铁路信号安全通信协议中的MAC改进算法

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ＲＳ — ，在ＥｒｒｄｏＥ）ＳＰＩＩｕｏａｉ（Ｒ安全层，用户数据以消息验证码（ｓａｅｔｅｔａｏｏｅＭＡ）ＭｅｓｇｈｎｉｔｎＣｄ，Ｃ扩充，Ａｕｃｉ即安全数据要经过
组链接方式对报文加解密，并将其运用到ＣＴ一ＣＳ３列控系统临时限速服务器测试平台的ＲＳ —ＩＳＰＩ仿真测试中。结果表明，改进算法能够克服原算法存在的弱密钥、半弱密钥等安全隐患，具有更强的安全性与实时性。
关健诃：铁路信号安全通信协议Ｉ；数据加密标准；高级加密标准；密文分组链接；消息验证码Ｉ
中圈分类号：Ｐ９Ｔ３３
铁路信号安全通信协议中的ＭＡＣ改进算法
张元玲，徐中伟，万勇兵，夏志翔
（同济大学电子与信息工程学院，上海２１０）０８４
摘
要：改进铁路信号安全通信协议ＩＲＳ—）ＩＳＰＩ中的Ｅ（ＩＲ层消息验证码（Ｃ算法，将高级加密标准作为ＭＡ的核心算法，使用密文分ＭＡ）Ｃ
ｉｒｖｄＭＡｌｏｉｍｓｇＡｄａｃｄＥｃｙｔｎＳａｄｒ（Ｅ）ａｏｅａｏｉｍｎｐｅｏｋＣｈｎｎ（ＢＣｓｅｃｙｔｎａｄｍｐｏｅＣａｇｒｈｔｕｉｖｎｅｎｒｐｉｔｎａｄＡＳｓｃｒｌｒｎｏｇｔａｄＣｉｈｒＢｌｃａｉｇＣ）ａｎｒｐｉｈｉｏｎ
（ｃｏｌｆｌｃｒｎｃｎｆｒｔｎＥｇｎｅｎ，ｏｇｉｉｅｓｙＳａｇａ２１０，ｈｎ）ＳｈｏｅｔｉｓｄＩｏｍａｏｎｉｅｒｇＴｎｊＵｎｖｒｉ，ｈｎｈｉ０８４ＣｉａｏＥｏａｎｉｉｔ
［ｓｒｃ］ＴｒｖｓａｅＡｔｅｔａｉｎＣｏｅＭＡＣａｇｒｍｆＥｉａｉｎｌａｅＣｍｍｕｉｔｎＰｏｏｏ（ＳＰＩ，ｎＡｂｔａｔｏｉｏｅＭｅｓｇｕｈｎｉｔｄ（ｍｐｃｏ）ｌｏｉｏＲｉＲａｗｙＳｇａＳ￣ｏｈｔｎｌｆｎｃｉｒｔｃｌＩＲＳ —ＩａａｏＩ）
ｒａ — ｍｅｃｍｐｒｄｅｌｔｉｏａｅ．
［ｙｗｏｄ］ＲｉｙＳｇａＳｆｔｏＫｅｒｓａｌｉｎｌａｅｙＣｍｍｕｉｔｎＰｏｏｏ（Ｓ一）ＤａｎｒｐｉｎＳｎａｄＤＥ）ＡｄａｃｄＥｃｙｔｎＳａｄｒ（Ｓ；ｗａｎｃｉｒｔｃｌＩａｏＩＲＳＰ Ⅱ ：ｔＥｃｙｔｔｄ（Ｓ；ｖｎｅｎｒｐｉｔａｄＡＥ）ａｏａｒｏｎ
ｄｃｙｔｏｔｏｕｏｗａｄ．ｈｒｐｓｄｍｅｈｄｗｉｅａｐｉｄｔｅｒｐｉｎｍｅｄｉｐｔｒｒＴｅｐｏｏｅｔｏｌｂｐｌＲＳＳ — ＩｓｍｕａｉｎｔｓｎＴＳＲＳｔｓｌｔｏｍｆＣＴＣＳ一ｗｈｅｒｓｌｈｓｆｌｅＯＰＩｉｌｔｅｔｉｏｅｔｐａｆｒｏ３，ｏｓｅｕｔｓ
ｓｏａｅｉｒｖｄａｇｒｈｃｎｕｒｕｈｓｅｐｏｌｍｓａａｅｄｓｍｉａｅ，ｕａｉｇｍｏｅａｖｎａｅｉａｅｙａｄｈｗｔｔｔｈｈｍｐｏｅｌｏｔｍｏｑｅｓｓｃａ￣ｒｂｅｓｗｅｋｋｙａｅｋｋｙｔｓｈｖｎｒｄａｔｇｎｓｆｔｎｉｆｎｗｅｈ
ＩｐｏｅＡＣｇｒｔｍｍｒｖｄＭＡｌｏｉｈｉｉｙＳｇａａｅｙＣｏｍｕｉａｉｎＰｒｔｃｌｎＲａｌｗａｉｎｌｆｔｍＳｎｃｔｏｏｏｏ
ＺＨＡＮＧａ－ｎ，ＹｕｎｌｇＸＵｏｇｗｅ，ＡＮｏｇｂｎ，ＡｉｉｎｉＺｈｎ－ｉＷＹｎ－ｉｇＸＩＺｈ－ａｇｘ
ＣｐｅｏｋＣａｎｎ（Ｃ；ｓａｅｔｅｔａｉｎＣｏｅＭＡｉｈｒｃｈｉｉｇＣＢ）Ｍｅｓｇｈｎｃｔｄ（Ｃ）ＢｌＡｕｉｏ
Ｄ０Ｉ１．９９ｊｓｎ１０－４８２１．３０１：０３６／ｉ．０３２．０２０．８．ｓ０
第３８卷第３期
、０＿８，ｌ３Ｎｏ３．
计
算
机
工
程
２１０２年２月
Ｆｅｒｒ２０１ｂｕａｙ２
ＣｏｍｐｕｅｇｉｅｒｎｇｔｒＥｎｎ文章编号：００－４８０２３＿２６＿３文献标识码：１ｏ＿２（ｌｏ＿４＿０＿３２）＿０Ａ
１概述
铁路通信环境具有其特殊性，尤其高速铁路的通信会面临数据丢失、插入、被篡改等威胁ｌ。铁路通信系统一般采】Ｉ用现有的传输网络，如以太网、总线等方式，为保证通信安全，需要在这些传输网络上加载额外的安全通信协议防范这些威胁。ＣＣ一ＴＳ３列控系统临时限速服务器（ＳＳ与调度集ＴＲ）中中ＣＣ、无线闭塞中心（Ｂ）ｂ（Ｔ）Ｒｃ、相邻ＴＲ间均采用ＳＳ