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1、2015/10/23 EN50159 基础 北京全路通信信号研究设计院有限公司 安全保障中心 2015/10/23 2 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主要防范手段介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 3 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主要防范手段介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 4 一、EN50159简介 EN50159：2010 Railway applications Communication, signaling and pro
2、cessing systems Safety-related communication in transmission systems 铁路应用-通信、信号和处理系统-传输系统中的安 全相关通信 2015/10/23 5 一、EN50159简介 Railway applications Communication, signaling and processing systems： 铁路应用-通信、信号和处理系统 Safety-related communication： 安全相关通信 Transmission systems： 传输系统 EN50159范围范围 2015/10/23 6 一
3、、EN50159简介 Safety-related communication（安全相关通信）： 安全设备之间或 安全设备与非安全设备之间 应用于安全功能的信息 Transmission systems（传输系统）： 两个或多个独立的主控设备之间 数据通信 EN50159范围范围-应用场合应用场合 2015/10/23 7 一、EN50159简介 EN50159范围范围-端到端通信端到端通信 一、EN50159简介 2015/10/23 EN50159第一版 EN50159-1:2001（GB/T 24339.1-2009/IEC 62280- 1:2002） EN50159-2:2001（G
4、B/T 24339.2-2009/IEC 62280- 2:2002） EN50159第二版 EN50159：2010（目前没有对应的国标以及IEC标准） EN50159历史历史 一、EN50159简介 2015/10/23 2010版不再分为-1、-2两部分 传输系统分类： 2001版：封闭传输系统、开放传输系统 2010版：第一类、第二类、第三类 第一类对应封闭传输系统 第二类、第三类对应开放传输系统 EN50159历史历史-第一版与第二版主要差别第一版与第二版主要差别 2015/10/23 10 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主
5、要防范手段介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 11 二、EN50159内容概述 EN50159正文：7章 EN50159附录：5个附录（informative） EN50159标准内容标准内容 2015/10/23 12 二、EN50159内容概述 EN50159正文内容正文内容 1、范围（Scope） 2、规范性引用文件（Normative reference） 3、术语，定义和缩写（Terms，definitions and abbreviations） 4、参考结构（Reference architecture） 5、传输系统中的危害（Threats to the T
6、ransmission system） 6、传输系统分类（Classification of Transmission systems） 7、防护要求（Requirements for defences） 2015/10/23 13 二、EN50159内容概述 EN50159附录内容附录内容 A、开放传输系统中的威胁（Threats on open transmission systems） B、传输系统的种类（Categories of transmission systems） C、防范指南（Guideline for defences ） D、标准使用指南（Guidelines for
7、use of the standard） E、与前一版标准的对照（Mapping from previous standards） 2015/10/23 14 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主要防范手段介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 15 三、EN50159核心内容 EN50159核心内容核心内容 传输系统的分类：三种 传输系统需防范的风险：七种 传输系统防范风险的手段：八种 核心思想：通过技术手段保证通信报文的真实性、完整 性、实时性和有序性。 2015/10/23 16 三、EN50159核心内容 传输系统
8、的分类传输系统的分类-依据依据 Pr1：接入的设备数量固定且已知 Pr2：传输系统的特性（传输介质、最差条件下的特性 等）固定且已知 Pr3：可忽略非授权的访问 2015/10/23 17 三、EN50159核心内容 传输系统的分类传输系统的分类-类型类型 第一类：符合Pr1、Pr2和Pr3 第二类：不符合Pr1和Pr2，符合Pr3 第三类：Pr1、Pr2和Pr3都不符合 2015/10/23 18 三、EN50159核心内容 传输系统的分类传输系统的分类 第一类：串口通信 第二类：封闭的局域网通信 第三类：Wifi通信 2015/10/23 19 三、EN50159核心内容 传输系统需防范的
9、风险传输系统需防范的风险 1、重复（Repetition） 2、删除（Deletion） 3、插入（Insertion） 4、重排序（Re-sequence） 5、损坏（Corruption） 6、延时（Delay） 7、伪装（Masquerade） 2015/10/23 20 三、EN50159核心内容 传输系统主要防护手段传输系统主要防护手段 1、序列号（Sequence number） 2、时间戳（Time stamp） 3、超时判断（Time-out） 4、源、宿标识符（Source and destination identifiers） 5、反馈报文（Feed-back messa
10、ge） 6、认证程序（Identification procedure） 7、安全编码（Safety code） 8、加密技术（Cryptographic techniques） 2015/10/23 21 三、EN50159核心内容 传输系统分类、风险、防护手段之间的关传输系统分类、风险、防护手段之间的关 系系 不同类型传输系统中风险的强度差异（EN50159 表B.2） 不同类型的风险需使用不同的防护手段进行防护 （EN50159：2010 7.4.2 表1） 2015/10/23 22 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主要防范手段
11、介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 23 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段序列号序列号 序列号，在发送端和接收端交换的每一条报文增加一个 流水号以便接收端校验报文的发送顺序。 如：message 1、message 2、message 3 序列号的长度 序列号初始化 乱序后如何恢复 2015/10/23 24 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段时间戳时间戳 时间戳，给每一条报文增加一个时间标记。 如： Message 2015/08/24/9:10 Message 2015/08/25/10:10 时间戳具体使用参见EN50159：2010 附录C
12、 .1。 2015/10/23 25 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段超时判断超时判断 接收端可以校验两个报文间的时间间隔是否超过允许的 最大时间，如超过，应视为错误。 发送端接收端 信息i 信息j t=0 tTmax 发送端接收端 信息i 信息j t=0 tTmax 2015/10/23 26 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段源、宿标识符源、宿标识符 报文应包括发送方标识（源）和接收方标识（宿）。 如：To Tom message from Bob 标识的唯一性 标识字段的大小 2015/10/23 27 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段反馈报文反馈
13、报文 接收端在接收到报文后向发送端发送一个反馈报文。 发送端接收端 信息i 信息j 反馈通道本身并不提供对任 何已识别威胁的防护措施， 只是在应用级为其他防护措 施提供使能机制。 反馈内容与其他防护机制的 关系为事先约定。 2015/10/23 28 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段认证程序认证程序 认证程序，是在信息发送端和接收端之间进行的、为保 证正确身份以及正确行为的一个识别进程。 发送端接收端 申请 允许 信息 2015/10/23 29 四、主要防范手段介绍 主要防范手段主要防范手段安全编码安全编码 给安全相关信息增加的由安全相关进程控制与生成的检 测码或报文编码。 常
14、用： CRC（检测码） 2015/10/23 30 主要防范手段主要防范手段加密技术加密技术 对所传输的报文进行加密，只有授权用户才具有解密的 可能。 四、主要防范手段介绍 2015/10/23 31 目录 一、EN50159简介 二、EN50159内容概述 三、EN50159核心内容 四、主要防范手段介绍 五、主要风险介绍 六、总结 2015/10/23 32 五、主要风险介绍 主要风险主要风险通信模型通信模型 张三张三 王五王五 李四李四 通信网通信网 张三和王五之间保持短信联系！（经常互发短信）张三和王五之间保持短信联系！（经常互发短信） 2015/10/23 33 五、主要风险介绍 主
15、要风险主要风险重复重复 重复，信宿端收到重复的报文。 张三昨天给王五发过一条短信：张三昨天给王五发过一条短信：我请你吃饭！我请你吃饭！ 王五今天又收到来自于张三的同样的短信：王五今天又收到来自于张三的同样的短信：我请你吃饭！我请你吃饭！ ：我请你吃饭！我请你吃饭！ ：我请你吃饭！我请你吃饭！ 2015/10/23 34 五、主要风险介绍 主要风险主要风险重复重复 防范手段： 序列号：“我请你吃饭！（1）” 时间戳：“我请你吃饭！（2015年8月24日9：46）” 王五今天又收到来自于张三的同样的短信：王五今天又收到来自于张三的同样的短信：我请你吃饭！（我请你吃饭！（1） ：我请你吃饭！我请你吃
16、饭！ （1） ：我请你吃饭！我请你吃饭！ （1） 或或：我请你吃饭！：我请你吃饭！ （2015年年8月月24日日9：46） ：我请你吃饭！：我请你吃饭！ （2015年年8月月24日日9：46） ：我请你吃饭！：我请你吃饭！ （2015年年8月月24日日9：46） 2015/10/23 35 五、主要风险介绍 主要风险主要风险删除删除 信源发送的报文未被信宿收到。 张三给王五发过一条短信：张三给王五发过一条短信：我请你吃饭！我请你吃饭！ 王五没收到这条短信。王五没收到这条短信。 防范手段： 序列号：“我请你吃饭！（1）” 2015/10/23 36 五、主要风险介绍 主要风险主要风险删除删除 防范手段： 序列号：“我请你吃饭！（1）” 张三给王五发过一条短信：张三给王五发过一条短信：我请你吃饭！（我请你吃饭！（1） 王五没收到这条短信。王五没收到这条短信。 张三给王五发第二条短信：张三给王五发第二条短信：我请看电影！（我请看电影！（2） 王五收到了第二条短信。王五收到了第二条短信。 2015/
