中国安全科学学报

作者：兰丽, 王潇霖

单位：兰州交通大学 电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070

关键词：铁路时间同步网,挑战应答,身份认证,安全性分析,着色Petri网(CPN),中间人攻击

基金：甘肃省自然科学基金资助(20JR10RA218)

为保障铁路系统可靠稳定运行,提高铁路时间同步网安全防护能力,利用着色Petri网(CPN)分析铁路时间同步网身份认证的安全性。首先,基于Autokey模型的时间同步协议认证过程,建立基于公共参数的挑战应答身份认证过程的CPN模型,同时,利用该模型分析基于公共参数的挑战应答运行机制可能存在的漏洞。然后,建立中间人攻击下的挑战应答过程的CPN模型,并利用逆向状态分析法建立模型的状态方程,分析身份认证协议不安全状态的可达性。最后,利用CPN Tools软件仿真验证安全性分析结果。结果表明:CPN模型分析出铁路时间同步网挑战应答身份认证的过程存在安全漏洞,客户端对挑战应答报文源信息验证的缺乏,会导致中间人伪造的挑战应答报文可以通过客户端身份认证,实现操纵时间节点的目的。通过该模型演绎中间人的攻击序列,可为铁路时间同步网在制定安全防护策略时提供重要参考。

来源：2022年第11期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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