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1.背景
1.1 鐵路信號系統背景
在鐵路系統的通信方面，由于鐵路運行環境復雜且對安全性要求極高，必須確保通信的可靠性、實時性和安全性。然而，在實際應用中，發現鐵路信號系統中關鍵的RSSP-II安全通信協議也存在安全風險。下面從技術層面和管理層面分析現有基于RSSP-II協議的鐵路信號控制系統的缺陷。
高速鐵路信號系統通訊圖
技術層面
數據泄露風險：RSSP-II協議數據以明文形式在網絡中傳輸，很容易被惡意攻擊者通過網絡嗅探等手段獲取。這些數據可能包含敏感信息，如列車的運行狀態、控制指令等，一旦被竊取，可能會被用于惡意目的，對列車的安全運行造成嚴重威脅。
數據篡改風險：隨著計算能力的不斷提升和密碼分析技術的發展，Message Authentication Code算法可能面臨被攻擊的風險。攻擊者可能通過暴力破解、差分分析等方法找到密鑰或偽造合法的消息認證碼。
管理層面
合規性問題：涉及到關鍵基礎設施和公共安全的領域，數據加密是法律法規和行業標準的要求。如果RSSP-II協議數據在傳輸過程中未進行加密，可能會導致企業面臨法律風險和監管處罰。
信任風險：未加密的數據傳輸可能會降低用戶和合作伙伴對系統的信任度。如果相關方知道列車控制系統的數據未進行加密，他們可能會對列車的安全性產生懷疑，從而影響鐵路運輸業務發展。
2.RSSP安全網關
2.1 安全網關產品概述
RSSP安全網關是一種將各信號子系統的RSSP數據進行安全加密傳輸的設備。通過RSSP安全網關加密的網絡可以提高系統安全性、可靠性，為鐵路運輸的穩定運行提供更可靠的保障。
在安全防護方面，提供數據加密、國密算法、身份認證、訪問控制及硬件芯片加密等強大功能，防止未經授權訪問和數據篡改，保障鐵路信號系統安全。
在靈活性方面，RSSP數據業務與安全網關通過合理的架構實現解耦，使得系統能夠輕松適應新的業務需求和技術變革。無論是引入新的業務子系統、算法升級、協議擴展都能以較小的影響實現平滑過渡。
2.2 安全網關應用場景
開放式網絡部署：在列車控制系統與無線閉塞中心之間的開放式網絡環境下，借助 RSSP 安全網關構建安全的數據傳輸通道，以確保列車運行控制指令、車站聯鎖信息等關鍵數據得以安全傳輸。此舉能夠有效隔絕外部網絡帶來的安全風險，防止未經授權的訪問和攻擊侵入鐵路控制系統的核心區域。
封閉式網絡部署：在鐵路信號子系統中，包括聯鎖系統、列控中心等關鍵部分，可借助 RSSP安全網關來打造安全可靠的數據傳輸通道。通過該安全網關，能夠在不同的鐵路信號子系統之間實現有效的區域間安全隔離。嚴格控制不同區域之間的訪問權限，確保只有經過授權的設備和用戶才能進行數據交互。還能保障關鍵數據如列車運行狀態信息、控制指令等在安全的環境下傳輸，提升鐵路系統的整體安全性和穩定性。
鐵路信號控制系統RSSP安全網關應用場景圖
2.3 安全網關數傳原理
在數據加密傳輸方面，安全網關確保了各個子系統之間的數據交換安全可靠，通過對RSSP-II協議的高效處理，為鐵路信號的穩定傳輸提供了堅實保障。下面描述一下RSSP安全網關數據包轉發的流程。
RSSP安全網關數據加密傳輸原理
2.4 安全網關高可用性
鐵路系統的安全高效運行依賴于穩定可靠的通信。通信設備作為信息傳輸的關鍵環節，一旦出現故障，可能會引發嚴重后果。某個關鍵通信設備節點出現單點的失效意味著鐵路系統部分或全部功能癱瘓。RSSP 安全網關在應對單點失效問題方面可圈可點，針對如下兩大類單點失效問題有著核心解決方案。
其一，當面臨設備異常死機、異常斷電以及關鍵進程失效所引發的單點失效情況時，通過VRRP的主備機制來應對。VRRP協議能夠在極短的時間內，通常可實現100毫秒以內的快速切換。通過該機制，當主設備出現上述異常狀況時，備用設備能夠迅速接管工作，確保加密隧道可以持續可靠的運行。
其二，在設備遭遇隧道斷鏈、加解密失敗等引發的的單點失效情況時，通過NAT與路由轉發相結合的方式來實現原始數據直發。在關鍵節點出現故障時，此方式能確保數據通信不受影響。一旦隧道斷鏈或加解密失敗，NAT地址轉換功能會迅速調整數據傳輸路徑，再結合路由轉發機制，確保數據準確無誤地抵達目的地。
3.總結
RSSP安全網關是博智安全研發的一款基于鐵路RSSP安全通信協議的國密網關產品。憑借先進的網絡安全防護機制，為鐵路控制系統筑牢安全防線。通過采用加密通信協議與前沿芯片加密技術的完美結合，它不僅運用了國家密碼管理局認證的國密算法，還可以深度解析了鐵路控制信號協議內容，確保每一環節的數據傳輸都受到嚴密保護。
值得一提的是，該安全網關產品搭載了高性能加密芯片，嚴格遵循國密標準，對鐵路控制系統的數據進行全方位、高強度的加密保護、身份認證及通信鏈路加密，不僅確保了數據傳輸過程中的機密性、完整性和可用性，還為鐵路控制系統及其終端設備構筑了一道堅實的邊界安全防護網。
