǒng)通過車地雙向數據通信對列車進行控制和監(jiān)督，提高了列車的安全性和運輸效率。基于IEEE 802.11標準的無線局域網(WLAN)以其安裝便捷、使用靈活、經濟節(jié)約、易于擴展等優(yōu)點，成為CBTC系統(tǒng)中應用最廣泛的車地通信方式。同時，無線局域網固有的安全問題也引入了CBTC系統(tǒng)。因此，必須采取相關措施來提高基于IEEE 802.11標準的CBTC系統(tǒng)中數據通信的安全性。 論文首先對CBTC系統(tǒng)中數據

2、通信網絡的安全體系及其漏洞進行了詳細的分析，提出了采用IPSec機制來提高CBTC系統(tǒng)中數據通信的安全。其次，對IPSec體系中安全關聯(lián)(SA)、安全協(xié)議(認證頭AH和封裝安全載荷ESP)、相關數據庫(安全策略數據庫SPD和安全關聯(lián)數據庫SAD)以及密鑰交換(IKE)協(xié)議作了深入的闡述，同時根據CBTC系統(tǒng)的特點，提出了CBTC系統(tǒng)中IPSec機制的設計方案：在車載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)之間采用隧道模式的ESP來提供安全保護，而在地面各個系統(tǒng)之

3、間采用傳輸模式的AH或ESP來提供安全保護，并詳細的說明了數據包處理流程和密鑰交換流程。最后，把高級加密標準(AES)引入CBTC系統(tǒng)的IPSec機制中，用來實現(xiàn)IPSec中的加密和認證算法。高級加密標準(AES)是一個對稱分組密碼算法，將用來取代數據加密標準(DES)，從而成為廣泛使用的新型數據加密標準。它設計簡單、需要的內存空間少、在所有平臺上運行良好而且可以有效抵抗目前已知的所有攻擊，因此，在IPSec機制中采用高級加密標準(AE